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Hochspannungsröhrenicklung aus Scheibenspulen für ?ansformatoren und
Drosselspulen Die Erfindung betrifft eine tiochspannungsrdhrenwicklung aus Scheibenspulen
für Transformatoren und Drosseispulen, welche in zwei oder mehrere radial übereinander
angeordnete röhrenförmige und elektrisch parallelgeschaltete Zweige aufgeteilt ist.
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Bei Großtransformatoren kann es erforderlich sein, eine Wicklung in
zwei oder mehrere parallele Zweige aufzuteilen, um die tnermischen und magne-tischen
Auswirkungen hoher Ströme beiierrschen zu können und wickeltechnisch gxinstige Drahtquerschnitte
zu erhalten. Zusätzlich muß bei Transformatoren höherer Reihenspannung dafür gesorgt
werden, daß beim Auftreffen steiler Stoßwellen auf die Wicklung die Spannungsverteilung
innernalb der Wicklung möglichst linear ist.
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Es ist bekannt, zwei oder mehrere Leiter einer Scneibenspule parallel
aufzuwickeln und innernalb einer Scneibenspule oder Doppelscheibenspule so zu transponieren,
daß die Serienkapazität zwischen den Scheibenspulen vergrößert wird, wobei zwischen
räumlich benachbarten Windungen eine Wechselspannung auftritt, die ein Mehrfaches
der Windungsspannung beträgt.
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Der Nachteil dieser Anordnung besteht darin, daß mit zunehmender Anzahl
parallelgeschaltet er Leiter bei Wicklungen großer Leistungen die Anzahl der Schweißstellen
für die Leiterverbindungen pro Scheibenspüle anwachsen, ohne daß dadurch eine dem
höheren Arbeitsaufwand gerecht werdende Verbesserung der Spannungsverteilung und
damit verbundene Minderung des Isolationsaufwandes erreicht werden kann.
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Weiterhin iæt es bekannt, Hochspannungswicklungen von Transformatoren
hoher Leistung in Form von zwei radial übereinanderliegenden Röhren aus Scheibenspulen
mit t nicht transponierten Leitern herzustellen, wobei die beiden Röhren an ihren
Enden parallel geschaltet sind, und jede Scheibenspule mit der axial nächstfolgenden
der benachbarten Röhre in Reihe geschaltet ist. Dadurch soll eine bessere Spannungsverteilung
innerhalb der Wicklung ohne die aufwendige L ei t ertransponi erung erreicht werden.
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Nachteilig ist, daß bei dieser Anordnung jedoch noch ein erheblicher
Arbeit-saufwand für die Herstellung der Verbindung zwischen jeder Scheibe der innenliegenden
Röhre mit der entsprechenden Scheibe der äußeren Röhre entsteht oder im Falle einer
Ausführung der inneren und außeren Röhre als fortlaufend gewickelte Scheibenspulenwicklung
ohne Verbindung zwischen Scheiben der beiden Röhren die Stoßspannungsverteilung
innerhalb der Wicklung nicht genügend linear ist.
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Es ist außerdem bekannt, zur Absenkung des fertigungstechnischen Aufwandes
bei der Herstellung von Wicklungen mit transponierten Leitern, nur einen Teil der
in Serie geschalteten Scheibenspulen mit transponie-rten Leitern auszuführen und
dabei die Serienkapazität vom Wicklungseingang zum Wicklungsende mehr oder weniger
kontinuierlicn abzustufen.
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Aucn dieser Anordnung haftet der bereits beschriebene Mangel von Scheibenspulen
mit transponierten Leitern an, der insbesondere bei Wicklungen großer Leistungen
infolge der großen Anzahl parallelzuschaltender Leiter auftritt.
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Wicklungen aus Scheibenspulen mit transponierten Leitern besitzen
zusätzlich den generelletl Nachteil, daß parallel geschaltete Leiter nur unter Inkaufnahme
eines sehr hohen technologischen Aufwandes bei der Herstellung der Verbindungsstellen
innerhalb
der Scheibenspulen durch Drilleiter (Roebelleiter) ersetzt werden können, die sich
durch besonders niedrige Wirbelstromverluste im magnetischen Streufeld der Wicklung
auszeichnen.
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Zweck der Erfindung ist es, den fertigungstechnischen Aufwand zur
Herstellung von Hochspannung sröhrenwicklungen aus Scheibenspulen mit Einrichtungen
zur Stoßspannungssteuerung in Transformatoren für hohe Leistungen herabzusetzen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Wicklungsanordnung und -cchaltung
zu finden, die es gestattet, ohne Beeintr-chtigung der Stoßspannungsverteilung die
zur Erhöhung der kapazitiven Wirkung zwischen den Scheibenspulen erforderliche Anzahl
der Schweißverbindungen zu verringern und Drilleiter einzusetzen.
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ErfindungsgemaB wird das dadurch erreicht, daß die Hochspannungsröhrenwicklung
aus Scheibenspulen in an sich bekannter Weise in zwei oder mehrere radial übereinander
angeordnete röhrenförmige Wicklungszweige aufgeteilt ist und die Wicklungszweige
parallelgeschaltet sind und daß die Serienkapazität räumlich benachbarter Wicklungszweige
unterschiedlich ist, dergestalt, daß die Wicklungszweige mit der größeren Serienkapazität
zur Linearisierung der Spannungsverteilung in den Wicklungszweigen mit geringerer
Serienkapazität beitragen. Entsprechend ihrer Lage können die Wicklungslagen im
magnetischen Streufeld der Wicklung mit unterschiedlichem Draht querschnitt und/oder
mit Roebelleitern ausgeführt werden.
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Der für die Herstellung eines röhrenförmigen Wicklungszweiges erforderliche
Arbeitsaufwand nimmt mit der Anzahl der Spulen ab, die mit Einrichtungen zu Erhöhung
der Serienkapazitä- zwischen den Scheibenspulen versenen sind.
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Der Arbeitsaufwand zur Herstellung der gesamten Wicklung kann somit
erfindungsgemäß auf ein Minimum abgesenkt werden, indem die Serienkapazitäten der
einzelnen benachbarten Wicklungszweige so aufeinanderabgestimmt sind, daß sich eine
optimale Stoßspannungssteuerung in allen Wicklungszweigen ergibt.
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Anhand eines Ausführungsbeispiels soll die Erfindung näher erläutert
werden.
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In der zugehörigen Zeichnung zeigen: Fig. 1: eine Hochspannungswicklung
mit einem durchgängig aus Scheibenspulen mit transponierten Leitern bestehenden
Wicklungszweig Fig. 2: eine Hochspannungswicklung mit mehreren teilweise aus Scheibenspulen
mit transponierten Leitern bestehenden Wicklungszweigen Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäß
ausgebildete Hochspannungswicklung 1, die aus drei parallel geschalteten Wicklungszweigen
2;3;4 aus Scheibenspulen besteht. Die Wicklungszweige 2;4 sind aus fortlaufend gewickelten
Scheibenspulen hergestellt. Der Wicklungszweig 3 besteht durchgängig aus Scheibenspulen
mit transponierten Leitern zur Erhöhung der Serienkapazität. Dadurch wird im Wicklungszweig
3 eine lineare Stoßspannungsverteilung erzielt, die auch auf die Wicklungszweige
2;4 spannungssteuernd im Sinne einer Linearisierung der Stoßspannungsverteilung
wirkt. Bei guter Spannungsverteilung in der gesamten Wicklung 1 ist der für die
Leitertransponierung erforderliche hohe Arbeitsaufwand somit nur für einen parallelen
Wicklungszweig aufzubringen, Hinzu kommt, daß nun in den Wicklungszweigen 2;4 vorteilhaft
Drilleiter eingesetzt werden können. In Fig. 2 sind die parallelgeschalteten Wicklungszweige
2;3;4 ebenfalls aus Scheibenspulen aufgebaut. Der Wicklungszweig .3 besitzt die
höhere Serienkapazität, da dieser Wicklung zweig mit einer größeren Anzahl von Scheibenspulen
mit transponierten Leitern ausgeführt ist als die Wicklungszweige
2;4.
Aufgrund seiner größeren Serienkapazität wirkt der Wicklungszweig 3 linearisierend
auf die Stoßspannungsverteilung der Wicklungszweige 2;4 ein. Auch hier ist ein verringerter
Arbeitsaufwand dadurch erreicnt, daß nur ein Teil der Scheiben in jedem Wicklungszweig
mit transponierten Leitern ausgeführt ist, wobei die linearisierende Wirkung des
mit dem höheren Arbeitsaufwand hergestellten Wicklungszweiges auf die benacnbarten
Wicklungszweige ausgenutzt wird.