DE19608289C2 - High-voltage winding for transformers and choke coils consisting of disc coils - Google Patents
High-voltage winding for transformers and choke coils consisting of disc coilsInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Hochspannungswicklung aus Scheibenspulen für Transformatoren und Drosselspulen hoher Spannungen, bei der zumindest am Hochspannungseingang der Wicklung in einigen Scheiben die Leiter miteinander verschachtelt sind.The invention relates to a high-voltage winding from disc coils for Transformers and choke coils of high voltages, at least at High voltage input of the winding in some disks the conductors together are nested.
Herkömmliche Scheibenspulenwicklungen besitzen ÖlkanäleConventional disc coil windings have oil channels
- - in radialer Richtung zwischen den Scheiben und- In the radial direction between the discs and
- - in axialer Richtung an den beiden Mantelflächen sowie bei dem Überschreiten einer bestimmten radialen Breite auch nach mehreren radial übereinander gewickelten Leitern.- In the axial direction on the two lateral surfaces and in the A certain radial width is exceeded even after several radially wound conductors.
Durch die radialen Ölkanäle zwischen den Scheiben besitzen derartige Wicklungen, bei denen die Windungen innerhalb einer Scheibe in fortlaufender Reihenfolge unmittelbar radial nebeneinander liegen, eine geringe Längs kapazität, wodurch insbesondere die Blitzspannungsbeanspruchung im Bereich des Hochspannungseinganges der Wicklungen sehr ungünstig beeinflußt wird. Weiter schwingen diese Wicklungen insbesondere bei kleinen Windungszahlen pro Scheibe und geerdetem Wicklungsende gegen Erde bis zum 1,5fachen der am Wicklungseingang angelegten Blitzspannungs welle auf. Für diese Spannungen müssen die Wicklungsmantelflächen und die Abstände der Wicklungen gegen Erde, wie zum Kessel und anderen radial benachbart liegenden, bei der Blitzspannungsprüfung geerdeten Wicklungen, ausgelegt werden.Due to the radial oil channels between the disks, such Windings in which the turns within a disc are continuous Sequence is immediately radially next to each other, a little longitudinal capacity, which in particular the lightning voltage stress in The area of the high voltage input of the windings is very unfavorable being affected. These windings continue to vibrate in particular small number of turns per disc and grounded winding end against Earth up to 1.5 times the lightning voltage applied to the winding input wave on. For these voltages, the winding surface and the Distances of the windings to earth, such as to the boiler and others radially adjacent windings which are grounded during the lightning voltage test, be interpreted.
Desweiteren treten insbesondere am Wicklungseingang sehr große Blitzspannungsbeanspruchungen zwischen den axial übereinander angeordneten Wicklungsscheiben auf. Diese großen elektrischen Beanspruchungen sind nur zu beherrschen, in demFurthermore, there are very large ones, especially at the winding input Lightning voltage stresses between the axially one above the other arranged winding washers. These big electrical ones Stresses can only be mastered in the
- - die einzelnen Leiter in den Eingangsscheiben stärker isoliert- The individual conductors in the input disks are more insulated
- - die radialen Ölkanäle verbreitert oder- The radial oil channels widened or
- - die Eingangsscheiben mit Isolierpapier umbandelt (keine axialen Ölkanäle innerhalb der Scheiben möglich) werden.- the input discs are wrapped with insulating paper (no axial Oil channels inside the disks possible) will.
Auch ist es bekannt, die Scheiben am Wicklungseingang in besonderer Art und Weise zusammenzuschalten, d. h. zu verschachteln, um die großen Blitzspannungsbeanspruchungen abzusenken. Hierzu sind verschiedene Patentschriften bekannt, z. B. die DE-AS 12 21 352.It is also known that the discs at the winding entrance in a special way and way to interconnect, d. H. to nest to the big ones Reduce lightning voltage stress. There are several Patents known, e.g. B. DE-AS 12 21 352.
Ein besonderer Vorteil dieser Wicklungen besteht in ihrer Herstellung und weiteren Bearbeitung. So sind sie durch das gestürzte Wickeln der Scheiben (nach DE-PS 4 51 755) und durch den vorteilhaften Einsatz von Preßspanformteilen an ihren zu den Jochen zeigenden Enden sehr produktiv herstellbar.A particular advantage of these windings is their manufacture and further processing. So they are through the overturned winding of the Disks (according to DE-PS 4 51 755) and by advantageous use of press-fit parts on their to the yokes pointing ends can be produced very productively.
Eine weitere Verringerung der Blitzspannungsbeanspruchung an diesen Wicklungen wird dadurch erreicht, indemA further reduction in the lightning voltage stress on these Windings is achieved by
- - die radialen Ölkanäle zwischen den Scheiben entfallen, so daß die benachbarten Scheiben unmittelbar nebeneinander liegen und- The radial oil channels between the disks are omitted, so that the adjacent panes are immediately next to each other and
- - die Wicklung nur durch axial verlaufende Ölkanäle gekühlt wird.- The winding is only cooled by axially extending oil channels.
Damit wird der prinzipielle Aufbau der Scheibenspulenwicklung beibehalten, die Wicklung aber wie eine Lagenwicklung gekühlt.This maintains the basic structure of the disc coil winding, the winding is cooled like a layer winding.
Durch die enge kapazitive Kopplung der Scheiben zueinander wird die Längskapazität der Wicklung vergrößert, was zu einer wesentlichen Verringerung der BlitzspannungsbeanspruchungDue to the close capacitive coupling of the disks to each other, the Longitudinal capacity of the winding increases, which becomes essential Reduction of lightning voltage stress
- - gegen Erde und- against earth and
- - zwischen den Scheiben führt.- leads between the panes.
Eine weitere Verringerung der Blitzspannungsbeanspruchung am Wicklungseingang derartiger Wicklungen wird nach der EP 0 370 574 A1 erreicht. Hierbei ist nachteilig, daß die Rückverbindungen zwischen den Scheiben durch Verlöten der Leiter hergestellt werden müssen. Dieses ist bei den vornehmlich aus Drilleitern hergestellten Wicklungen sehr aufwendig, da die einzelnen Leiter der Drilleiter miteinander verbunden werden müssen.A further reduction in lightning voltage stress on Winding input of such windings is according to EP 0 370 574 A1 reached. The disadvantage here is that the Back connections between the panes by soldering the conductors have to be manufactured. This is mostly over Windings made windings very expensive because the individual Head of the twisted pair must be connected.
Ein weiterer Nachteil der bekannten Wicklungsausführungen ist, daß bei Blitz spannungsprüfungen mit abgeschnittener Welle im Eingangsgebiet der Wicklung zwischen den Scheiben wesentlich größere Spannungen als bei Prüfungen mit Vollwelle auftreten. Die übliche Verstärkung der Leiter isolation mit Isolierpapier führt in diesem Falle zur Abstandsvergrößerung zwischen den Scheiben, wodurch die die Blitzspannungsverteilung dieser Wicklungsausführung bestimmende Kapazität verringert wird.Another disadvantage of the known winding designs is that with flash voltage tests with cut off wave in the entrance area of the Winding between the washers much higher voltages than at Full wave tests occur. The usual reinforcement of the ladder In this case, isolation with insulating paper leads to an increase in the distance between the panes, causing the lightning voltage distribution of this Winding capacity determining capacity is reduced.
Damit ist auch die bekannte Umbandelung der blitzspannungsgefährdeten Scheiben mit Isolierpapier, wie sie bei Scheibenspulenwicklungen mit radialen Ölkanälen eingesetzt wird, nicht möglich. Auch würde eine derartige Zusatzisolierung bei Wicklungen ohne radiale Ölkanäle die für die Wicklungskühlung erforderlichen axialen Ölkanäle verschließen, so daß diese Art der Zusatzisolierung nicht anwendbar ist.This is also the well-known banding of those at risk of lightning Discs with insulating paper, such as those used for disc coil windings radial oil channels is not possible. Also one would such additional insulation for windings without radial oil channels for Seal the winding cooling necessary axial oil channels so that this type of additional insulation is not applicable.
Durch die Verringerung der Kapazität zwischen den Scheiben wird die Blitzspannungsbeanspruchung im Eingangsgebiet der Wicklungen auch bei Blitzspannungsprüfungen mit Vollwelle erhöht, so daß Zusatzisolierungen der Leiter nicht unbedingt zu einer Erhöhung der Blitzspannungsfestigkeit führen. Damit ist der Einsatzbereich derartiger hochproduktiv herstellbarer Wicklungen nur bei Transformatoren und Drosselspulen bis zu bestimmten Reihenspannungen möglich.By reducing the capacity between the panes, the Lightning voltage stress in the input area of the windings too in lightning voltage tests with full wave increased, so that additional insulation the conductor does not necessarily increase the lightning strength to lead. This makes the area of application of such products highly producible Windings only for transformers and choke coils up to certain Series voltages possible.
Aus der US-PS 3359518 ist eine aus Scheibenspulen bestehende Hochspannungswicklung für Transformatoren und Drosselspulen bekannt, bei der am Hochspannungseingang eine leiterverschachtelte Doppelscheibe vorgesehen ist.From US-PS 3359518 is an existing disc coils High voltage winding for transformers and choke coils known at the high-voltage input a conductor-nested double pane is provided.
Eine ähnliche, aus Doppelscheibenspulen bestehende Hochspannungswicklung ist in der CH-PS 338897 beschrieben.A similar high-voltage winding consisting of double-disc coils is described in CH-PS 338897.
Dort kann der Hochspannungseingang in der zweiten Scheibe der ersten leiterverschachtelten Doppelscheibe liegen, und es können die axial übereinander liegenden Doppelscheiben gegensinnig gewickelt sein.There the high voltage input can be found in the second disc of the first nested double washer, and it can be axially double discs lying one above the other can be wound in opposite directions.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Leiteranordnung am Hochspannungs eingang von Wicklungen mit axial direkt aufeinander gewickelten Scheiben, die fortlaufend miteinander verbunden sind, zu finden, bei der die Blitz spannungsbeanspruchungen zwischen den Scheiben bei Prüfungen mit abgeschnittener Blitzspannungswelle in etwa gleicher Größe wie bei Prüfungen mit Vollwelle liegen und gleichzeitig die Blitzspannungsbean spruchungen insgesamt in ihrer Höhe verringert werden. The object of the invention is to provide a conductor arrangement on high voltage entry of windings with axially directly wound disks, which are continuously connected to each other to find the lightning stresses between the washers during tests with cut lightning voltage wave about the same size as in Tests with full wave lie and at the same time the lightning voltage bean overall spells are reduced in height.
Erfindungsgemäß wird dieses durch die Maßnahmen gemäß Anspruch 1 erreicht.According to the invention this is achieved by the measures according to claim 1.
Vorteilhafterweise sind abhängig von der Windungszahl der Scheiben und der Anordnung der Ölkanäle zwischen den radial übereinander gewickelten Leitern einer ScheibeAre advantageously dependent on the number of turns of the disks and the Arrangement of the oil channels between the radially wound conductors a disc
- - die erste Doppelscheibe leiterverschachtelt und die nachfolgenden Scheiben unverschachtelt oder- The first double pane is nested and the following ones Slices not nested or
- - die ersten beiden Doppelscheiben leiterverschachtelt und die nachfolgenden Scheiben unverschachtelt- the first two double panes are nested and the subsequent slices not nested
axial aufeinander gewickelt und fortlaufend miteinander verbunden.axially wound on each other and continuously connected to each other.
Durch die erfindungsgemäße Anordnung von mindestens einer leiterverschachtelten Doppelscheibe am Hochspannungseingang der Wicklung, die Anordnung des Hochspannungseinganges in der zweiten Scheibe der ersten Doppelscheibe, den gleichen Umlaufsinn der gewickelten Leiter in der vom räumlichen Wicklungsanfang her zweiten und dritten Scheibe sowie den entgegengesetzten Umlaufsinn der gewickelten Leiter der diesen beiden Scheiben axial unmittelbar benachbart liegenden Scheiben eins und vier der Wicklung wird erreicht, daß bei Blitzspannungsprüfungen der Wicklung mit abgeschnittener Welle die Spannungsbeanspruchungen zwischen den Eingangsscheiben der Wicklung in der gleichen prozentualen Größe oder kleiner als bei Prüfungen mit Vollwelle sind und außerdem die Spannungsbeanspruchungen zwischen den Eingangsscheiben der Wicklung sowohl bei Prüfungen mit Voll- als auch abgeschnittener Blitzspannungswelle wesentlich verringert werden. Dadurch ist es möglich, diese Wicklungen auch bei Transformatoren mit großer Reihenspannung (245 kV) einzusetzen und bei Transformatoren kleiner Reihenspannungen die Isolierung zwischen den Eingangsscheiben der Wicklung zu reduzieren.The arrangement of at least one according to the invention conductor-nested double pane at the high voltage input of the Winding, the arrangement of the high voltage input in the second disc of the first double disc, the same sense of rotation the wound conductor in the second from the spatial winding start and third disc and the opposite direction of rotation of the wound Head of the axially immediately adjacent to these two disks Discs one and four of the winding is achieved at Lightning voltage tests of the winding with the shaft cut off Stresses between the input washers of the Winding in the same percentage size or smaller than for Tests with solid shaft and also the stresses between the input discs of the winding both in tests with full as well as cut off lightning voltage wave can be significantly reduced. This makes it possible to use these windings with transformers as well large series voltage (245 kV) and for transformers small series voltages the insulation between the input washers to reduce the winding.
Desweiteren wird durch die Erfindung erreicht, daß bei Scheibenspulenwicklungen großer Reihenspannungen die Anzahl der zum Erreichen einer gestuften Längskapazität verschiedenartig leiterverschachtelten Scheiben am Wicklungseingang von ca. 1/3 der Gesamtscheibenzahl der Wicklung auf minimal zwei Scheiben reduziert werden kann, wodurch der Arbeitsaufwand zur Herstellung einer Wicklung wesentlich verringert wird.Furthermore, it is achieved by the invention that at Disc coil windings of large series voltages the number of times to reach a stepped longitudinal capacitance nested in different ways Discs at the winding entrance of approx. 1/3 of the total number of discs Winding can be reduced to a minimum of two disks, making the Labor cost for producing a winding is significantly reduced.
Bei geringen Windungszahlen pro Scheibe kann es von Vorteil sein, zur Vergrößerung der Längskapazität in den leiterverschachtelten Eingangsscheiben der Wicklung die axialen Leiterbreiten in vorbestimmtem Maße zu vergrößern.With a low number of turns per disc, it can be advantageous to Increase in the longitudinal capacity in the interleaved input disks the winding to increase the axial conductor widths to a predetermined extent.
Dieses kann in vorteilhafter Weise geschehen, indem mindestens zwei Leiter der Wicklung parallel geschaltet und axial nebeneinander angeordnet werden. This can be done in an advantageous manner by at least two conductors Winding connected in parallel and arranged axially next to each other.
Damit wird es möglich, bei großen Leistungen und damit großen radialen Leiterbreiten, bei denen zur Abführung der Wärme axiale Ölkanäle nach jeder Windung der Scheibe erforderlich sind, die notwendigen Teilkapazitäten zwischen den Windungen trotz der Ölkanäle zu erreichen.This makes it possible for large outputs and thus large radial ones Conductor widths that use axial oil channels to dissipate heat after each Winding of the disc are necessary, the necessary partial capacities to reach between the turns despite the oil channels.
Besteht die Wicklung aus mindestens zwei parallel geschalteten, in den Scheiben radial übereinander angeordneten Leitern, so kann die Längskapazität in den verschachtelten Eingangsscheiben der Wicklung im Bedarfsfall auch durch eine Teilleiterverschachtelung der parallel geschalteten Leiter erreicht werden.The winding consists of at least two parallel, in the disks radially stacked conductors, so the longitudinal capacity in the if necessary, nested input disks of the winding a partial conductor nesting of the parallel connected conductors can be achieved.
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Die zugehörige Zeichnung zeigt eine Wicklung, bei der die ersten zwei Doppelscheiben leiterverschachtelt sind Der Hochspannungseingang erfolgt in der zweiten Scheibe I-2 bei Windung 1 der ersten Doppelscheibe I. Der Durchlauf in dieser Doppelscheibe I geschieht in der eingezeichneten Weise bis zur Windung 40, worauf der Übergang in die erste Scheibe II-3 der zweiten Doppelscheibe II erfolgt, also vom räumlichen Wicklungsanfang aus gesehen in die dritte Scheibe. Der Durchlauf in dieser Doppelscheibe H folgt dem dargestellten Weg bis zur Windung 80, von der aus der Übergang zur Windung 81 in die normal fortlaufend gewickelten Doppelscheibenspulen III-V der übrigen Wicklung dargestellt ist. The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment. The associated drawing shows a winding in which the first two double disks are conductor-nested. The high-voltage input takes place in the second disk I-2 at turn 1 of the first double disk I. The passage in this double disk I takes place in the manner shown up to turn 40 , whereupon the transition into the first disk II-3 of the second double disk II takes place, that is to say from the spatial winding start into the third disk. The passage in this double disk H follows the path shown up to the turn 80 , from which the transition to the turn 81 in the normally continuously wound double disk coils III-V of the remaining winding is shown.
Dabei weisen die gewickelten Leiter der Scheiben I-2 und II-3 gleichen Umlaufsinn auf. Der Umlaufsinn der gewickelten Leiter der jeweils axial benachbarten Scheiben I-1 und II-4 ist hierzu entgegengesetzt.The wound conductors of discs I-2 and II-3 same sense of circulation. The sense of rotation of the wound head of each axially adjacent disks I-1 and II-4 are opposite to this.
Claims (4)
- - dem aus direkt axial aufeinander gewickelten und fortlaufend miteinander verbundenen Scheiben (III bis V) bestehenden Wicklungsteil am Hochspannungseingang mindestens eine leiterverschachtelte Doppelscheibe (I, II) vorgeordnet ist,
- - der Hochspannungseingang vom räumlichen Wicklungsanfang her in der zweiten Scheibe (I-2) der ersten leiterverschachtelten Doppelscheibe (I) liegt,
- - und wobei die gewickelten Leiter in der vom räumlichen Wicklungsanfang her zweiten und dritten Scheibe (I-2; II-3) den gleichen Umlaufsinn und die gewickelten Leiter der diesen Scheiben unmittelbar axial benachbart liegenden Scheiben eins (I-1) und vier (II-4) den entgegengesetzten Umlaufsinn aufweisen.
- at least one conductor-interleaved double washer (I, II) is arranged upstream of the winding part consisting of washers (III to V) that are directly axially wound on one another and continuously interconnected,
- the high-voltage input from the spatial winding start is in the second disc (I-2) of the first conductor-interleaved double disc (I),
- - And wherein the wound conductors in the second and third disc (I-2; II-3) from the spatial winding start have the same sense of rotation and the wound conductor of discs one (I-1) and four (II -4) have the opposite sense of rotation.
- - daß mindestens zwei Leiter gleicher Abmessungen parallel geschaltet und axial nebeneinander gewickelt sind.
- - That at least two conductors of the same dimensions are connected in parallel and wound axially next to each other.
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