DE1638379C

DE1638379C - Circuit arrangement for a step transformer

Info

Publication number: DE1638379C
Application number: DE19671638379
Authority: DE
Inventors: Jan Dipl Ing 7000 Stuttgart Höfen Bajmel Anton Dipl Ing 7014 Kornwestheim Jakubowski
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH, 6000 Frankfurt
Priority date: 1967-05-11
Filing date: 1967-05-11
Publication date: 1973-06-20

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung für einen Stufentransformator mit je Phase einer betriebsmäßig einseitig an Hochspannungspotential liegenden Stammwicklung und einer betriebsmäßig einseitig an Erde liegenden Regelwicklung, welche Regelwicklung aus mindestens einem gegen die Stammwicklung isolierten Wicklungsteil besteht, dessen Enden jeweils durch Schaltelemente umschaltbar sind. 4cThe invention relates to a circuit arrangement for a step transformer with each phase one main winding with one side at high voltage potential during operation and one during operation control winding lying on one side to earth, which control winding consists of at least one against the main winding consists of an insulated winding part, the ends of which can be switched over by switching elements are. 4c

Eine derartige Schaltungsanordnung ist beispielsweise aus der österreichischen Patentschrift 21R 139 bekannt, wie weiter unten näher ausgeführt wird.Such a circuit arrangement is for example from the Austrian patent specification 21R 139 known, as will be explained in more detail below.

In der bisherigen Praxis erfolgt die Spannungsregelung von Transformatoren mittels Regelwicklungen. die beispielsweise aus Grob- und Feinwicklungen bestehen. Der Ablauf dieses bekannten Regelvorganges ist in F i g. 1 bis 5 schematisch dargestellt.In previous practice, the voltage of transformers was regulated by means of regulating windings. which consist, for example, of coarse and fine windings. The sequence of this known control process is in Fig. 1 to 5 shown schematically.

In den Figuren ist mit 1 die Stammwicklung bezeichnet, die entweder als SchfMbenspulenwicklung oder Lagenwicklung ausgeführt sein kann. Mit 2 ist die aus einer oder mehreren Lagen bestehende Grobwicklung und mit 3 die aus einer oder mehreren Lagen miteinander gewickelten Stufen bestehende Feinwicklung bezeichnet, Weiter sind mit 4 der Wender und mit 5 und 6 die Laufkontakte des Wähbrs bezeichnet, wobei 5 stets den stromführenden Laufkontakt darstellt. Wähler und Lastschalter sind einfachheitshalber nicht gezeigt.In the figures, 1 denotes the main winding, which can be designed either as a single coil winding or a layer winding. With 2 is the coarse winding consisting of one or more layers and, with 3, the one or more layers with each other wound stages called fine winding, next with 4 are the turner and 5 and 6 denote the running contacts of the Wähbrs, with 5 always the live running contact represents. Selector and load switch are not shown for the sake of simplicity.

Fig. 1 entspricht der Stellung »niedrigste Spannung«, Fig. 1 corresponds to the "lowest voltage" position,

Fig.2 der Stellung »einer Stufe vor Nennstellung«, Fig. 2 the position "one step before the nominal position",

F i g. 3 der »Nennstellung bei Aufwärtsregelung«,F i g. 3 of the "nominal position with upward regulation",

Fig.4 der »Nennstellung bei Abwär'F.regelung« undFig. 4 of the "nominal position with waste heat regulation" and

F i g. 5 der Stellung »Höchste Spannung«.F i g. 5 of the position "Highest tension".

Bei diesen und den dazwischen vorhandenen Stellungen treten bei Stoßspannungsvorgängen Beanspruchungen zwischen Regel- und Stammwickliing und innerhalb der Regelwicklung selbst auf. ic einen erheblichen Isolationsaufwand, der mit i·.-kannten nachteiligen Folgen verbunden ist, er! dem Besonders hohe Stoßbeanspruchungen tr. ·. bekanntlich dann auf. wenn ein Teil der Regel«: ■ lun« frei schwingt, d.h.. wenn ein Teil der Wick!. : nicht vom Strom durchflossen ist. Dies ist uisbcv,. dere bei Stellung nach F i g. 1 der Fall, bei der wohl die Grobwickluiig2 als auch die Feinwicklun. .= niciii \om Strom durchflossen sind.In these and the positions in between, stresses occur during surge voltage processes between regular and regular development and within the normal winding itself. ic a considerable isolation effort, which with i ·. -know adverse consequences, he! especially high impact loads tr. ·. known then on. if part of the rule ": ■ lun" swings freely, i.e. when part of the wick !. : is not traversed by the current. This is uisbcv ,. those in the position according to FIG. 1 the case in which the coarse winding 2 as well as the fine winding. . = niciii \ om current flowing through it.

Aus der österreichischen Patentschrift 21 Si sind bereits für eine aus mehreren Windungsschu ten bestehende Grobwicklung Vorschläge zur S.· kung der Beanspruchung innerhalb der Grobw:, lung bekannt, die ilarauf beruhen, daß die sons' Reihe geschalteten Windlingsschichten für die / in der'diese '!eile autkr Betrieb sind, aufgetn.·.· werden und die aufgetrennten Wicklungsteile ::, einem Ende an das Stammwicklungsende angele: ί werden. Durch diese Schaltung erhält jedoch j.· stromlose Wiüdungsschidit ein nicht angelenl· freies Ende. wi*. bekanntlich keineswegs senkend _: die Beanspruchungen ζ vischen den Windungsschu ; ten wirken kann. Darübei hinaus ist diese Schalt,.: bei aus einer Windungsschicht (Lage) bestehen Grobwicklun.·, so wie sie in der vorliegenden ;,. Schreibung hauptsächlich behandelt wird, nicht ;ι.·> Hch.From the Austrian patent specification 21 Si, proposals for a coarse winding consisting of several winding sections for reducing the stress within the coarse winding are known, which are based on the fact that the winding layers connected in this series are used for the coarse winding '! eile autkr operation are opened. With this circuit, however, the currentless circuit has a non-fishing-free end. wi *. as is well known, by no means lowering _: the stresses ζ vish the winding shear; ten can work. In addition, this circuit,.: With a coarse winding consists of a layer of turns. Spelling is mainly dealt with, not; ι. ·> Hch.

Der Erfindung Hegt die Aufgabe zugrunde. .!.. StoLSspannungsbeanspruchung der Regelwicklung Transformatoren /u verringern.The invention is based on the object. .! .. Impact voltage stress on the control winding of transformers / u decrease.

Diese Aufgabe wird bei einer SchaUungsanoiu nung der eingangs genannien Art trfindungsgemii;. dadurch gelöst, daß\lie Urnsdialtung derart erfolgt, daß jedeTim stromlosen Zustand befindliche Wiel· lungsteil der Regelwicklung mit seinem anderen Ende an die Siammwicklung angeschlossen ist als in. stromdurchflossenen Zustanu.This task is performed in a showroom tion of the type mentioned at the beginning. solved by the fact that the original dialing takes place in such a way that that every Wiel that is in the de-energized state treatment part of the control winding is connected to the Siammwicklung with its other end than in. current-carrying state

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe sowie deren Lösung sei im folgenden an Hand der F i g. 6 bis 21 näher erläutert.The object on which the invention is based and its solution are given below with reference to the F i g. 6 to 21 explained in more detail.

Wird an eine stromdurchflossene Wicklung 1 in Fig. 6 bis 9, eine nicht stromdurchflossene, induktiv gekoppelte, gleichen Wickelsinn aufweisende Wicklung 2 angelenkt, so entstehen beim Auftreten einer Stonbpannung8 an dem Wicklungscingang9 an anderen Wicklungsstellen Stoßspannungen, deren Scheitelwerte eine Hüllkurve etwa wie 10 und 11 bilden. Is connected to a current-carrying winding 1 in Fig. 6 to 9, a non-current-carrying, inductive coupled, the same winding direction having winding 2 articulated, so arise when a Stonbspannung8 on the winding tang9 on others Winding points Impulse voltages, the peak values of which form an envelope curve like 10 and 11.

In Abhängigkeit von der Lage der Anlenkstelle 12 oder 13, von der Verbindungsart zwischen den Wicklungen, wie umgeleitet 14 oder fortlaufend 15 und von der Lage der Erdanschlußstelle 16 treten in der nicht stromdurchflossenen Wicklung 2 Spannungen gegen Erde mit gleichen 17 oder umgekehrten Vorzeichen 18 gegenüber dem der angelegten Stoßspannung 8 auf.Depending on the position of the articulation point 12 or 13, on the type of connection between the windings, as diverted 14 or continuously 15 and from the location of the earth connection point 16 occur in the Non-current-carrying winding 2 voltages to earth with the same 17 or opposite sign 18 compared to that of the applied surge voltage 8.

Bei ungleichem Wickelsinn 7 und 19 der Wicklungen 1 und 2, Fig. 10 bis 13, erhält man naturgemäß in der nicht stromdurchflossenen Wicklung ähnliche Stoßspannungen, jedoch mit stets umgekehrten Vorzeichen gegenüber den in F i g. 6 bis 9.If the winding directions 7 and 19 of the windings 1 and 2, FIGS. 10 to 13, are not the same, one naturally obtains similar surge voltages in the winding not carrying current, but always with the opposite sign compared to the in F i g. 6 to 9.

Betrachtet man in den Fig.6 bis 13 die Stoßbeanspruchungen zwischen örtlich gegenüberliegenden Wicklungsenden wie 9 und 20 bzw. 13 und 21, die trotz der durch kapazitive Einwirkungen verursach-If one considers the impact loads in FIGS. 6 to 13 between locally opposite winding ends such as 9 and 20 or 13 and 21, the despite the capacitive effects

len zeitlichen Verschiebungen der Stoßspannungsscheitelwerte (hier nicht berücksichtigt) erfahrungsgemäß etwa der arithmetischen Stoßspannungsdifferenz dieser Punkte gleichgesetzt werden dürfen, so erkennt man, daß in den Anordnungen gemäß 5 Fig. 6, 12 und 13. bei denen es in der nicht stromdurchflossenen Wicklung2 zum Auftreten von Stoßspannungen umgekehrten Vorzeichens 18 kommt, die genannten Strecken am stärksten beansprucht sind. Ferner erkennt man, daß die gleichen Strecken in den Anordnungen nach Fig. 8,9 und 10 am wenigsten beansprucht sind. Mögen die absoluten Beanspruchungswerte von Fall zu Fall verschieden sein, was durch unterschiedliche Verhältnisse, wie Wicklungsart, Windungszahl, Regel- oder Umstellbereich und Kapazitäten, bedingt ist, so bleibt die Tendenz ties Verlaufs der Hüllkurven 10 und H immer die gleiche.len temporal shifts in the peak impulse voltage values (not taken into account here) from experience, for example, the arithmetic surge voltage difference may be equated with these points, one recognizes that in the arrangements according to 5 Fig. 6, 12 and 13. in which it is in the non-current-carrying Winding2 comes to the occurrence of impulse voltages with the opposite sign 18, the routes mentioned are the most heavily used. You can also see that the same routes in the arrangements according to FIGS. 8, 9 and 10 least are claimed. The absolute stress values may differ from case to case, what due to different conditions, such as winding type, number of turns, control or changeover range and capacities, is conditional, the tendency of the course of the envelopes 10 and H always remains the same same.

Es drängt sich nun der Gedanke auf, diese Erscheiiiung für den Wicklungsaufbau auszunutzen, indem nur die vorteilhaften Anordnungen F i g. 8, ^l> um: K) angewendet werden. Jas ist aber nicht sinnvoll, weil dann beim Zuschalten der Wicklung 2, d.h., beiderV.erlegungdesF.rdansehlussesinFig.8 und 9 an den Punkt 20 und in Fig. 1Ü an den Punkt 21, die beabsichtigte Spannungsaufwärtsregelung nicht möglich ist.The idea now arises to use this appearance for the winding structure by only using the advantageous arrangements F i g. 8, ^l > um: K) can be applied. Yes, however, does not make sense because when winding 2 is switched on, that is, when connecting the cable connection in Figs. 8 and 9 to point 20 and in Fig. 1Ü to point 21, the intended upward regulation is not possible.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird eine Ausnutzung der vorteilhaften Anor inungen möglich.By the measures according to the invention an exploitation of the advantageous anor inungen possible.

Die Wicklung!, die einen Teil der Regelwickiung eines Regeltransformators darstellt, wird im nicht stromdurchilossenen Zustand entsprechend Fig. 8,9 oder 10 geschaltet. Soll die Wicklung zur Spannung*- regelung herangezogen werden, wird sie umgepolt, so^gdaß sie der Schaltung gemäß F i g. 14, ,5 oder .6 ,-ult -lei Wender 23 die Grobv, U-,-The winding !, which is part of the regulating winding of a regulating transformer, is switched in the non-current-carrying state as shown in FIGS. 8, 9 or 10. If the winding to the voltage * - control are used, it is reversed, so that they ^g g the circuit of F i. 14,, 5 or .6, -ult -lei Wender 23 die Grobv, U -, -

Stellung nnck .. )Position nnck ..)

l'~ng- ¹^'¹¹' , ;_c^|_uni, 2 kann nunmehr die Last Die '^V^ ^ ^niehnien, wie es in F ie der ί - c ι η v\ ι l l j. _ -^ ^ ^ _nnstcHung darstellt, die auch g γ.¹-" * Γ di Stlll '~ ng- ¹ ^' ¹¹ ',; _c ^ | _uni , 2 can now the load die '^ V ^ ^ ^ niehnien as it is in F ie the ί - c ι η v \ ι ll j. _ - ^ ^ ^ _nnstc Hung represents which is also g γ. ¹ - "* Γ di Stll

zeiiji >miU D^
spricht dann c-.zeiiji> miU D ^
then speaks c-.

_stcHg _stc ed

,Γ_μ-,_γικ·1ηιπι; in dieser Stelluiv. ι.-.·.··,· . ^ .^ _{pig ]5 an}„_cd , Γ _μ -, _γικ · 1ηιπι; in this Stelluiv. ι .-. ·. ··, ·. ^. ^ _{pig] 5 to} “ _cd

ist.is.

g ^
bisherigen .^ ^g ^
previous. ^^

^tcre '*^ ''^:t ^tcre '* ^'' ^: t

hi^Fig. .7 bis 2. ist der Ablauf der Spannungsregelung bei einem Regelt.ansformator dargestellt, dessen Wicklungen gemäß der Erfindung geschaltet sind. Die gezeichneten Schalterstellungen cni-prcchen denen der Fig.l bis 5. Die Stamm-1, G,>b-2 und Feinwicklung3 weisen alle den gleichen Wickelsinn auf. Die Umpolung der Grobwicklung 2 vor dem Übergang vom stromlosen in den belasteten Zustand, d. h.. -Venn sie die Last von der Feinwicklung3 übernehmen soll, erfolgt mit Hilfe des zum StufenschaUer gehörenden Wenders4 und dem zus tzhchen Wender 23.hi ^ Fig. .7 to 2. is the sequence of the voltage regulation shown with a control transformer, whose windings are connected according to the invention. The switch positions shown cni-prcchen those of Fig. 1 to 5. The stem-1, G,> b-2 and fine winding3 all have the same winding direction. The polarity reversal of the coarse winding 2 before the transition from the currentless to the loaded state, d. h .. -If they take the load off the fine winding3 should take over, takes place with the help of the step monitor belonging to the Wenders4 and the additional tzhchen turner 23.

Die PfeileS und 6 stellen die Laufkontakte des Wählers dar. Dabei liegt 5 stets an der eingeschalteten Stufe, ,st also stromdurchflossen, 6 liegt an der vorgewählten, stromlosen Stufe.The arrows S and 6 represent the running contacts of the Selector is. 5 is always on the switched-on stage, that is, current is flowing through it, 6 is on the preselected, currentless stage.

Fig. 17 zeigt die Schaltung bei niedrigster Spannung. Die GrobwicklungZ wifd dabei durch die Stellung des Wenders 23, etwa gemäß der Anordnung in Fig. 8, an die Stammwicklung 1 angelenkt, wobei, wie aus Fig. 8 hervorgeht, die Beanspruchung zw.-sehen der Stammwicklung und der Grobwicklung gering ist. Dieser Zustand bleibt so lange bestehen, bis alle Stufen der Feinwicklung 3 eingeschaltet sind. DieFig. 17 shows the circuit at the lowest voltage. The coarse winding Z wifd through the position of the turner 23, for example according to the arrangement in Fig. 8, hinged to the main winding 1, wherein, As can be seen from FIG. 8, the stress between the main winding and the coarse winding is low is. This state remains until all stages of the fine winding 3 are switched on. the

Ät^Fig·¹⁸·^{entsp!ichtetwader} At ^Fig · ¹⁸ · ^{corresponded wader}

nachdem d-.τ 1 .iufkontakt 6 die Stellung Fiß.20 errcic'ii Μ.«;. -Juitet der Wender die I wicklung πι Ke.il·- nit dei Grobwicklung, was liuiiii in F ig.4 gleicht. Die zu: höchsten Spannung, Fig verlauft wie ä<-, ι.!,-: bisherigen Schallung und spricht etwa der Anordnung in F i g. 14.after d-.τ 1 .iufkontakt 6 the position Fiß.20 errcic'ii Μ. «;. -Juitet the wender the I. winding πι Ke.il · - nit dei coarse winding, what liuiiii in Fig. 4 is the same. the to: highest tension, Fig runs like ä <-, ι.!, -: previous sound and speaks about the arrangement in FIG. 14th

Die r.ft'inuunL! kann natürlich auch bei zwei 1 wicklungen Liiiiiev, .;:idl werden, die z. B. aus zwei gen bestehe;-, l·; .iie^cri 1 all kann die eine Fein wenn sie cm·-- !.nu-ce .:\\ nicht stromdurehiU ist, mit uiiu πι , idei ί 1 in!· an die übrige Wkk angeschlossen u-i.Lu ;*,-. m der Zeit, in der sie IThe r.ft'inuunL! can of course also with two 1 windings Liiiiiev,.;: idl, the z. B. consist of two genes; -, l ·; .iie ^ cri 1 all can do one fine if it is cm · -! .nu-ce .: \\ not stromdurehiU, with uiiu πι, idei ί 1 in! · connected to the rest of the Wkk ui.Lu; *, -. m the time she I

stet ist.is steady.

Schließe¹! kam; .mch bei einer aus einer ( und zwei ! einlagen bestehenden Anwendung der 1 ninJung auf und auf eine dei !'einlagen gleich/utig i Close ¹ ! came; .mch with an application of the 1 ninJung consisting of one (and two! insoles) on and on one of the insoles the same i

werden.will.

Wie bereits erwähnt, e,folgt die Umpolung ι stromlosen Teiles der Regelwickiung mit Hilfe , zum Stufenschalter gehörenden Wenders und en. weiteren msai/iiehen Wender. Ls ist jedoch a ; denkbar, die Uiipolung mit
kombinierten Sehuitue-ial \o..As already mentioned, e, the polarity reversal follows the currentless part of the control winding with the help of the winder belonging to the tap changer and en. further msai / iiehen turner. However, Ls is a; conceivable, the Uiipolung with
combined sehuitue-ial \ o ..

im allgemeinen lassen sich mit Hilfe der bei allen Transform.non
stelhvicklung enthalten,
stromdurchflossenen
chenden Wicklungsteiiin general, with the help of the Transform.non
stelhvicklung included,
current flowing through it
corresponding winding parts

derten Stoßspannung _r derten impulse voltage _r

verringern. Dabei ist es gleichgültig, ob die Wickln;, gen des Transformators aus mehreren Lagen ode: aus Scheibenspulen bestehen. Auch die Lage der Regelwickiung in bezug auf die Stammwicklung, d.h. ob sie innerhalb, außerhalb oder zwischen mehreren Lagen der Stammwieklung angeordnet ist, beeinflußt die Wirkungsweise der Erfindung nicht. Wird die 1 r-to decrease. It does not matter whether the wraps; The transformer consists of several layers or disk coils. Also the position of the rule winding in relation to the main development, i.e. whether it is inside, outside or between several Layers of the Stammwieklung is arranged, does not affect the operation of the invention. Will the 1 r-

angewendet. lgigen Feinwicklung besteht, so erfolgt die umpoiiing des nicht belasteten Teiles der Regelwicklunn durch /u- bzw. Gegenschaltung zur Serien- oder P; Die Anwendung der erfindungs^ men erlaubt damit bei allen Transformatoren mit Regelwicklungen, bestehend aus Grob- und Feinwicklungen bzw. nur aus Feinwicklungen, eine Veiminderung dei Isolaiion bzw. der Abstände zwischen der Stammwicklung und ^ '--■'■■
wicklung und Feinwick
spruehungen in der Regelwicklung sei aber at ch für den Stufenschalter kleinere Beanspruchungen, was zu einer großen F.rleichterung bei derapplied. If there is a long fine winding, the unloaded part of the regular winding is reversed by / u or counter-connection to series or P; The application of the invention thus allows all transformers with regular windings, consisting of coarse and fine windings or only fine windings, to reduce the isolation or the distances between the main winding and ^ '- ■' ■■
winding and Feinwick
However, jerks in the control winding are less stressful for the tap changer, which makes it much easier for the

_{eincr nici}. _{some nici} .

Bevor die Lauf kontakte ihre in Fig. 18 gezeigte reiche fuhrt.Before the barrel contacts its range shown in FIG. 18 leads.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Circuit arrangement for a step train: formator with a main winding which is operationally one-sided at high voltage potential for each phase and a control winding which is operationally connected to earth on one side, which control winding consists of at least one winding part isolated from the main winding, whose Ends are each switchable by switching elements, characterized in that the Switching takes place in such a way that each winding part of the control winding that is in the de-energized state is connected with its other end to the main winding than in the current-carrying Status.

2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the switching of the Ends of the winding parts without interrupting the load current with the aid of a reverser (4) Step switch and an additional turner (23) takes place.

3. Circuit arrangement according to Ai. ^ Pruch 1, thereby characterized in that the switching of the ends of the winding parts without interrupting the load current takes place with the aid of a switching device consisting of two reversers (4, 23).