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Einrichtung zur trans formatoris c hen E.inst.ell.ng der
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Spannung unter Last Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur transformatorischen
Einstellung der Spannung sowie der Phasenlage zwischen Strom und Spannung in Längs-
und Querrichtung unter Last in Drehstromsystemen, wobei eine in den einzelnen Phasen
zur Einstellung dienende Zusatzspannung ausschließlich von jeweils den beiden anderen
Phasen zugeordneten Einstellwicklungen über Wender urd Stufenschalter abgegriffen
ist.
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Die Lastverteilung ringförmig vermaschter Hochspannungsnetze wird
durch die Konstanten er Leitungen einzelner Netzabschnitte bestimmt. Besteht der
Wunsch, diese Verteilung zu ändern, so kann hierfür eine Anlage zur Längs- und Quereinstellung
eingesetzt werden. Gemäß dem Vorschlag in Ler deutschen Patentar meldung P 27 53
464.1-32 wird hierzu ein Transformatorsatz in das Drehstromsystem eingeschaltet.
In diesem Transformatorsatz wird eine Zusatzspannung erzeugt, deren Strom sich der
Verteilung überlagert und damit eine willkürliche Lastverteilung erzwingt. Die Zusatzspannung
besteht
aus zwei Komponenten. Ihre Längskomponente bewirkt einen infolge der Scheinwiderstände
des lQetzes nahezu um 900 nacheilenden Strom, der sich dem Blindstromanteil im Netz
überlagert. Entsprechend addiert oder subtrahiert sich der durch die Querkomponente
der Zusatzspannung entstehende Strom den Wirkströmen.
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Blindleistungs- und Wirkleistungfluß kennen also dadurch verändert
werden.
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Gemäß der schon vorgeschlagenen Schaltun.g sind die drei Phasen eines
ersten Hochspannungsnetzes über Hochspannungsdurchführungen an die Primärwicklungen
eines Erregertransformators angeschlossen. Zwischen den entsprechenden Phasen des
ersten und eines zweiten Netzes ist im Zusatztransformator eine Reihenwicklung geschaltet.
Die Sekundärwicklungen des Erregertransformators sind als Einstellwicklungen mit
Anzapfungen ausgebildet. Die Erregerwicklungen des Zusatztransformators sind mit
den Einstellwicklungen über sechs Sturenschalter verbunden. Dabei wird in jeder
Phase durch Zusammenfassen von Spannungsteilen der beiden iiideren Phasen mit gleichen
Vorzeichen eine Längs- und durch t7usammenfassung von Spannungsteilen mit entgegengesetzben
Vorzeichen eine Querspannungseinstellung erreicht Der Erregertransformator und der
Zusatztransformator sind jeder für sich aufgrund ihrer Nennleistung so groß, daß
sie im Hinblick auf die höchstzulässigen Transportabmessungen in getrennten Kesseln
untergebracht werden müssen. Aus diesem Grund erforderliche Verbindungsleitungen
zwischen den Einstellwicklungen und den Erregerwicklungen des Zusatztransformators
sind durch einen besonderen ölgefüllten Tunnel geführt. Die Verbindung der Oberspannungsseite
der Primärwicklung des Erregertransformators mit der zugehörigen Reihenwicklung
im
Zusatztransformator erfolgt über je zwei Hochspannungsdurchführungen
von einem Kessel zum anderen.
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Diese Anlage ist für Grenzleistungen, d. h. für größtmögliche Leistungen
ausgelegt. Sie ist dadurch schaltungstechnisch verhältnismäßig aufwendig, weil sie
in Abhängigkeit von der Schaltleistung der technisch bereits realisierten Stufenschalter
ausgelegt ist. Insbesondere dienen diesem Zweck die in besonderen Stromkreisen über
Stufenschalter zusammengefaßten Einstellwicklungen im Erregertransformator und Erregerwicklungen
im Zusatztransformator. Diese Anlage ist durch die Vielzahl der erforderlichen Wicklungen
und Verbindungsleitungen verhältnismäßig aufwendig, so daß ihre Verwendung nur bei
sehr großen Durchgangsleistungen in Frage kommt.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, für eine Einrichtung
der eingangs beschriebenen Art eine Schaltungsvereinfachung, zumindest für Anlagen
mit Nennleistungen wesentlich unterhalb der Grenzleistung, zu schaffen und dabei
die in Stufenschaltern beherrschbaren Schaltleistungen auszunutzen.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer eingangs beschriebenen
Einrichtung dadurch gelöst, daß je Phase koaxial um denselben Eisenkernschenkel
außer einer an Hochspannung liegenden Erregerwicklung lediglich zwei Einstellwicklungen
vorgesehen sind, daß von den Einstellwicklungen jeweils die eine mit der Erregerwicklung
der vorhergehenden Phase und die andere mit der Erregerwicklung der nachfolgenden
Phase elektrisch in Reihe geschaltet ist, daß die so paarweise auch untereinander
in Reihe geschalteten Einstellwicklungen jeweils zwischen den einander entsprechenden
Hochspan-
nungsklemmen einer Phase der Drehstromsysteme liegen und
daß die Zusatzspannung unmittelbar den Einstellwicklungen entnommen ist.
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Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen,
daß zur ReihenscLaltung der Wicklungen an Jeder Einstellwicklung jeweils in einer
Ausleitung ein Wender und ein Stufenschalter vorgesehen ist.
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Nach zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung erfolgt die Reihenschaltung
der Einstellwicklungen untereinander über Stufenschalter und sind die beweglIchen
Kontakte der Wender mit Je einem der Hochspannungsanschlüsse der Drehstromsysteme
verbunden, wobei Mittenkontakte der Wender über Anlenkwlderstände mi einer mittleren
Anzapfung der zugehörigen Einstellwicklung verbunden sind.
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Weitere Ausgestaltungen der Erfindung bestehen darin, daß das Verhältnis
der größtmöglichen Zus2tzstjaYmungen in Längs- und Querrichtung zwischen 1 : 1,5
und , : 2 liegt, daß jeder der Einstellwicklungen ein Überspannungsableiter parallelgeschaltet
ist und daß lm.abhängig von den laststromdurchflossene Primär- und Sekundärwicklungen
darstellenden Erreger- und Einstellwicklungen Je Schenkel eine Tert-.ärwicklung
vorge.-sehen ist, die zur Unterdrückung von Ausgleichsströmen bei ungleicher Verteilung
der Last auf die drei Phasen mit entsprechenden Tertiärwicklur;gen in den anderen
Schenkeln in an sich bekannter Weise im Dreieck geschaltet ist.
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Die erfindungsgemäße Einrichtung ist sehr vorteilhaft, denn sie benötigt
zur Lösung der gestellten Aufgabe wesentlich weniger Wicklungen als in früher beschrie-
benen
Anlagen vorgesehen sind. Infolge der geringeren Anzahl von Wicklungen sind auch
wesentlich weniger Verbindungsleitungen erforderlich und ist je Phase nur ein bewickelter
Kernschenkel und insgesamt nur ein Transformatorkessel erforderlich. Die erfindungsgemäße
Lösung stellt daher für von den Stufenschaltern noch beherrschbare Schaltleistungen
und im Rahmen der größtmöglichen Transportabmessungen bis zu verhältnismäßig großen
Spannungen und Durchgangsleistungen eine wenig aufwendige Lösung dar.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung
näher erläutert.
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Die drei Phasen eines ersten Hochspannungsnetzes sind über Hochspannungsdurchführungen
U1, Vi und W1 an Erregerwicklungen 1, 2 und 3 eines Drehstromtransformators angeschlossen.
Die Niederspannungsenden der Erregerwicklungen 1, 2 und 3 sind in einem Sternpunkt
Mp zusammengeschaltet und geerdet.
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Mit jeder der Erregerwicklungen 1, 2 und 3 sind je zwei von Einstellwicklungen
4 bis 9 durch Zusammenfassen auf einem gemeinsamen Eisenkern magnetisch gekoppelt.
Es ist die Erregerwicklung 1 mit den Einstellwicklungen 4 und 7, die Erregerwicklung
2 mit den Einstellwicklungen 5 und 8 sowie die Erregerwicklung 3 mit den Einstellwicklungen
6 und 9 jeweils durch den gleichen Magnetfluß gekoppelt.
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Abweichend von der magnetischen Kopplung ist Jeweils eine der beiden
Einstellwicklungen jeder Phase mit der Erregerwicklung der vorhergehenden Phase
und die andere der beiden Einstellwicklungen jeder Phase mit der Erregerwicklung
der folgenden Phase elektrisch in Reihe
geschaltet. Demzufolge
bildet die Erregerwicklung 1 eine Reihenschaltung mit den Einstellwicklunge 5 und
9, die Erregerwicklung 2 liegt mit den Einstellwickltmgen 6 und 7 und die Erregerwicklung
3 mit den Einstellwicklungen 4 und 8 in Reihe.
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Dabei erfolgt die Verbindung zwischen den Hochspannungsdurchführungen
U1, V1, W1 mit den Einstellwicklungen 4, 5 und 6 über Hochspannungsklemmen X2, Y2
sowie Z2 und über Wender h in den Ausleitungen der Einstellwicklungen 5, 6 und 4.
In zu Hochspannungsdurchführungen U2, V2 und W2 geführten Ausleitungen der Einstellwicklungen
9, 7 und 8 sind Wender B angeordnet. Sowonl die Wender A als auch die Wender B sind
mit Mittenkontakten ausgerüstet, die über Anlenkwiderstände 12 mit Jeweils einer
mittleren Ausleitung der zugehörigen Einstellwicklung 4 bis 9 verbunden sind.
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Die paarweise Reihenschaltung der Einstellwicklungen 4 bis 9 erfolgt
über Verbindungsleiter 11, deren Enden über Stufenschalter 10 bzw. 13 mit Anzapfungen
der Einstellwicklungen 4 bis 9 verbunden sind.. Entsprechend der oben angegebenen
Reihenschaltung liegen dabei die zusammengefaßten Paare der Einstellwicklungen 4
bis 9 jeweils zwischen den Hochspannungsdurchführungen der Phase, mit deren Erregerwicklung
1, 2 bzw. 3 sie magnetisch nicht gekoppelt sind.
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Zur Vermeidung von Unsymmetrien ist beim Schalten unbedingt zu beachten,
daß die Wender A, die Wender B, die Stufenschalter 10 und die Stufenschalter 13
jeweils in einander entsprechenden Schaltstellungen liegen müssen.
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Zur Unterdrückung von außen aufgebrachter Unsymmetrien ist ein nicht
dargestellter, an sich bekannter Satz von
Tertiärwicklungen vorgesehen,
von denen je eine auf jedem bewickelten Kernschenkel angeordnet ist und die untereinander
im Dreieck geschaltet sind.
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In der dargestellten Schaltstellung liegen die Stufenschalter 17 an
der Anzapfung vier und die Stufenschalter 10 an der Anzapfung dreizehn der ihnen
jeweils zugeordneten Einstellwicklung 4 bis 9. Die Spannung an der Hochspannungsdurchführung
entspricht der an der Erregerwicklung 1 liegenden Spannung. Zur Bildung der Spannung
an der Hochspannungsdurchführung U2 wird der an der Erregerwicklung 1 anliegenden
Spannung die vierfache Stufenspannung aus der Einstellwicklung 5 und die dreizehnfache
Stufenspannung aus der Einstellwicklung 9 vektoriell addiert. Dabei haben im dargestellten
Beispiel alle Vektoren positives Vorzeichen.
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Der nicht dargestellte Eisenkern kann drei- oder fünfschenklig ausgeführt
sein und ist dann zusammen mit den Wicklungen in einem gemeinsamen Ölkessel angeordnet.
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Beim Aufbau der Schaltungsanordnung aus Einphasentransformatoren,
die zu einer Drehstrombank zusammengefaßt sind, sind die Verbindungsleitungen 11
und die Verbindungen Ul-X2, V1-Y2 bzw. W1-Z2 entweder durch besondere ölgefüllte,
die Kessel der einzelnen Transformatoren verbindende Tunnel oder über fIochspannungsdurchführungen
hergestellt.
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7 Patentansprüche 1 Figur