DE2904470C2 - Einrichtung zur transformatorischen Einstellung der Spannung unter Last - Google Patents

Description

so daß ihre Verwendung nur bei sehr großen Durchgangsleistungen in Frage kommt

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.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Einrichtung gemäß dem kennzeichnenden Teil des ι ο Anspruches 1 gelöst Dabei ermöglicht die Reihenschaltung jeder der Erregerwicklungen mit jeweils von den den anderen Phasen zugeordneten Einstellwicklungen die Bildung der Zusatzspannung direkt in den Einstellwicklungen selbst

Vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die erfindundungsgemäße Einrichtung ist sehr vorteilhaft denn sie benötigt zur Lösung der gestellten Aufgabe wesentlich weniger Wicklungen als in früher beschriebenen 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

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert.

Die drei Phasen eines ersten Hochspannungsnetzes sind über Hochspannungsdurchführungen Ui, Vi und Wl an Erregerwicklungen 1, 2 und 3 eines Drehstromtransformators angeschlossen. Die Niederspannungsenden der Erregerwicklungen 1, 2 und 3 sind in einem Sternpunkt M_p zusammengeschaltet und geerdet.

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.

Abweichend von der magnetischen Kupplung 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 bilde« die Erregerwicklung 1 eine Reihenschaltung mit den Einstellwicklungen 5 und 9, die Erregerwicklung 2 liegt mit den Einstellwicklungen 6 und 7 und die Erregerwicklung 3 mit den Einstellwicklungen 4 und 8 in Reihe.

Dabei erfolgt die Verbindung zwischen den Hochspannungsdurchführungen Ui, Vl, Wi mit den Einstellwicklungen 4,5 und 6 über Hochspannungsklemmen X2, YT. sowie ZI und über Wender A in den Ausleitungen der Einstellwicklungen 5, 6 und 4. In zu Hochspannungsdurchführungen i/2, V2 und W2 geführten Ausleitungen der Einstellwicklungen 9,7 und 8 sind Wender B angeordnet Sowohl 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.

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.

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.

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.

In der dargestellten Schaltstellung liegen die Stufenschalter 13 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 Ό 2 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.

Der nicht dargestellte Eisenkern kann drei- oder fünfschenklig ausgeführt sein und ist dann zusammen mit den Wicklungen in einem gemeinsamen ölkessel angeordnet. Beim Aufbau der Schaltungsanordnung aus Einphasentransformatoren, die zu einer Drehstrombank zusammengefaßt sind, sind die Verbindungsleitungen 11 und die Verbindungen Ui-X2, Vi-Y 2 bzw. IV1 — Z 2 entweder durch besondere ölgefüllte, die Kessel der einzelnen Transformatoren verbindende Tunnel oder über Hochspannungsdurchführungen hergestellt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. 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 Stufenschalter abgegriffen ist, und wobei je Phase koaxial um denselben Eisenkernschenkel außer einer an Hochspannung liegenden Erregerwicklung eine Einstellwicklung vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet,

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a) daß je Phase zusätzlich eine zweite Einstellwicklung vorgesehen ist,

b) daß von den Einstellwicklungen (4 bis 9) jeweils die eine (4,5,6) mit der Erregerwicklung (1,2,3) der vorhergehenden Phase und die andere (7,8,20 9) mit der Erregergwicklung (1, 2, 3) der nachfolgenden Phase elektrisch in Reihe geschaltet ist,

c) daß die so paarweise auch untereinander in Reihe geschalteten Einstellwicklungen (4 bis 9) jeweils zwischen den einander entsprechenden Hochspannungsklemmen (Ui und Lf 2, Vi und V2, Wi und W2) einer Phase der Drehstromsysteme liegen.

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2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Reihenschaltung der Wicklungen an jeder Einstellwicklung (4 bis 9) jeweils in einer Ausleitung ein Wender (A bzw. B) und in der anderen Ausleitung ein Stufenschalter (10, 13) vorgesehen ist

3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Reihenschaltung der Einstellwicklungen (4 bis 9) untereinander über Stufenschalter (10, 13) erfolgt und die beweglichen Kontakte der Wender (A bzw. B) mit je einem der Hochspannungsanschlüsse (UX, Vi, Wi bzw. (72, V2, W2) der Drehstromsysteme verbunden sind.

4. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Mittenkontakte der Wender (A, B) über Anlenkwiderstände (12) mit einer mittleren Anzapfung der zugehörigen Einstellwicklung (4 bis 9) verbunden sind.

5. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der größtmöglichen Zusatzspannungen in Längs- und Querrichtung zwischen 1 :1,5 und 1 :2 liegt.

6. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Einstellwicklungen (4 bis 9) ein Überspannungsableiter parallelgeschaltet ist.

7. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß unabhängig von den laststromdurchflossene Primär- und Sekundärwicklungen darstellenden Erreger- (1, 2, 3) und Einstellwicklungen (4 bis 9) je Schenkel eine Tertiärwicklung vorgesehen ist, die zur Unterdrückung von Ausgleichsströmen bei ungleicher Verteilung der Last auf die drei Phasen mit entsprechenden Tertiärwicklungen in den anderen Schenkeln in an sich bekannter Weise im Dreieck geschaltet ist.

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur transformatorischen Einstellung der Spannung sowie der Phasenlage zwischen Strom und Spannung in Längsund Querrichtung unter Last in Drehstromsystemen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die Lastverteilung ringförmig vermaschter Hochspannungsnetze wird durch die Konstanten der Leitungen einzelner Netzabschnitte bestimmt Besteht der Wunsch, diese Verteilung zu ändern, so kann hierfür eine Anlage zur Längs- und Quereinstellung eingesetzt werden. Gemäß dem Trafo-Brief 31, einer Informationsschrift der Transformatoren Union AG vom September 1978, 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 Netzes nahezu um 90° nacheilenden Strom, der sich dem Blindstromanteil im Netz überlagert Entsprechend addiert oder subtrahiert sich der durch die Querkomponente der Zusatzspannung entstehende Strom den Wirkströmen. Blindleistungs- und Wirkleistungsfluß können also dadurch verändert werden.

Gemäß der hierzu angegebenen Schaltung 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 und mit den als Erregerwicklungen eingesetzten Primärwicklungen koaxial um dieselben Eisenkernschenkel angeordnet. Die Erregerwicklungen des Zusatztransformators sind mit den Einstellwicklungen über sechs Stufenschalter verbunden. Dabei wird in jeder Phase durch Zusammenfassen von aus den Einstellwicklungen abgegriffenen Spannungsteilen der beiden anderen Phasen mit gleichen Vorzeichen eine Längs- und durch Zusammenfassung von Spannungsteilen mit entgegengesetzten 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.

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,