DE2327042B2

DE2327042B2 - Stufenwicklung fuer transformatoren und drosseln

Info

Publication number: DE2327042B2
Application number: DE19732327042
Authority: DE
Inventors: Werner Dr.-Ing. 8500 Nürnberg; Ahrend Hans-Joachim Dipl.-Ing. 7000 Stuttgart Stein
Original assignee: Transformatoren Union AG
Current assignee: Transformatoren Union AG
Priority date: 1973-05-26
Filing date: 1973-05-26
Publication date: 1976-12-02
Also published as: GB1469280A; GB1469279A; FR2231086B3; CH575647A5; FR2231086A1; SE389941B; DE2327042A1; NL7406989A

Description

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Die Erfindung beirifft eine Stufenwicklung für Transformatoren und Drosseln mit einer konzentrisch um eine Stammwicklung angeordneten, insbesondere einlagigen, einstufigen Grobsiufenwicklung aus je Lage mindestens drei in einem gemeinsamen Wickelzylinder räumlich parallel angeordneten, elektrisch hintereinandergeschalteten Durchgängen für den Laststrom und mit einer mehrstufigen Feinstufenwicklung aus räumlich ineinandergewickelten, elektrisch in Reihe geschalteten Feinstufen.

Bei Transformatoren mit einstellbarem Übersetzungsverhältnis mit besonderen Stufenwicklungen sind, insbesondere bei Transformatoren für große Leistungen, 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 Feinstufenwicklungen ist die Stammwicklung gewöhnlich innen angeordnet und von der Grobstufenwicklung umgeben, die ihrerseits von der Feinstufenwicklung umfaßt ist. Bei zweilagig, beispielsweise entsprechend der DT-AS 15 63 222, ausgeführten Grobstufenwicklungen hat sich eine Ineinanderwicklung bewährt, bei der jede Lage vom Lasistrom in elektrisch aufeinanderfolgenden Durchgängen mehrmals durchlaufen wird. Dadurch ergibt sich ein kapazitiv sehr gunstiges Verhalten der Wicklung beim Auftreffen von hochfrequenten Spannungen auf die Wicklung. Zwischen benachbarten Windungen tritt bei dieser Anordnung ein Bruchteil der gesamten Grobstufenspannung auf. Dementsprechend ist die feste Isolation der Leiter ausgelegt.

Dagegen ergibt sich bei einlagigen Grobstufen zwischen benachbarten Windungen bei Ineinanderwicklung eine Spannung entsprechend der Hälfte der Grobstufenspannung. die mit vernünftigem Isolieraufwand 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 kapazitivem Verhallen und einem nur geringen erforderlichen Aufwand für die Isolation zu schaffen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe einerseits für pine Grobstufenwicklung dadurch gelöst, daß , 0 Grobstufenwicklung in jeder Wicklungslage mindestens zwei in bekannter Weise elektrisch parallele Leiter aufweist, und daß die elektrisch parallelen Leiter eines Durchganges jeweils von den Leitern des elektrisch folgenden Durchganges räumlich flankiert sind.

Für eine Feinstufenwicklung wird andererseits die Aufgabe dadurch gelöst, daß jede der Feinstufen aus mindestens zwei elektrisch parallelen 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 Siufenwählern, erfolgt.

Die Erfindung ist sehr vorteilhaft, weil sie ein erheblich verbessertes kapazitives Vorhalten der Wicklung gegenüber hochfrequenten Spannungen er-

zwingt Dabei wird durch die geringe Spannungsdifferenz zwischen benachbarten Windungen der Isolationsaufwand sehr gering gehalten, so daß sowohl der Füllfaktor als auch die Wärmeabfuhr günstig sind

Anhand der Zeichnung werden Ausführungsbeispielc der Erfindung näher erläutert. Es zeigt in verkürzt dargestellten Abwicklungen

F i g. 1 eine Grobstufen wicklung mit zwei elektrisch parallelen Leitern sowie vier Durchgängen und

Fig.2 eine Feinstufenwicklung mit ebenfalls zwei elektrisch parallelen Leitern und ?.cht Feinstufen.

Zwei in der Abwicklung außenliegende Leiter 1 bilden gemeinsam einen ersten Durchgang für den Laststrorr. 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 (legenden Leitern aufgebauten Bündels.

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 gesamten Grobstufenspannung, denn beim Wickeln des Leiterbündels kommen jeweils die am Rand angeordneten Leiter 1 nebeneinander zu liegen, zwischen denen lediglich die praktisch vernachlässigbar niedrige Windungsspannung 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 geschaltet.

Die elektrische Reihenanordnung der Durchgänge erfolgt über Verbindungen 8. die den Ausgang des ersten Durchganges mit dem Eingang des /weiten Durchganges und dessen Ausgang mit dem Eingang des dritten Durchganges galvanisch verbinden. Der Anschluß der Grobstufenwicklung an nicht dargestellten Stamm- und Feinstufenwicklungen erfolgt über einen Eingang 9 und einen Ausgang 10.

F i g. 2 zeigt die Abwicklung einer 8-stufigen Feinstufenwicklung mit je zwei elektrisch parallelen. Leitern je !•'einstufe. Dabei bilden Leiter 11 eine erste. Leiter 12 eine zweite Feinstufe. Entsprechend bilden auch Leiter 13 bis 18 Feinstufen 3 bis 8. Die Enden gleich benannter Leiter 11 bis 18 sind durch Brücken 19 an ihrem Eingang und Brücken 20 an ihrem Ausgang miteinander verbunden, so daß gleich benannte Leiter elektrisch parallel geschaltet sind. Die Brücken 19 und 20 ihrerseits sind mit Anschlüssen 21 bis ?9 versehen. Der Ausgang einer Feinsiufe ist jeweils über eine nicht dargestellte Verbindungsleitung zwischen Anschlüssen gleicher

ίο Bezeichnung mit dem Eingang der folgenden Feinstufenwicklung und mit einem festen Kontakt in einem ebenfalls nicht dargestellten Stufenwähler einer Suifenschalteinrichtung 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 Ib parallele Lu.'er 11 bis 18 erforderlich. Aüe

.-•o '<i Leiter 11 bis 18 liegen sowohl in der Abwicklung als auch in den von ihnen im Wickelzylinder gebildeten Schraubenlinien räumlich parallel nebcneinnnder. In diesem Leiterbündel liegen die Leiter 11 ganz außen und legen sich demzufolge beim Aufwickeln auf einen W:ckelzylinder nebeneinander. Innerhalb des Leiterbünc'Ms flankieren die Leiter 11 die Leiter 12, diese wiederum die Leiter 13 usw. bis schließlich die Leiter 17 die Leiter 18 einschließen. Durch diese Anordnung der 16 nebeneinanderliegenden 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.

Bei Vervsendung 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 Feinstufc flankieren. Dabei werden im Falle einer ungeraden Anzahl son Leitern je Durchgang und demzufolge ungleich großen Leitergruppen aus Symmetriegründen neben einer größeren l.eitergruppe jeweils die kleineren Leitergruppen des vorhergehenden, bzw. folgenden Durchgangs b/w. der Feinstufe vorgesehen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Stufenwicklung für Transformatoren und Drosseln mit einer konzentrisch um eine Stamm- S wicklung angeordneten, insbesondere einlagigen, einstufigen Grobstufenwicklung aus je Lage mindestens drei in einem gemeinsamen Wickelzylinder räumlich parallel angeordneten, elektrisch hinterein- andergeschalteten Durchgängen für den Laststrom to und mit einer mehrstufigen Feinstufenwicklung aus räumlich ineinandergewickelten, elektrisch in Reihe geschalteten Feinstufen, dadurch gekennzeichnet, daß die Grobstufenwicklung mindestens zwei in bekannter Weise elektrisch parallele Leiter aufweist, und daß die elektrisch parallelen Leiter eines Durchganges jeweils von den Leitern des elektrisch folgenden Durchganges räumlich flankiert sind.

2. Stufenwicklung für Transformatoren und Drosseln mit einer konzentrisch um eine Stammwicklung angeordneten, insbesonderen einlagigen, einstufigen Grobstufenwicklung aus ie Lage mindestens drei in einem gemeinsamen Wickelzylinder räumlich parallel angeordneten, elektrisch hintereinandergeschalteten Durchgängen für den Laststrom und mit einer mehrstufigen Feinstufenwicklung aus räumlich ineinandergewickelten, elektrisch in Reihe geschalteten Feinstufen, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Feinstufen aus mindestens zwei elektrisch parallelen Leitern aufgebaut ist. und daß 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 (1 bis 3, 11 bis 18) in den Durchgängen bzw. den Feinstufen geradzahlig ist.

4. Stufenwicklung nach Anspruch 1, 2 oder 3. dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch parallelen Leiter (1 bis 3, 11 bis 18) jeweils am Anfang und am Ende jedes Durchganges bzw jeder Feinstufe durch Brücken (4, 5, 19, 20) elektrisch miteinander verbunden sind.

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

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