DE1613528B2 - Trnasformator zur uebertragung von impulsen oder leistung auf abgestuftes hochspannungspotential - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf einen Transforma- Aber selbst die Übertragung des hier bekannten tor zur Übertragung von Impulsen oder Leistung auf U-förmigen Isolierrohres mit teilweisem -Potentialabgestuftes Hochspannungspotential mit einer teil- belag auf den Stromwandler gemäß der deutschen weise von einem Isolierrohr umschlossenen, schleifen- Patentschrift 414 840, bei dem mehrere Sekundärförmigen Erregerwicklung und auf das Isolierrohr 5 wicklungen gezeigt werden, erweist sich als unaufgeschobenen Ringkernen, die jeweils eine Se- genügend,
kundärwicklung tragen. Im Hinblick auf die abgestufte Hochspannung ist

Insbesondere bei Hochspannungs-Gleichstrom- eine große Anzahl einzelner Kerne erforderlich, so

Übertragungsanlagen, bei denen eine Vielzahl in Reihe daß Eisenkörper nach Art der Manteltype wegen

geschalteter Thyristoren möglichst gleichzeitig zu io deren großem Platzbedarf nicht in Frage kommen,

zünden ist, stellen sich erhöhte Anforderungen an Der Erfindung stellt sich daher die Aufgabe, in

einen Transformator, welcher zur Übertragung der Weiterführung des aus den vorgenannten deutschen

Zündimpulse für die Thyristoren vorzusehen ist. Patentschriften bekannten einen Transformator der

Ein Transformator üblicher Art mit entsprechen- eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem insden Wicklungsanzapfungen ist für diesen Zweck 15 besondere der Platzbedarf und das Gewicht, vorvöllig ungeeignet, da hierbei die Hochspannungs- nehmlich hinsichtlich der Isolierung, möglichst gepotentiale der einzelnen Stufen im Verhältnis zu- ring gehalten sind und der den strengen Sicherheitseinander festgelegt wären; außerdem würde bei jeder Vorschriften zu entsprechen vermag.
Stufe nur ein Teil·.der.vielen zugehörigen Windungen Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch geder Hochspannungswicklungen benutzt werden. 20 löst, daß ein U-förmiges Isolierrohr mit einem inneren

Ein Transformator mit galvanisch getrennten Se- und äußeren Potentialbelag vorgesehen ist, daß die kundärspulen auf gemeinsamem Eisenkern würde Ringkerne an beiden Schenkeln des U-förmigen zwar eine Potentialanpassung an die einzelnen Hoch- Isolierrohres angeordnet sind, wobei sich die Ringspannungsstufen erlauben, jedoch wäre die Induktivi- kerne, deren Sekundärwicklungen das niedrigste Potät einer solchen Anordnung unerwünscht groß, so 25 tential aufweisen, an den offenen Enden des U-förmidaß beispielsweise die Steilheit zu übertragender Im- gen Isolierrohres befinden,
pulse sehr stark vermindert würde. Der Vorteil des erfindungsgemäßen Transforma-

Ein weiterer Nachteil der konventionellen Trans- tors besteht insbesondere in dessen geringer Induktivi-

formatorbauart besteht darin, daß die Hochspan- tat sowie in der optimalen Ausnutzung des vorhande-

nungswicklungen untereinander und vor allem gegen- 30 nen Raumes.

über der Primärwicklung und dem geerdeten Eisen- Es empfiehlt sich, daß jeder Ringkern mit der darkern einen untragbar großen Isolieraufwand er- auf befindlichen Sekundärwicklung in Potentialfordern, verbindung steht. Dann ist natürlich zwischen Ring-Aus der deutschen Patentschrift 414 840 ist ein kern und Sekundärwicklung keine separate Isolation Stromwandler bekannt geworden, bei dem mehrere, 35 erforderlich, vielmehr genügt es, daß die Ringkerne je eine Sekundärwicklung tragende, nach Art der mit Sekundärwicklungen gegeneinander isoliert sind, Manteltype ausgebildete Eisenkörper auf zwei Isolier- etwa indem jeder Ringkern samt darauf befindlicher rohren angeordnet sind, durch die die Primärwicklung Sekundärwicklung mit Isoliermaterial umwickelt ist, in Schleifenform hindurchgeführt ist. oder auch durch Verwendung von Kappen und Hül-

Diese Anordnung würde zwar eine gewünschte 4° sen oder Isolierflansche, wobei die gegenseitige Isoniedrige Induktivität ergeben, jedoch ist die gezeigte lation zwischen benachbarten Ringkernen nur gemäß Bauweise alleine nicht geeignet, die Anwendung bei der Potentialdifferenz zwischen benachbarten Hoch-Hochspannung (z. B. 750 kV) zuzulassen. Spannungsstufen zu bemessen ist.

Aus der deutschen Patentschrift 893 082 ist ein Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erkombinierter Strom- und Spannungswandler bekannt- 45 findung weist das U-förmige Isolierrohr an den offegeworden, bei welchem der Eisenkern des Spannungs- nen Enden eine reduzierte Wandstärke auf. Dies ist wandlers und die Primärwicklung des Stromwandlers insbesondere dann zweckmäßig, wenn die Sekundärparallel geführt und auf dasselbe Potential gebracht wicklung mit dem niedrigsten Potential an Erde liegt, sowie gemeinsam von einer U-förmigen Isolierhülle da dadurch eine weitere Gewichtseinsparung mögdielektrisch dicht umschlossen sind. Dabei sind die 50 Hch ist.

Teile des Stromwandlers, also die schleifenförmige Die Sekundärwicklung mit dem niedrigsten Poten-

Primärwicklung und die auf einem Ringkern be- tial kann aber auch eine beträchtliche Spannung

findliche Sekundärwicklung, mit dem Stromwandler gegenüber dem Erdpotential oder der schleifenförmi-

der vorerwähnten deutschen Patentschrift vergleich- gen Erregerwicklung aufweisen, beispielsweise dann,

bar. 55 wenn mehrere der neuen Transformatoren kaskaden-

Im Unterschied zu letzterem tritt jedoch die U- artig in Reihe geschaltet sind. Dann ist es vorteilhaft, förmige Isolierhülle hervor, welche im Bereich der wenn das U-förmige Isolierrohr an den offenen Krümmung auch mit einem äußeren Potentialbelag Enden eine zusätzliche Isolation in Form von Isolierversehen ist. Es ist dabei sicher einzusehen, daß die flanschen trägt.

Isolierung dadurch effektiver wird, zumal wenn der 60 Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Ereinzige Ringkern (die Figur in der deutschen Patent- findung ist der Transformator von einem Behälter schrift 893 082 zeigt lediglich beiderseits der Mittel- umgeben, der mindestens teilweise aus isolierendem linie zwei unterschiedliche Varianten) dicht am ge- Material besteht, wobei die Sekundäranschlüsse durch krümmten Teil sitzt. die isolierende Behälterwand geführt sind.

Mit einer einzigen Sekundärwicklung ließe sich na- 65 Ebenso als vorteilhaft hat sich erwiesen, den Trans-

türlich dieser bekannte Stromwandler nicht zur Über- formator in Kunstharz einzugießen,

tragung vom Impulsen oder Leistung auf abgestuftes Der nue Transofrmator wird durch die Zeichnun-

Hochspannungspotential verwenden. gen veranschaulicht. Darin stellen dar

F i g. 1 eine Ausführung des neuen Transformators im Schnitt,

F i g. 2 ein Detail aus F i g. 1,

F i g. 3 eine Abwandlung des Transformators nach Fiel

F i g. 4 eine Anordnung mit dem neuen Transformator und Halbleiter-Gleichrichtern in der Draufsicht.

In F i g. 1 ist die schleifenförmige Erregerwicklung 1 von einem U-förmigen Isolierrohr 2 umgeben. In der linken Hälfte ist das Isolierrohr 2 mit bis zum offenen Ende gleichbleibender Wandstärke gezeichnet; in der rechten Hälfte mit am offenen Ende reduzierter Wandstärke. Das U-förmige Isolierrohr weist innen und außen Potentialbeläge 3 bzw. 4 auf. Auf das Isolierrohr 2 sind Ringkerne mit Sekundärwicklungen als Einheiten 5 aufgeschoben, zwischen denen sich Zwischenlagen 6 zur gegenseitigen Isolierung befinden können. Die Sekundärwicklungen sind über Ableitungen 7 mit Klemmen 8 verbunden, die als Durchführungen durch den isolierenden Teil 9 der Behälterwand dienen. Die aktiven Teile ruhen über Unterlagen 10, z. B. Ringen aus Holz, auf der Bodenplatte 11. Der Behälter ist oben durch den Deckel 12 mit Entlüftungsstutzen 13 abgeschlossen und enthält eine Isolierflüssigkeit 14, z. B. Transformatorenöl. Die zuunterst gezeichneten Sekundärwicklungen werden zweckmäßigerweise mit der niedrigsten, die zuoberst gezeichneten mit der höchsten Stufe des Hochspannungspotentials verbunden; die in der rechten Hälfte von F i g. 1 gezeichnete verringerte Wandstärke der Isolierhülle kommt insbesondere dann in Betracht, wenn sich die unterste Sekundärwicklung im Betriebe ungefähr auf demselben Potential befindet wie die Erregerwicklung 1.

In F i g. 2 ist das in F i g. 1 mit »a« bezeichnete Detail vergrößert herausgezeichnet und ein Schnitt durch eine aus einem Ringkern mit Sekundärwicklung bestehende Einheit 5 dargestellt. Der Ringkern

51 ist mit einer dünnen isolierenden Zwischenlage

52 umgeben, auf der sich die Sekundärwicklung 53 befindet, die mit dem Ringkern 51 über die Potentialverbindung 54 leitend verbunden und mit der Isolation 55 umwickelt ist, welche zweckmäßigerweise so bemessen ist, daß sie zusammen mit der isolierenden Umwicklung der Nachbarwicklung der Potentialdifferenz zwischen zwei benachbarten Hochspannungsstufen standhält. Mit 7 sind wiederum die Ableitungen bezeichnet.

F i g. 3 stimmt im wesentlichen mit F i g. 1 überein, abgesehen davon, daß die offenen Enden des U-förmigen Isolierrohres 2 Isolierflansche 21 tragen. Diese Maßnahme kommt dann in Betracht, wenn zwischen der untersten Sekundärwicklung und der Erregerwicklung 1 oder der Bodenplatte 11 des Behälters im Betriebe eine gehörige Potentialdifferenz auftritt. Zusätzlich sind in F i g. 3 Steuerkapazitäten 15 ingedeutet, die angeordnet werden können, wenn eine Potentialsteuerung erwünscht ist. Im übrigen sind Ölfüllung und Entlüftungsstutzen nicht gezeichnet; man kann sich den Behälter beispielsweise mit einem Isoliergas gefüllt denken.

Fig. 4 zeigt den neuen Transformator mit abgehobenem Deckel in Draufsicht, in einer Anordnung .zusammen mit Halbleitergleichrichtcrn 16, die sich in vier Säulen ringsum verteilt befinden. Auch hier können, wenn es für den Betrieb der Anordnung zweckmäßig ist, Steuerkapazitäten 15 vorgesehen sein, hier als eine Säule gemeinsam für beide Schenkel des Transformators gezeichnet. Entsprechend zunehmendem Potential unter zyklischer Vertauschung der Gleichrichtersäulen ist es bei dieser Anordnung vorteilhaft, wenn die Klemmen 8, nach zunehmendem Potential geordnet, rings um den Behälterteil 7 eine aufsteigende Spirale bilden.
Ist der Transformator in Kunstharz eingegossen, so

ίο ändert dies am Aufbau des aktiven Teils nichts Wesentliches, und an die Stelle des Behälters mit öl tritt der umgossene Kunstharzblock in bekannter Weise, weshalb dies in den Zeichnungen nicht besonders dargestellt ist. Man kann aber auch den Behälter belassen — etwa wie in Fig. 3 dargestellt, aber ohne Deckel — und ihn, mit dem Aktivteil darin, mit Kunstharz ausgießen.

An Hand der Zeichnungen, etwa bei Betrachtung von Fig. 1, wird ein charakteristischer Vorzug des neuen Transformators deutlich, der auf der Schleifenform der Erregerwicklung 1 und der besonderen Anordnung der Sekundärwicklungen auf dem U-förmigen Isolierrohr 2 beruht: Durchläuft man die Anordnung vom einen offenen Ende des U zum anderen, so beginnt man beim niedrigsten Potential und kehrt wieder zu diesem, dem Ausgangspotential, zurück. So wird eine besonders kleine Schleifenfläche und auch hierdurch eine besonders kleine Induktivität erzielt.

Claims (6)

1. Patentansprüche:

   Li Transformator zur Übertragung von Impulsen oder Leistung auf abgestuftes Hochspannungspotential mit einer teilweise von einem Isolierrohr umschlossenen, schleifenförmigen Erregerwicklung und auf das Isolierrohr aufgeschobenen Ringkernen, die jeweils eine Sekundärwicklung tragen, dadurchgekennzeichnet, daß ein U-förmiges Isolierrohr (2) mit einem inneren (3) und äußeren (4) Potentialbelag vorgesehen ist, daß die Ringkerne (51) an beiden Schenkeln des U-förmigen Isolierrohres (2) angeordnet sind, wobei sich die Ringkerne (51), deren Sekundärwicklungen (53) das niedrigste Potential aufweisen, an den offenen Enden des U-förmigen Isolierrohres (2) befinden.
2. 2. Transformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Ringkern (51) mit der darauf befindlichen Sekundärwicklung (53) in Potentialverbindung (54) steht.
3. 3. Transformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das U-förmige Isolierrohr (2) an den offenen Enden eine reduzierte Wandstärke aufweist.
4. 4. Transformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das U-förmige Isolierrohr (2) an den offenen Enden eine zusätzliche Isolation in Form von Isolierflanschen (21) trägt.
5. 5. Transformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er von einem Behälter (9, 11,12) umgeben ist, der mindestens teilsweise aus isolic-endem Material besteht, und daß die Se-Kundäranschlüsse durch die isolierende Behälterwand geführt sind.
6. 6. Transformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er in Kunstharz eingegossen ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen