DE2627314A1

DE2627314A1 - Wicklung fuer transformatoren

Info

Publication number: DE2627314A1
Application number: DE19762627314
Authority: DE
Inventors: Hans Dr Ing Heindl
Original assignee: Transformatoren Union AG
Current assignee: Transformatoren Union AG
Priority date: 1976-06-18
Filing date: 1976-06-18
Publication date: 1977-12-29
Also published as: JPS5314315A; DE2627314C2

Description

Wicklung für Transformatoren
Die Erfindung betrifft eine Wicklung für Transformatoren mit räumlich.und elektrisch parallelen Einzelleitern für große Ströme.
Bei Transformatoren für extrem große Ströme, beispielsweise bei sogenannten Ofentransformatoren, ist es bekannt auf der Unterspannungsseite die Wicklung aus einer einzigen Windung aufzubauen. Die Breite dieser Windung ist dann üblicherweise gleich der Wicklungslänge. Die größtmögliche Wicklungslänge ist durch die zulässigen TransportabmesWungen beschränkt. Beim Ausnutzen der größtmöglichen Wicklungslänge bleibt für die Transformatorwicklung mit nur einer Windung als einzige Variable für den Kupferquerschnitt die Stärke der zur Windung gebogenen Kupferplatte. Diese in der Wicklung die radiale Abmessung darstellende Stärke ist bei neuerdings erforderlichen Nennströmen bereits so groß, daß die Zusatzverluste spürbar größer sind als üblicherweise in Kauf genommen wird.
Bei diesen Transformatoren mit nur einer Windang auf der Unterspannungsseite und vorgeschriebener Spannung ist zur Erzielung einer Leistungssteigerung auch die Vergrößerung des magnetischen Flusses ausgeschlossen. Eine Leistungssteigerung ist somit nur durch entsprechende Ausgestaltung der Wicklung zu erreichen.
Es ist auch schon bekannt in den Wicklungen von Transformatoren die Leiter zum Fuhren von sehr großen Strömen in parallele Teilleiter aufzuteilen und diese in gewissen Abständen gegeneinander aufzukreuzen. Dieser Lösungsweg mit Auskreuzungen setzt aber eine Mehrzahl von Windungen voraus, so daß der Querschnitt jedes Einzelleiters sehr viel kleiner ist als der Querschnitt der gesamten Wicklung.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde eine Transformatorwicklung mit nur einer einzigen Windung zu schaffen, deren radiale und axiale Leiterabmessungen einerseits eine Begrenzung der Zusatzverluste und andererseits die Einhaltung der zulässigen größten Wicklungslänge gestatten.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Merkmalskombination gelöst gemäß der nur eine Windung aus radial übereinanderliegenden Einzelleitern vorgesehen ist, deren Breite gleich der Wicklungslänge ist gemäß der die Wicklung in ebensoviele, untereinander gleich große Sektoren aufgeteilt ist wie parallele Einzelleiter vorhanden sind und gemäß der die Einzelleiter zur Erzielung einer gleichen räumlichen Lage der Teilströme bezogen auf den Streufluß an den Sektorengrenzen in radialer Richtung gegeneinander ausgekreuzt sind.
Nach vorteilhaften Weiterbildungen der Erfindung ist vorgesehen, daß die Einzelleiter an den Auskreuzungsstellen gegenseitig mit einer Vielzahl von kammartig angeordneten Stegen durchdringen, wobei jeweils die Stege des einen von den Stegen des anderen Einzelleiters galvanisch getrennt sind. Dabei ist die Höhe der Stege mindestens gleich dem der Anzahl der Sektoren entsprechenden Vielfachen der radialen Stärke der Einzelleiter.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind zwei Einzelleiter mit einer einzigen, die Windung in zwei gleich große Sektoren teilenden Auskreuzungsstelle vorgesehen.
Die Erfindung ist sehr vorteilhaft, denn sie ermöglicht den Bau von Ofentransformatoren für Leistungsbereiche die im Hinblick auf noch vertretbare Zusatzverluste bisher nicht realisierbar waren.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert.
Das Ausführungsbeispiel ist in einem Schnitt oberhalb des Wicklungssystems durch einen Kernschenkel dargestellt.
Um einen in üblicher Weise stufenförmig aus Transformatorblechen aufgebauten Eisenkern 1 liegt eine Oberspannungswicklung 2. Die nicht dargestellten Ausleitungen der Oberspannungswicklung 2 sind stirnseitig angeordnet.
Die Oberspannungswicklung 2 wird von radial übereinanderliegenden Kupferplatten umfaßt, die die einzige Windung einer Unterspannungswicklung 3 darstellen. Beim Ausführungsbeispiel sind zwei radial übereinanderliegende Kupferplatten vorgesehen, die in je zwei gleiche Hälften unterteil-t sind, so daß insgesamt vier Halbschalen gebildet sind. Diese Halbschalen sind entlang einem der so gebildeten Schlitze über die gesamte Wicklungslänge mit Ausleitungen 4 verbunden und gleichzeitig elektrisch parallel geschaltet.
Um den durch die Parallelschaltung der Halbschalen gebildeten Teilströmen bezogen auf den Streufluß eine wirkungsgleiche räumliche Lage zu gewährleisten sind die Halb schalen der Unterspannungswicklung 3 auf der den Ausleitungen 4 gegenüberliegenden Seite gegeneinander ausgekreuzt. Zu diesem Zweck sind kammartig angeordnete Stege 5 vorgesehen, die jeweils eine innere mit einer äußeren Halbschale galvanisch verbinden. Dabei sind einander benachbarte nicht dieselben Halb schalen verbindende Stege 5 elektrisch gegeneinander isoliert. Die Höhe der S-tege 5 entspricht der doppelten pEaterialstärke der Halbschalen, so daß im Bereich der Stege insgesamt etwa der gleiche Kupferquerschnitt zur Verfügung steht wie im Bereich der Halbschalen selbst.
Entsprechend sind bei drei radial übereinander angeordneten Schalen drei Sektoren mit zwei Auskreuzungsstellen, bei vier radial übereinanderliegenden Schalen vier Sektoren mit drei Auskreuzungsstellen usw. vorgesehen.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Wicklung für Transformatoren mit räumlich und elektrisch parallelen Einzelleitern für große Ströme, dadurch gekennzeichnet, daß nur eine Windung (3) aus radial übereinanderliegenden Einzelleitern vorgesehen ist, daß die Breite der Einzelleiter gleich der Wicklungslänge ist, daß die Windung (3) in ebensoviele, untereinander gleich große Sektoren aufgeteilt ist wie parallele Einzelleiter vorhanden sind und daß die Einzelleiter zur Erzielung einer gleichen räumlichen Lage der Teilströme bezogen auf den Streufluß an den Sektorengrenzen in radialer Richtung gegeneinander ausgekreuzt sind.
2. Wicklung für Transformatoren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Einzelleiter an den Auskreuzungsstellen gegenseitig mit; einer Vielzahl von kammartig angeordneten Stegen (5) durchdringen, wobei äeweils die Stege (5) des einen von den Stegen (5) der anderen Einzelleiters galvanisch getrennt sind.
3. Wicklung für Transformatoren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die höhe der Stege (5) mindestens gleich dem der Anzahl der Sektoren entsprechenden Vielfachen der radialen Stärke der Einzelleiter ist.
4. Wicklung für Transformatoren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Einzelleiter mit einer einzigen, die Windung (3) in zwei gleich große Sektoren teilenden Auskreuzungsstelle vorgesehenr sind.