DE2728904A1

DE2728904A1 - Transformator mit grossem streukanal und grossem streuflussanteil

Info

Publication number: DE2728904A1
Application number: DE19772728904
Authority: DE
Inventors: Karl Bartl; Mohammed Ali Dr El-Mahgary; Helmut Dipl Ing Feyertag
Original assignee: Transformatoren Union AG
Current assignee: Transformatoren Union AG
Priority date: 1977-06-27
Filing date: 1977-06-27
Publication date: 1979-01-04
Also published as: JPS5410919A

Description

Transformator nit großen Streukanal und großem Streuflußanteil
Die Erfindung betrifft die Weiterentwicklung eines Transformators iit großer Streukanal und großem Streuflußanteil, bei dem die Kurzschlußspannung etwa gleich der Nennspannung ist.
Derartige Streutransformatoren werdcneingesetzt, wenn aus betrieblichen GrUnden hohe Kurzschlußreaktanzen erforderlich sind.
Dies gilt beispielsweise für sogenannte Streutransformatoren, die in Stahlwerkenden den Ofenheizstrom abgebenden Ofentransformatoren vorgeschaltet sind. Diese Streutransformatoren sind sekundärseitig durch Thyristoren in Phasenanschnittsteuerung kurzschließbar und hinsichtlich ihrer Blindstromaufnahme so gesteuert, daß Rückwirkungen auf die Spannung des Versorgungsnetzes auch bei stark schwankendem Ofenheizstrom unterdrUckt sind. Bekannt sind Streutransformatoren, die in ihrem Aufbau normalen Leistungstransformatoren gleichen und infolge eines verhältnismäßig kräftigen radial aus der Wicklung austretenden Streufeldanteiles mit großen Zusatzverlusten arbeiten.
Diese Lösung ist insbesondere im Hinblick auf Werkstoffaufwand und Raumbedarf verhältnismäßig aufwendig.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde fUr einen Tren=-formator iit hoher Kurzsch@@ßreaktanz eine rauisparende und wirtschaftliche Lösung unter Einbeziehung möglichst vieler der ohnehin erforderlichen Bauteile anzugeben und darUber hinaus den Transformator so auszubilden, daß die auftretenden Zusatzverluste klein sind und trotzdem auf die zusätzliche in Reihe geschaltete Drosselspule verzichtet werden kann.
Erfindungsgeinäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß zur Erhöhung des Rogowskifaktors unmittelbar vor den Stirnseiten der Wicklungen zusätzlich zu den betriebsmäßig erforderlichen Haupt-Jochen ebenfalls aus lamellierten Blechen geschichtete Streu-Joche angeordnet sind, die die Stirnseiten der Wicklungen einschließlich des Streukanals über deren ganzen Durchmesser abdecken, wobei die Streujoche einerseits Uber die Stirnseiten der Wicklungen den Streufluß auf sich ziehen und andererseits mit den Hauptjochen in enger räumlicher Verbindung stehen, und daß die Induktion in den Streujochen bei Nennspannung unterhalb der Sättigungsinduktion liegt.
Dabei dienen vorteilhafterweise zur axialen Pressung der Wicklungen vorgesehene Druckringe gleichzeitig als Streujoche, die als Bandwi(kelkern mit einem radialen Luftspalt ausgeführt sind.
Nach einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung sind die Streu- und die Hauptjoche lediglich auf der der Wicklung abgewendeten Seite abgestuft.
Bei Transformatoren mit besonderen flückschluf3schenkeln ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung der kleinste Abstand zwischen einem Rückschlußschenkel und der benachbarten Wicklung größer, als die Summe der Abstiinde zwischen einem Streujoch und den zugehörigen Wicklungen, sowie dem zugehörigen Hauptoch.
Dabei sind die besonderen Rück chlußschenkel nur auf der der benachbarten Wicklung zugekeh@ten Seite abgestuft.
Zur Erhöhung der erfindungsgemäßen Wirksamkeit der Streujoche sind zur Überbrückung von @ tischen den Streu- und den Hauptjochen vorhandenen Luftsp @@n zusätzliche Streubrückenstücke vorgesehen.
Die erfindungsgemäße Anordnung von zusätzlichen Streujochen ist bei Transformatoren mit hohem Streufeldanteil sehr vorteilhaft, weil der Streufeldverlauf innerhalb der Wicklung mit verhältnismäßig einfachen und wenig aufwendigen Mitteln so beeinflußt ist, daß die Kurzschlußreaktanz erhöht ist, die Wirbelstromverluste und die Kurzschlußkräfte in der axiale Richtung reduziert sind und wobei außerdem die Stromverteilung über Wicklungsparallelzweige vergleichmäßigt ist.
Anhand einer Zeichnung werden vier Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Figur 1 bis 3 zeigen in Vorderansicht, Vertikalschnitt und Draufsicht einen Streutransformator mit verbreiterten Rückschlußschenkeln, Figur 4 ist die Draufsicht auf eine Anordnung mit gesondertem Streurahmen, Figur 5 ist die Draufsicht auf eine Anordnung mit als Streu-Jochen ausgebildeten Druckringen und Figur 6 und 7 zeigen in Vertikalschnitt und Draufsicht einen dreiphasigen Streutrans Yorinatnr mit als Streujochen ausgebildeten Druckringen.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Um einen Kernschenkel 10 sind in sn sich bekannter Weise Wicklungen 1 angeordnet,die einen nls Streukanal 2 wirkenden Ringspalt umfassen. Die axialen Wi@klungspreßkräfte werden in üblicher Weise über Druckringe 3 au' die Wicklung 1 übertragen.
Vor den Stirnseiten der Kernschenkel 10 sind Hauptjoche 4 angeordnet, deren freie Enden über Rückschlußschenkel 7 miteinander verbunden sind, so daß sic@ zwei parallelgeschaltete Kreise für den magnetischen Fluß ergeben, die sich im Kernschenkel 10 tangieren. Um den seitlich radial aus den Wicklungen austretenden Streuflußanteil zu verringern, sind vor den Stirnseiten der Wicklungen @ und seitlich der Hauptjoche 4 zusätzliche Streujoche 5 angeordnet, die ins@esondere den Streukanal 2 ganz überdecken.
Bei der Ausführung gemäß den Figuren 1 bis 3 liegen die freien Enden der Streujoche 5 auf den verbreitert ausgeführten Rückschlußschenkeln 7. Zur Erhöhung der Wirksamkeit der Streujoche 5 werden die Rückschlußschenkel @ auf ihrer den Wicklungen 1 zugekehrten Seite abgestuft und werden die Hauptjoche 4 auf ihrer den Wicklungsstirnseiten abgewendeten Seite abgestuft. Darüberhinaus ist es zweckmäßig in an sich bekannte. Weise den Abstand sowohl vom Hauptjoch 4 zur Wicklung @ als au@@ vom Streujoch 5 zur Wicklung 1 so klein wie möglich zu halten.
Figur 4 zeigt eine Anordnung mit normal ausgeführten P@ckschlußschenkel@ 7, wobei die Enden der Streujoche @ durch parallel zu den Rücksch@@ßsch@nkeln 7 verlaufen@@ @@@@@@ a@r@@@schlußschenkel 11 miteinander verbunden sind. Dabei ka@@ es @a Sonderfällen vorteilhaft sein, die Rückschlußs@@e@@@@@ stellenweise über Streubrückenstücke 8 mit den Streufl@ßrücks@@@@@schenkeln 1@ zu verbinden.
Figur 5 zeigt eine @ösung, bei der die Druck@inge 3 als Bandwickelkerne aus Transformatorblech ausgefährt sind und gleichzeitig als Streujoche 5 dienen. Um die En@s@ehung einer Kurzschlußwindung zu verhindern, sind diese Bandwickelkerne in an sich bekannter Weise mit einem isolierstoffgefüllten, radialen Luftspalt 6 versehen. Die radialen Luftspalte 6 sind in Streujochen 5 über Wicklungen 1 auf @i@telschenkeln vorzugsweise im rechten Winkel zum Hauptjoch 4 und in @@reujochen 5 über Wicklungen auf Endschenkeln vorzugsweise in der Verlängerung der Hauptjoche 4 angeordnet.
Die Figuren 6 und 7 zeige@ nen dreiphasigen Streutransformator, bei dem die Wicklung 1 auf @@e drei Kernschenkel 10 eines in üblicher Weise hergestellten Dreischenkelkerns verteilt sind.
Wie bei der ordnung KemäS Figur 5 sind auch in diesem Fall die Druckringe als Bandwickelkerne mit einem radialen Luftspalt 6 hergestellt und dienen als Streujoche 5.
Die erfindungsgemäße Anordnung von Streujochen 5 ist im Bedarfsfall auch bei Fünfschenkelkernen möglich 7 Patentansprüche 7 Figuren

Claims

Patentansprüche: 1. Transformator mit großem Streukanal und großem Streuflußanteil bei dem die Kurzschlußspannung etwa gleich der Nennspannung ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß zur Erhöhung des Rogowskifaktors unmittelbar vor den Stirnseiten der Wicklungen (1) zusätzlich zu den betriebsmäßig erforderlichen Hauptjochen (4), ebenfalls aus lamellierten Blechen geschichtete Streujoche (5) angeordnet sind, die die atirnseiten der Wicklungen einschließlich des Streukanals abdecken, wobei die Streujoche (5) einerseits silber die Stirnseiten der Wicklungen (1) den Streufluß auf sich ziehen und @ndererseits lit den Hauptjochen (4) in enger räumlicher Verbindung stehen und daß die Induktion in den Streujochen (5) bei Nennspannung unterhalb der Sättigungsinduktion Liegt 2. Transformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur axialen Pressung der Wicklungen (1) vorgesehene Druckringe gleichzeitig als Streujoche (5) dienen, die als Bandwickelkern mit einem rsdialen Luftspalt (6) ausgefilhrt sind.

3. Transformator nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß Streu- (5) und Hauptjoche (4) lediglich auf der der Wicklung (1) abgewendeten Seite abgestuft sind.

4. Transformator nach Anspruch 1 bis 3 mit besonderen RUckschlußschenkeln, dadurch gekennzeichnet, daß der kleinste Abstand zwischen einem Rückschlußschenkel (7) und der benachbarten Wicklung (1) größer ist als die Summe der Abstände zwischen einen Streujoch (5) und den zugehörigen Wicklungen (1) sowie dem zugehörigen Hauptjoch (').

5. Transformator nach Anspi ch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß besondere Rückschlußschenkel (7) nur auf der der benachbarten Wicklung (1) zugekehrten Seite abgestuft sind.

6. Transformator nach Anspruch 1 und @ bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Streujoche (5) parallel zu den Rückschlußs@henkeln (7) durch Stieurückschlußschenkel (9) so verbunden sind, daß zusätzlich zum Haupteisenkreis in sich geschlossene Streurahmen für den Streu@@uß gebildet sind.

7. Transformator nach Anspruch 1 und 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Überbrückung von zwischen den Streu-(5) und den Hauptjochen (4) vorhandenen Luftspalten zusätzliche Streubrückenstücke (8) vorgesehen sind.