DE2038938C3

DE2038938C3 - Winding arrangement for furnace transformers

Info

Publication number: DE2038938C3
Application number: DE19702038938
Authority: DE
Inventors: Werner 7000 Stuttgart Widmann
Original assignee: Transformatoren Union AG
Current assignee: Transformatoren Union AG
Filing date: 1970-08-05
Publication date: 1977-07-07

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Wicklungsanordnung für Ofentransformatoren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine derartige Wicklungsanordung ist bereits bekannt (offenkundige Vorbenutzung).The invention relates to a winding arrangement for furnace transformers according to the preamble of claim 1. Such a winding arrangement is already known (prior public use).

Ofentransformatoren zur Energieversorgung von Lichtbogenofen sind wegen der Eigenart dieser öfen, d. h. dem häufig sprunghaft wechselnden Betrieb zwischen Kurzschluß und Unterbrechung im Lichtbogenbereich sehr hohen Beanspruchungen ausgesetzt, neben den Strombelastungen insbesondere auch durch dadurch induzierte Stoßspannungen. Außerdem müssen auch die vom Energienetz einfallenden nie zu vermeidenden Stoßspannungen berücksichtigt werden.Furnace transformers for the energy supply of electric arc furnaces are due to the nature of these furnaces, d. H. the frequent sudden changes in operation between short circuit and interruption in the arc area exposed to very high stresses, in addition to the current loads, in particular due to surge voltages induced thereby. In addition, those coming in from the power grid never have to close avoiding surge voltages are taken into account.

Ofentransformatoren werden im allgemeinen nach dem in F i g. 1 dargestellten Schema aufgebaut. Hierbei liegt die Regelwicklung RW im Streukanal zwischen Oberspannungswicklung (Stammwicklung) OS und Unterspannungswicklung US. Ist die Regelwicklung vollständig ausgeschaltet, d. h. ist nur die Oberspannungswicklung sfomdurchflossen, dann können in der Regelwicklung besonders hohe Stoßspannungs-Beanspruchungen auftreten, wenn auf die Oberspannungswicklung eine Stoßspannung trifft. Die Übertragung der Stoßspannung von der Oberspannungswicklung in die Regelwicklung erfolgt gemäß den physikalischen Gesetzen sowohl induktiv als auch kapazitiv.Oven transformers are generally made according to the method shown in FIG. 1 shown scheme. The control winding RW is located in the scattering channel between the high-voltage winding (main winding) OS and the low-voltage winding US. If the control winding is completely switched off, ie if only the high-voltage winding has sfom flowing through it, then particularly high surge voltage loads can occur in the control winding if a surge voltage hits the high-voltage winding. The surge voltage is transferred from the high-voltage winding to the control winding in accordance with the laws of physics, both inductively and capacitively.

Bei einer Wicklungsanordnung nach F i g. 1 ist die kapazitiv übertragene Stoßspannung verhältnismäßig gering, da der freischwingenden Endlage der Regelwicklung RW die letzte Lage der Oberspannungswicklung benachbart ist. Beim Eintreffen einer Stoßspannung auf die Eingangsklemme U der Oberspannungswicklung tritt jedoch an der letzten Lage der Oberspannungswicklung nur ein verhältnismäßig gerinees Potential auf, woraus sich eine entsprechend sehr Geringe kapazitiv übertragene Spannung ergibt.In a winding arrangement according to FIG. 1, the capacitively transmitted surge voltage is relatively low, since the last layer of the high-voltage winding is adjacent to the free-swinging end position of the control winding RW. When a surge voltage arrives at the input terminal U of the high-voltage winding, however, only a relatively low potential occurs at the last layer of the high-voltage winding, which results in a correspondingly very low capacitively transmitted voltage.

Ausgehend von der relativ niederen kapazitiv übertragenen Anfangsverteilung, erhält man dann bei hinziehend langer zeitlicher Dauer der anliegenden Stoßspannung ein relativ starkes Überschwingen der übertragenen Spannung über den der induktiven Komponente entsprechenden Wert was eine extreme Spannungsbeanspruchung für die WicklungsisolationBased on the relatively low initial distribution that is capacitively transmitted, one then obtains at with a long duration of the applied surge voltage, a relatively strong overshoot of the transmitted voltage above the value corresponding to the inductive component, which is an extreme Voltage stress for the winding insulation

darstellt. ..... „represents. ..... "

Bezüglich der kapazitiv übertragenen Spannung gj|_t auch bei dem bisher ebenfalls angewendeten Aufbau nach F i g. 2 prinzipiell dasselbe wie bei der AnordnungWith regard to the capacitively transmitted voltage gj | _t also with the structure according to FIG. 2 basically the same as with the arrangement

"Aufgabe der Erfindung ist es, die Beanspruchung der Regelwicklung durch Stoßspannungswellen herabzuset-"The object of the invention is to reduce the stress on the Regulating winding to be reduced by surge voltage waves

Diese Aufgabe wird bei einer Wicklungsanordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die kennzeichnenden Merkmale dieses Anspruchs gelöst.This object is achieved in a winding arrangement according to the preamble of claim 1 by the characterizing features of this claim solved.

Werden gemäß der Erfindung die Eingangslage der Oberspannungswicklung und die freischwingende Endlage der Flegelwicklung unmittelbar benachbart angeordnet, so wird die kapazitiv übertragene Spannung wesentlich erhöht, wodurch eine Stabilisierung eintritt und dps sonst bei nur induktiver Übertragung bedingte Überschwingen im nicht stromdurchflossenen Teil der Regelwicklung erheblich vermindert wird.According to the invention, the input position of the high-voltage winding and the freely oscillating end position arranged immediately adjacent to the flail winding, then the capacitively transmitted voltage significantly increased, which results in stabilization and otherwise required dps with only inductive transmission Overshoot in the part of the control winding that does not carry current is considerably reduced.

Im Gegensatz zu den F ι g. 1 und 2 weist der erfindungsgemäße Spulenaufbau in Fig. 3 infolge der nun großen Kapazität Ci verhältnismäßig hohe kapazitiv übertragene Spannung auf, da hierbei die Eingangslage der Oberspannungs wicklung der freischwingenden Endlage der Regelwicklung unmittelbar benachbart ist. Während die kapazitive Komponente bei den F i g. 1.2 und 3 demnach erhebliche Unterschiede aufweist, ist die induktiv übertragene Spannung bei den F i g. 1,2 und 3 praktisch gleich groß.In contrast to the F ι g. 1 and 2, the coil structure according to the invention in Fig. 3 due to the now large capacitance Ci on a relatively high capacitively transmitted voltage, since here the input position of the high-voltage winding of the free-swinging end position of the control winding is immediately adjacent. While the capacitive component in FIGS. 1.2 and 3 accordingly has significant differences, the inductively transmitted voltage in FIGS. 1, 2 and 3 practically the same size.

Hinsichtlich übertragener Stoßspannungen ergeben sich optimale Verhältnisse, wenn man erreicht, daß die kapazitiv übertragene Spannung etwa gleich groß ist wie die induktiv übertragene Spannung und beide die gleiche Polarität haben. Diese Voraussetzung ist bei den F i g. 1 und 2 nicht erfüllt, da dort insbesondere bei hohen Regelbereichen die induktive Komponente stets wesentlich größer als die kapazitive Komponente ist.With regard to transmitted surge voltages, optimal conditions result when one achieves that the capacitively transmitted voltage is about the same as the inductively transmitted voltage and both the have the same polarity. This requirement applies to the F i g. 1 and 2 are not met because there in particular high control ranges, the inductive component is always significantly larger than the capacitive component.

Im Gegensatz· hierzu weist die erfindungsgemäße Anordnung nach Fig.3 neben der sich aus dem Regelbereich ergebenden induktiven Komponente auch eine verhältnismäßig hohe kapazitive Komponente auf, infolge der nun großen Kapazität Cl und der Wicklungskapazität Cl. Eine gewisse Angleichung beider Komponenten ist durch Variation der Spannungsabstände zwischen Eingangslage der Oberspannungswicklung und Endlage der Regelwicklung sowie der Spannungsabstände innerhalb der Regelwicklung und einer eventuellen Verschachtelung innerhalb der Regellagen möglich. Auf diese Weise ist eine Angleichung der kapazitiven Komponente an die induktive Komponente möglich.In contrast to this, the arrangement according to the invention according to FIG. 3, in addition to the inductive component resulting from the control range, also has a relatively high capacitive component as a result of the now large capacitance C1 and the winding capacitance C1. A certain adjustment of the two components is possible by varying the voltage gaps between the input position of the high-voltage winding and the end position of the control winding as well as the voltage gaps within the control winding and a possible nesting within the control layers. In this way, the capacitive component can be matched to the inductive component.

Liegt wie in F i g. 1 die Regelwicklung zwischen Oberspannungs- und Unterspannungswicklung, so läßt sich gemäß der Erfindung hier die kapazitive Komponente dadurch erhöhen, indem man auch bei dieser Anordnung die Eingangslage der Oberspannungswickiung zur freischwingenden Endlage der Regeiwickiung benachbart anordnet.Is as in Fig. 1 the control winding between high-voltage and low-voltage winding, so leaves According to the invention, the capacitive component here is increased by also having this Arrangement the input position of the high voltage winding to the free-swinging end position of the control winding arranged adjacent.

Durch die erfindungsgemäße WicklungsanordnungBy the winding arrangement according to the invention

läßl sich die Beanspruchung der Regelwicklung durch PioÖspannungswellen erheblich reduzieren, so daß an elektrischer und Lebensdauersicherheit erheblich gewonnen werden kann und/oder am Isolaiionsaufwand gespart werden kann.The stress on the regular winding can be passed through Reduce PioÖ tension waves considerably, so that on electrical and longevity security can be gained significantly and / or at Isolaiionskosten can be saved.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent Claims:

1. Winding arrangement for furnace transformers consisting of high-voltage winding designed as a layer winding, a control action consisting of several disconnectable layers connected in series with the high-voltage winding and a low-voltage winding, characterized in that the input position of the high-voltage winding (OS) and the freely oscillating end position in the corresponding unlocked state Control winding (RW) are arranged immediately adjacent.

2. Winding arrangement according to claim I _1, characterized in that the control winding (RW) is arranged between the high-voltage winding (OS) and the external low-voltage winding (US) and the input position of the high-voltage winding (OS) is the outermost position of this winding (OS) and the end position the normal winding

(RW) is the innermost layer of this winding (RW) .

3. Winding arrangement according to claim 1, characterized in that the control winding (RW) as the innermost winding of the high-voltage winding (OS) is concentrically encompassed and the end position of the control winding (RW) the outermost position of this winding (RW) and the input position of the high-voltage winding ( OS) the innermost layer of this winding (OSJist (Fig. 3).