DE2418230C3 - Capacitively controlled high-voltage winding made of disc coils for transformers with high outputs - Google Patents
Capacitively controlled high-voltage winding made of disc coils for transformers with high outputsInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine kapazitiv gesteuerte Hochspannungswicklung aus Scheibenspulen für Transformatoren mit großen Leistungen mit einem als Drillcilcr ausgebildeten, den Laststrom führenden Hauptleiler und mit einem dazu räumlich parallelen Steuerleitcr.The invention relates to a capacitively controlled high-voltage winding made of disc coils for transformers with high performance with a drill designed as a drill, leading the load current Main line and with a spatially parallel control line.
Für sogenannte Grenzleistungstransformatorcn mit Nennspannungen ab etwa 220 kV und Einheitsleistungen
ab etwa 200 MVA ist die Verwendung von Drilleiterspulenwicklungen anstelle von Spulenwicklungen
aus einer Vielzahl von parallelen Flachdrähten vorteilhaft. Einerseits werden dadurch die durch das
Streufeld verursachten Zusatzverluste verringert und andererseits der zur Verfügung stehende Wickelraum
durch einen höheren Füllfaktor besser ausgenutzt.
Die Stoßspannungsfestigkeit von Transformator-Wicklungen für Nennspannungen ab 220 kV wird
üblicherweise dadurch erreicht, daß die Wicklung ausschließlich aus ineinandergewickelten Spulen aufgebaut
ist oder dadurch, daß im Eingangsgebiet der Wicklung mit abgestuften Längskapazitäten die Stoßspannung
so weit abgebaut wird, daß die restliche Wicklung in normaler Doppelspulenschaltung beispielsweise
aus Drilleitern, ausgeführt sein kann.For so-called limit power transformers with nominal voltages from around 220 kV and unit powers from around 200 MVA, it is advantageous to use twisted-conductor coil windings instead of coil windings made from a large number of parallel flat wires. On the one hand, this reduces the additional losses caused by the stray field and, on the other hand, makes better use of the available winding space thanks to a higher fill factor.
The surge voltage resistance of transformer windings for nominal voltages from 220 kV is usually achieved by the fact that the winding is made up exclusively of coils wound into one another or by the fact that the surge voltage is reduced so far in the entrance area of the winding with graduated series capacitances that the remaining winding is in normal double coil circuit for example, can be made of twisted conductors.
Die Herstellung ineinandergewickelter Spulen erfordert in jedem Fall Lötverbindungen, die bei der Verwendung von Drilleitern nur unter größten Schwierigkeiten oder überhaupt nicht realisierbar sind. Bei der Verwendung von Drilleitern ist daher zur Vermeidung von Lötverbindungen eine fortlaufend wickelbare Doppelspulenschaltung anzustreben, in der die kapazitive Steuerung durch einen besonderen Steuerleiter erreichbar ist, dessen Lötverbindungen einfach und wirtschaftlich hersteiJbar sind.The manufacture of inter-wound coils requires in any case soldered connections, which when using twisted conductors only with great difficulty or are not feasible at all. When using twisted conductors, it should therefore be avoided of soldered connections to strive for a continuously windable double coil circuit in which the capacitive Control can be achieved by a special control conductor, the soldered connections of which are simple and are economically producible.
Durch die deutsche Auslegeschriit 12 97 217 ist eine Wicklungsanordnung bekannt, die zur kapazitivenBy the German Auslegeschriit 12 97 217 is a Winding arrangement known to the capacitive
jo Steuerung eines massiven Hauptleiters zusätzliche, stromlose Steuerleiter enthält. Diese Wicklung ist aus fortlaufend gewickelten Koppelspulen zusammengesetzt und die Steuerleiter sind zur Erzielung abgestufter Längskapazitäten in den Doppelspulen unterschiedlichjo control of a massive main conductor additional, contains de-energized control conductors. This winding is composed of continuously wound coupling coils and the control conductors are different to achieve graduated longitudinal capacities in the double coils
)5 lang ausgeführt.) 5 long.
Bei der Dimensionierung von Hochspannungswicklungen zeigt sich jedoch, daß die mit dieser Anordnung erreichbaren Spulenlängskapaziiäten zu klein sind, wenn die wirtschaftlichste Lesung eingesetzt wird, bei der der Wicklungsstrom in einem einzigen Drilleiterbündel geführt ist. Zur Erhöhung der Längskapazität müßte dabei das Drilleiterbündel wieder in zwei parallele Bündel aufgeteilt werden, in die ebenfalls zwei parallele Steuerleiter mit einzuwickeln sind (Fig. 2).When dimensioning high-voltage windings, however, it is evident that with this arrangement achievable coil longitudinal capacities are too small when the most economical reading is used which the winding current is carried in a single twisted conductor bundle. To increase the longitudinal capacity the twisted conductor bundle would have to be divided into two parallel bundles, which are also two parallel control conductors must also be wrapped (Fig. 2).
ti Aber auch diese Maßnahme reicht in vielen Fällen noch nicht aus.ti But even this measure is sufficient in many cases not from.
Durch die DE-AS 10 69 279 ist auch schon eine kapazitiv gesteuerte Hochspannungswicklung aus Scheibenspulen für Leistungstransformatoren mitDE-AS 10 69 279 has already turned off a capacitively controlled high-voltage winding Disc coils for power transformers with
v) einem den Laststrom führenden Hauptleiter und einem dazu räumlich parallelen Steuerleiter bekannt. Bei dieser Anordnung ist der Steuerleiter zusammen mit dem Hauptleiter über Wicklungsabschnitte von jeweils mindestens vier Scheibenspulen ausgerichtet. Dabeiv) one main conductor carrying the load current and one also known spatially parallel control ladder. In this arrangement, the control conductor is together with aligned with the main conductor via winding sections of at least four disc coils each. Included
")"> bildet der Steuerleiter einzelne, voneinander getrennte Schirmwindungen, die außerhalb der Wicklung miteinander verschaltet sind. Den radial innen liegenden Windungen des Hauptleiters sind keine Schirmwindungen des Steuerleiters zugeordnet. Dadurch werden auch")"> the control manager forms individual, separate ones Shield windings that are connected to one another outside the winding. The radially inner ones The turns of the main conductor are not assigned any shield turns of the control conductor. This will also
w mit dieser Anordnung nur verhältnismäßig kleine Längskapazitäten realisierbar.w with this arrangement only relatively small longitudinal capacitances can be realized.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Hochüpannungswicklung aus fortlaufend, das heißt ohne Lötverbindungen, gewickelten Doppelspülen so mitThe invention is therefore based on the object of continuously developing a high voltage winding, that is to say without Soldered connections, wound double sinks so with
- ■> einem zusätzlichen Steuerlciter ineinandcrzuwickeln. daß eine wesentlich vergrößerte Längskapazität erreicht ist.- ■> to wrap an additional control liter inside one another. that a significantly increased longitudinal capacity is achieved.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,According to the invention, this object is achieved by
daß der Steuerleiter zusammen mit dem als Drilleiter ausgebildeten Hauptleiter jeweils über einen ganzen Wicklungsabschnitt fortlaufend gewickelt ist, daß der Steuerleiter an der Spulenverbindung in der Mitte des Wicklungsabschnittes eine Trennstelle aufweist und daß der außen an der Eingangsspule des Wicklungsabschnittes gelegene Anfang des St.euerleiters und das außen an der Ausgangsspule desselben Wicklungsabschnittes gelegene Ende des Steuerleiters außerhalb der Wicklung galvanisch miteinander verbunden sind.that the control conductor together with the main conductor designed as a twisted conductor each over a whole Winding section is continuously wound that the control conductor is connected to the coil connection in the middle of the Winding section has a separation point and that the outside of the input coil of the winding section located beginning of the control conductor and the outside of the output coil of the same winding section located end of the control conductor outside of the winding are galvanically connected to one another.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung bestehen darin, daß die Enden des Steuerleiters an der Trennstelle mit zunehmendem Abstand des zugehörigen Wicklungsabschnittes vom Hochspannungseingang um eine zunehmende Länge verkürzt sind und auch darin, daß in der Wicklung eine Obergangszone zwischen dem dem Hochspannungseingang benachbarten Teil der Wicklung mit je einem Steuerleiter für jeweils mindestens vier Scheibenspulen und einem kapazitiv ungesteuerten Wicklungsteil vorgesehen ist und daß in dieser Übergangszone je zwei benachbarten Scheibenspuien ein ungetrennter Steuerleiter zugeordnet ist.Advantageous embodiments of the invention consist in that the ends of the control conductor at the separation point with increasing distance of the associated winding section from the high voltage input by one increasing length are shortened and also in the fact that in the winding a transition zone between the High-voltage input adjacent part of the winding with one control conductor each for at least one four disc coils and a capacitively uncontrolled winding part is provided and that in this Transition zone an unseparated control conductor is assigned to every two adjacent disc spouts.
Nach anderen Weiterbildungen der Erfindung ist vorgesehen, daß außerhalb der Wicklung liegende, Anfang und Ende eines aufgetrennten Steuerleiters desselben Wicklungsabschnittes verbindende Leiter mit der mittleren Hauptleiterspulenverbindung des zugehörigen Wicklungsabschnittes galvanisch verbunden sind. Eine andere sehr vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, daß die Steuerleiter durch Verbindung des eingangsseitigen Endes der Steuerleitertrennstelle des einen Wicklungsabschnittes jeweils mit dem ausgangsseitigen Ende der Steuerleitertrennstelle des folgenden Wicklungsabschnittes einen durchgehenden Strang zur Führung eines Teiles des Laststromes bilden, wobei das ausgangsseitige Ende der Steuerleitertrennstelle im ersten Wicklungsabschnitt als Hochspannungsanschluß und das eingangsseitige Ende der Steuerleitertrennstelle des letzten Wicklungsabschnittes als Niederspannungsanschluß dient. According to other developments of the invention it is provided that lying outside the winding, The beginning and end of a disconnected control conductor of the same winding section also connect conductors the middle main conductor coil connection of the associated winding section are galvanically connected. Another very advantageous development is that the control conductor by connecting the the input end of the control conductor separation point of the a winding section each with the output-side end of the control conductor separation point of the following Winding section form a continuous strand for guiding part of the load current, the output-side end of the control conductor separation point in the first winding section as a high-voltage connection and the input-side end of the control conductor separation point of the last winding section serves as a low-voltage connection.
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe ohne zusätzlichen Aufwand an Werkstoff auf einfache Art und Weise unter Vermeidung von Lötverbindungen an den verwendeten Drilleitern.The invention solves the problem in a simple manner without additional expenditure on material and way while avoiding soldered connections on the twisted conductors used.
Die erfindungsgemäße Anordnung bietet darüberhinaus auch fertigungstechnische Vorteile, weil sowohl die Anzahl der sorgfältig abzuisolierenden freien Steuerleiterenden als auch die Anzahl der Lötverbindungen gegenüber der Anordnung gemäß der deutschen Auslegeschrift 12 97217 halbiert ist. Verglichen mit einer Anordnung aus zwei parallelen Drilleiterbündeln und zwei dazu parallelen Steuerleitern ist die Anzahl der erforderlichen Lötstellen sogar auf ein Viertel reduziert.The arrangement according to the invention also offers manufacturing advantages because both Number of free control conductor ends to be carefully stripped as well as the number of soldered connections is halved compared to the arrangement according to the German Auslegeschrift 12 97217. Compared to an arrangement of two parallel twisted conductor bundles and two parallel control conductors is the number of required soldering points even reduced to a quarter.
Anhand der Zeichnung werden Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Im einzelnen zeigtExemplary embodiments of the invention are explained in more detail with the aid of the drawing. In detail shows
Fig. 1 eine Anordnung gemäß der DE-AS 12 97 217Fig. 1 shows an arrangement according to DE-AS 12 97 217
F i g. 2 eine entsprechende Anordnung mit Aufteilung sowohl des Hauptleiters als auch des Steuerleiters in je zwei elektrisch parallele LeiterF i g. 2 a corresponding arrangement with division of both the main conductor and the control conductor into each two electrically parallel conductors
Fig.3 eine erfindungsgemäße Anordnung von Steuerleitern in Wicklungsabschnitten und3 shows an arrangement according to the invention of Control conductors in winding sections and
F i g. 4 eine Weiterbildung der Anordnung nach Fig. 3 bei der die Steucrleiterabschnitte zu einem durchgehenden Strang hintereinandergeschaltet sind.F i g. 4 shows a further development of the arrangement according to FIG. 3 in which the control conductor sections become one continuous line are connected in series.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren gleich benannt.Corresponding parts are named the same in all figures.
Um einen nicht näher dargestellten Kern I eines Transformators ist mindestens je eine Hochspannungswicklung angeordnet. Aus einem Hauptleiter 2 gewikkelte Scheibenspulen 3 sind in einer sogenannten Doppelspulenschaltung zusammengefaßt und bilden die Hochspannungswicklung.Around a core I of a transformer, not shown in detail, is at least one high-voltage winding each arranged. Disk coils 3 wound from a main conductor 2 are in a so-called Combined double coil circuit and form the high voltage winding.
ϊ Zur Erhöhung der Längskapazität dieser Wicklung sind Steuerleiter 4 in die einzelnen Scheibenspulen 3 mit eingewickelt. Bei der Anordnung nach Fig.2 sind zur weiteren Erhöhung der Längskapazität der Hauptleiter 2 in zwei Teilhauptleiter 2a und 2b und der Steuerleiter 4ϊ To increase the longitudinal capacitance of this winding, control conductors 4 are also wrapped in the individual disc coils 3. In the arrangement according to FIG. 2, the main conductor 2 is divided into two sub-main conductors 2a and 2b and the control conductor 4 to further increase the longitudinal capacitance
lu in zwei Steuerleiter 4a und 4b aufgeteilt. Die Teilhauptleiter 2a und 2b und die Teilsteuerleiter 4a und 46 sind so aufeinandergelegt, daß beim Wickeln beide Teilhauptleiter 2a und 2b in radialer Richtung von innen und von außen von je einem der Teilsteuerleiter 4a und 4b flankiert sind.lu divided into two control conductors 4a and 4b . The sub-main conductors 2a and 2b and the sub-control conductors 4a and 46 are placed one on top of the other in such a way that, during winding, both sub-main conductors 2a and 2b are flanked in the radial direction from the inside and outside by one of the sub-control conductors 4a and 4b.
Bei der erfindungsgemäßen Anordnung entsprechend Fig.3 ist zusammen m;t dem Hauptleiter 2 der Steuerleiter 4 in je vier aufeinander folgende Scheibenspulen 3 fortlaufend mit eingewickelt. Nach dem Wickeln ist die mittlere Spulenverbv Jung des Steuerleiters 4 zwischen der zweiten und dei ur'iien Scheibenspule 3 aufgetrennt. Der Anfang des Steuerleiters 4 in der ersten Scheibenspule und das Ende des Steuerleiters 4 in der vierten Scheibenspule sind aus der WicklungIn the arrangement according to the invention according to FIG. 3, the main conductor 2 is together m; t Control conductor 4 is continuously wrapped in four consecutive disc coils 3. After this Winding is the middle Spulenverbv Jung of the control conductor 4 between the second and the ur'iien disc reel 3 separated. The beginning of the control conductor 4 in the first disc coil and the end of the control conductor 4 in the fourth disc coil are out of winding
j-i herausgeführt und miteinander verbunden.j-i led out and connected to each other.
Durch die Zuordnung eines durchgehenden Steuerleiters für je vier Scheibenspulen 3 ist die Längskapazität gegenüber der Ausführung entsprechend der Fig. i vervierfacht. Eine weitere Erhöhung de*· LängskapazitätBy assigning a continuous control conductor for every four disk coils 3, the longitudinal capacitance is quadrupled compared to the embodiment according to FIG. A further increase in the * · longitudinal capacity
jo läßt sich erreichen, in dem man eine noch größere Anzahl von Scheibenspulen 3 zu einem Wicklungsabschnitt zusammenfaßt, dem ein gemeinsamer Steuerleiter 4 zugeordnet ist. Voraussetzung dafür ist lediglich, daß der Steuerleiter jeweils in der Mitte des ihm zugeordneten Wicklungsabshnittes aufgetrennt ist und daß sein Anfang in der ersten Scheibenspule des zugehörigen Wicklungsabschnittes außerhalb der Wicklung mit dem Ende des Steuerleiters ir· der kitzten Scheibenspule desselben Wicklungsabschnittes verbunden ist. Mit zunehmender Anzahl von Scheibenspulen je W.jklungsabschnitt steigt allerdings auch die Spannungsbeanspruchung der Isolierung der Steuerleiter 4.jo can be achieved by having an even greater one Number of disc coils 3 combined to form a winding section with a common control conductor 4 is assigned. The only requirement is that the control ladder is in the middle of it associated winding section is separated and that its beginning in the first disc coil of the associated winding section outside the winding with the end of the control conductor ir · der tickten Disc coil of the same winding section is connected. With an increasing number of disc coils each However, the tension also increases the insulation of the control conductors 4.
Fig. 4 zeigt eine Anordnung bei der ebenso wie in F i g. 3 in jeweils vier aufeinanderfolgende Scheibenspu-FIG. 4 shows an arrangement in which, as in FIG. 3 in each of four successive disc spurs
4j len 3 e'<n gemeinsamer Steuerleiter 4 mit eingewickel' ist. Auch bei dieser Anordnung ist die Mitte des Steuerleiters 4 in jedem Wicklungsabschnitt aus vier Scheibenspulen 3 in der Mitte aufgetrennt und sind Anfang und Ende des Steuerleiters 4 aus den einzelnen4j len 3 e '<n common control wire 4 with wrapped' is. In this arrangement, too, the center of the control conductor 4 in each winding section is made up of four Disk coils 3 separated in the middle and are the beginning and end of the control conductor 4 from the individual
V) Wicklungsabschnitten außerhalb der Wicklung miteinander verbunden. V) winding sections connected to one another outside the winding.
Abweichend von der Anordnung gemäß Fig. 3 sind aber !;<ei der Ausführung entsprechend F i g. 4 auch die durch die Auftrennung des Steuerleiters 4 in der MitteDeviating from the arrangement according to FIG. 3, however ,! ; <ei of the execution according to F i g. 4 also through the separation of the control conductor 4 in the middle
r> des jeweils zugehörigen WicklungsabschniiKis entstandenen Enden radial aus der Wicklung herausgeführt und mit den Enden benachbarter Wicklungsabschnitte sowie mit dem Wicklungsanfang und dem Wicklungsende so verbunden, daß sie zur Führung des Laststromesr> of the respective associated winding section Ends radially out of the winding and with the ends of adjacent winding sections as well with the beginning of the winding and the end of the winding connected so that they are used to guide the load current
im beitragen können. Das wird erreicht, indem das eingangsseitige Ende der Steuerleitertrennstolle des einen Wicklungsabschnittes jeweils mit dem ausgangsseitigen Ende der Steuerleitertrennstelle des folgenden Wicklungsabschnittes verbunden ist. Das ausgangsseiti- > ge Ende der Steuerleitertrennstelle im ersten Wicklungsabschnitt dient dabei als Hochspannungsanschluß und das eingangsscitigc Ende der Steuerleitertrennstelle des letzten Wicklungsabschnitles dient als Niederspan-im can contribute. That is achieved by the input end of the control ladder separating tunnel of the a winding section each with the output-side end of the control conductor separation point of the following Winding section is connected. The output side > ge end of the control conductor separation point in the first winding section serves as a high-voltage connection and the input terminal of the control conductor separation point of the last winding section serves as a low voltage
nungsiinscliiiiü.nungsiinscliiiiü.
!■!inc nicht dargestellte Variante, insbesondere der Ausführung entsprechend 1·'i g. 1. besteht dann, die Spulenverhindiing /wischen den initiieren Seheibcnspiilen 3 mit dem mittleren Potential des zugeordneten Steuerleilers 4 galvanisch zu verbinden, so dal! c .Spannungspotential der Steuerleiter 4 ttiirch ι Spannung im lliiuptleiter des /ugeordnetcn Wicklun iibschniltes eingestellt ist! ■! Inc variant not shown , in particular the version corresponding to 1 · 'i g. 1. There is then to galvanically connect the coil prevention / wiping the initiated Seheibcnspiilen 3 with the mean potential of the assigned control line 4, so that! c .Spannungspotential is the control circuit 4 ttiirch ι voltage in the lliiuptleiter / ugeordnetcn Wicklun set iibschniltes
Hierzu I Blatt ZeichnungenFor this purpose I sheet drawings
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