DE2327042A1

DE2327042A1 - Stufenwicklung fuer transformatoren und drosseln

Info

Publication number: DE2327042A1
Application number: DE19732327042
Authority: DE
Inventors: Werner Dr Ing Stein
Original assignee: Transformatoren Union AG
Current assignee: Transformatoren Union AG
Priority date: 1973-05-26
Filing date: 1973-05-26
Publication date: 1974-12-12
Also published as: SE389941B; NL7406989A; GB1469279A; FR2231086A1; GB1469280A; CH575647A5; FR2231086B3; DE2327042B2

Description

TRANSFORMATOREN UNION AKTIENaESELLSCHAFT 7 Stuttgart-Bad Cannstatt, Deckerstr. 5

Erf.Nr. TU/FN 72/022

Kollrodt/ma. 22. 5. 1973

Stufenwicklung für Transformatoren und Drosseln

Die Erfindung betrifft eine Stufenwicklung für Transformatoren und Drosseln mit einer konzentrisch um eine Stammwicklung angeordneten, insbesondere einlagigen, einstufigen Grobstufenwicklung aus mindestens zwei elektrisch parallelen Leitern und einer mehrstufigen Feinstufenwicklung aus räumlich xneinandergewickelten, elektrisch in Reihe geschalteten Feinstufen.

Bei Transformatoren mit einstellbarem Übersetzungs-. verhältnis mit besonderen Stufenwicklungen sind, insbesondere bei Transformatoren für große Leistungen,

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die Stufenwicklungen häufig in eine Grobstufenwicklung und eine Feinstufenwicklung aufgeteilt. Dadurch, wird eine Verdopplung des Stellbereiches erreicht, wenn die Windungszahl der Grobstufe gleich der Windungszahl der Summe aller Feinstufen ist.

Bei Transformatoren mit Grob- und Feinstufenvvicklungen ist die Stammwicklung gewöhnlich innen angeordnet und von der Grobstufenwicklung umgeben, die ihrerseits von der Feinstufenwicklung umfaßt ist. Bei zweilagig ausgeführten Grobstufenwicklung hat sich eine Ineinander— wicklung bewährt, bei der jede Lage vom Laststrom in zwei elektrisch aufeinanderfolgenden Durchgängen durchlaufen wird. Dadurch ergibt sich ein kapazitiv sehr günstiges Verhalten der Wicklung beim Auftreffen von hochfrequenten Spannungen auf die Wicklung. Zwischen benachbarten Windungen tritt bei dieser Anordnung ein Viertel der gesamten Grobstufenspannung auf. Dementsprechend ist die feste Isolation der Leiter ausgelegt.

Dagegen ergibt sich bei einlagigen Grobstufen zwischen benachbarten Windungen bei Ine inander wicklung eine Spannung entsprechend der Hälfte der Grobstufenspannung, die mit vernünftigem Isolier auf wand oft nicht mehr beherrscht werden kann. Außerdem würde die Wicklung auch thermisch so stark isoliert werden, daß sich unzulässig hohe Übertemperaturen einstellen würden.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Stufenwicklung mit sehr gutem kapazitiven Verhalten und einem nur geringen erforderlichen Aufwand für die Isolation zu schaffen.

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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe für eine Grobstufenwicklung dadurch gelöst, daß die Grobstüfenwicklung in jeder Wicklungslage mindestens drei in einem gemeinsamen Wicklungszylinder räumlich parallel angeordnete, elektrisch hintereinandergeschaltete Durchgänge für den Laststrom aufweist, und daß die elektrisch parallelen Leiter eines Durchganges jeweils von den Leitern des elektrisch folgenden Durchganges räumlich flankiert sind.

PtU* eine Feinstufenwicklung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß jede der Feinstufen aus mindestens zwei elektrisch parallen Leitern aufgebaut ist und daß die Leiter einer Feinstufe jeweils von den Leitern der elektrisch folgenden Feinstufe räumlich flankiert sind.

Nach vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Anzahl der elektrisch parallelen Leiter in den Durchgängen bzw. den Feinstufen geradzahlig ist.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung bestehen darin, daß die elektrisch parallelen Leiter jeweils am Anfang und am Ende jedes Durchganges bzw. jeder Feinstufe durch Brücken elektrisch miteinander verbunden sind oder daß die elektrischen Verbindungen von Durchgang zu Durchgang bzw. von Feinstufe zu Feinstufe außerhalb der Wicklungsanordnung über den gleichen Durchgangs- bzw. Feinstufenpotentialen zugeordnete Klemmen, vorzugsweise an Stufenwählern, erfolgt.

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Die Erfindung iet sehr vorteilhaft, weil sie ein erheblich- verbessertes kapazitives Verhalten der Wicklung gegenüber hochfrequenten Spannungen erzwingt. Dabei wird durch die geringe Spannungsdifferenz zwischen benachbarten Windungen der Isola* tionsaufwand sehr gering gehalten, so daß sowohl der PUlIf aktor als auch die Wärmeabfuhr günstig sind.

Anhand einer Zeichnung werden Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigen in verkürzt dargestellten Abwicklungen

* Figur 1 eine Grobstufenwicklung mit zwei elektrisch parallelen Leitern sowie vier Durchgängen und

Figur 2 eine Feinetufenwicklung mit ebenfalls zwei elektrisch parallelen Leitern und acht Feinstufen.

Zwei in der Abwicklung außenliegende Leiter 1 bildend gemeinsam einen ersten Durchgang für den Laststrom durch die Grobstufenwicklung. Dabei flankieren die Leiter 1 je einen von zwei Leitern 2, die gemeinsam den zweiten Durchgang darstellen und ihrerseits zwei Leiter 3 einschließen. Zwei Leiter 4 schließlich bilden die Mitte des aus acht nebeneinander liegenden Leitern aufgebauten Bündels.

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Alle acht Leiter 1 bis 4 sind, wie die Abwicklung zeigt, untereinander räumlich parallel und folgen nach dem Wickeln acht untereinander parallelen Schraubenlinien in dem von ihnen gebildeten Wickelzylinder, Dabei ist die größte, zwischen benachbarten Leitern 1,2,3 oder 4 auftretende Spannung gleich einem Viertel der geamten Grobstufenspannung, denn beim Wickeln des Leiterbündels kommen jeweils die am Rand angeordneten Leiter 1 nebeneinander zu liegen, zwischen denen lediglich die praktisch vernachlässigbar niedrige Windungsapannung herrscht.

Die Leiter 1,2, 3 bzw. 4 des jeweils gleichen Durchganges durch die Grobstufenwicklung sind an ihren Eingängen bzw. Ausgängen durch Brücken 5»6 bzw. 7 paarweise miteinander verbunden und elektrisch parallel göschaltat.

Die elektrische Reihenanordnung der Durchgänge erfolgt über Verbindungen 8, die Aen Ausgang des er3ten Durchganges mit dem Eingang des zweiten Durchganges und dessen Ausgang mit dem Eingang des dritten Durchganges galvanisch verbinden. Der Anschluß der Grobstufenwicklung an nicht dargestellte Stemm- und Feinstufenwicklungen erfolgt über einen Eingang 9 und einen Ausgang 10.

Figur 2 zeigt die Abwicklung einer d-stufigen Feinstufenwicklung mit je zwei elektrisch parallelen Leitern je Peinstufe. Dabei bilden Leiter 11 eine erste, Leiter 12 eine zweite Feinstufe. Entsprechend bilden

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auch Leiter 13 bis 18 Feinstufen 3 bis 8. Die Enden gleich benannter Leiter 11 bisi8 sind durch Brücken an ihrem Eingang und Brücken 20 an ihrem Ausgang miteinander verbunden, so daß gleich benannte Leiter elek-* trisch parallel-geschaltet sind. Die Brücken 19 und ihrerseits ä.nd mit Anschlüssen 21 bis 29 versehen. Der Ausgang einer Pein3tufe ist jeweils über eine nicht dargestellte Verbindungsleitung zwischen Anschlüssen gleicher Bezeichnung mit dem Eingang der folgenden Feinstufenwicklung und mit einem festen Eontakt in einem ebenfalls nicht dargestellten Stufenwähler einer Stufenschalteinrichtung elektrisch verbunden. Daraus ergibt sich wie erforderlich eine Reihenschaltung aller 8 Feinstufen.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind entsprechend 2 parallelen Leitern je Feinstufe zwei mal entsprechend der Anzahl der erforderlichen Feinstufen acht, also 16 parallele Leiter 11 bis 18 erforderlich. Alle 16 Leiter 11 bis 18 liegen sowohl in der Abwicklung als auch in den von ihnen im Wickelzylinder gebildeten Schraubenlinien räumlich parallel nebeneinander. In diesem Leitefbündel liegen die Leiter 11 ganz außen und legen sich demzufolge beim Aufwickeln auf einen Wickelzylinder nebeneinander. Innerhalb des Leiterbündels flankieren die Leiter 11 die Leiter 12, diese wiederum die !■- ^:-*-?r'13 usw. bis schließlich· die Leiter 17 die Leiter 18 einschließen. Durch diese Anordnung der 16 nebeneinander liegenden Leiter 11 bis 18 , von denen jeweils zwei elektrisch miteinander parallel geschaltet sind, ergibt sich, daß zwischen benachbarten Leitern im Betriebszustand maximal die einer Feinstufe entsprechende Spannung anstehen kann.

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Bei Verwendung von mehr als zwei elektrisch parallelen Leitern je Durchgang in einer Grobstufenwicklung oder je Feinstufe in einer Feinstufenwicklung werden die Leiter jedes Durchganges, bzw. jeder Feinstufe in zwei Gruppen aufgeteilt, die jeweils die Leitergruppen des nächstfolgenden Durchganges oder der nächstfolgenden Feinstufe flankieren. Dabei werden im Falle einer ungeraden Anzahl von Leitern je Durchgang und demzufolge ungleich großen Leitergruppen aus Symmetriegründen neben einer größeren Leitergruppe jeweils die kleineren Leitergruppen des vorhergehenden, bzw. folgenden Durchgangs bzw. der Feinstufe vorgesehen.

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Claims

TRANSFORMATOREN UNION AKTIENGESELLSCHAFT 7 Stuttgart-Bad Cannstatt, Deckerstr. 5 Erf.Nr. TU/FN 72/022 Kollrodt/ma. Pat entansprüche

1.!Stufenwicklung für Transformatoren und Drosseln mit einer konzentrisch um eine Stammwicklung angeordneten, insbesondere einlagigen, einstufigen Grobstufenwicklung aus mindestens zwei elektrisch parallelen Leitern und einer mehrstufigen Feinstufenwicklung aua räumlich ineinandergewiekelten, elektrisch in Reihe geschalteten Feinstufen, dadurch gekennzeichv net, daß die Grobstufenwicklung mindestens drei in einem gemeinsamen Wickelzylinder räumlich parallel angeordnete, elektrisch hintereinandergeschaltete Durchgänge für den Laetstrom aufweist, und daß die elektrisch parallelen Leiter eines Durchganges jeweils von den Leitern des elektrisch folgenden Durchganges räumlich flankiert sind.'

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2. Stufenwicklung für Transformatoren und Drosssin mit einer konzentrisch ua eine Staramwicklung- angeordneten, insbesondere einlagigen» einstufigen Grobstuf en wicklung aus mindestens zwei elektrisch. parallelen Leitern und einer mehrstufigen Feinstufenwicklung, aus räumlich, iasinandergewiekelten, elektrisch in Reihe geschalteten Peinstufen, dadurch, gekennzeichnet, daß jede der Feinstufen aus mindestens z*vei elektrisch parallelen Leitern aufgebaut let, und &aB die Leiter einer Feinstufe jeweils/Von den Leitern der elektrisch folgenden Feinstufe räumlich flankiert sind.

3» Stufenwicklung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der elektrisch, parallelen Leiter Ci bis 3» 11 bis 18) in den Durchgängen baw. den Feinstufen geradzahlig ist.,

<?.. Stufenwicklung nach Ansprach 1 oder 2 sowie 3» dadurch gekennzeichnet, daQ die elektrisch parallelen Leiter ( I bis 3» 11 bis' 18 ) jeweils am Anfang und am-Ende jedes Durchganges baw. jeder Feinstufe du.2*oh Brücken ( 4, 5, 19, 20 ) elektrisch miteinander verbunden sind.

5. Stufenwicklung nach. Anspruch 1 oder 2 sowie 3» ■ dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Verbindungen von Durchgang zu Durchgang bzw. von Feinstufe zu Feinstufe außerhalb der Wicklungsanordnung über gleichen Burchgengs-bzw. Feinstufenpotentialen augeordnete Klemmen, vorzugsweise an Stufenwählern, erfolgt.

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6. Stufenwicklung nach Anspruch 1 oder 2 und 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine ungeradzahlige Anzahl von Leitern ( 1 bis 3, 11 bis 18 ) je Durchgang bzw. je Feinetufe in ungleich große, elektrisch parallele Leitergruppen so aufgeteilt ist, daß jeweils größere Leitergruppen kleinere Leitergruppen flankieren.

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