DE3032315A1 - Spartransformator fuer hohe nennspannung und grosse nennleistung - Google Patents

Description

• Spartransformator für hohe Nennspannung und große
• Nennleistung ~ Die Erfindung betrifft einen Spartransformator für hohe Nennspannung und große tennleistung mit mindestens zwei bewickelten Kernschenkein je Phase aus elektrisch parallel geschalteten Wicklungen.
• Spartransformatoren größter Leistung und für hohe Spannungen werden üblicherweise aus Einzelpolen zu sogenannten Drehstrombänken zusammengeschaltet. Sie dienen dabei praktisch ausschl;.eßlich zur Kupplung von Hochspannungsnetzen mit unterschiedlichen Hochspannungsebenen.
• In diesen Anlagen werden vorteilhafterweise häufig in den außenliegenden Reth3nwicklungen Mitteneingänge als Wicklungsanschluß vorge3ehen, das heißt, die höhere der beiden zu kuppelnden Spannungsebenen ist über Mitteneingänge angeschlossen. Dadurch wird einerseits der Strom auf zwei parallele Wicklungszweige aus Wicklungen mit entsprechend kleinen Leiterquerschnitten verteilt und andererseits die REndisolation der Reihenwicklung gegen die Joche nur fül die Reihenspannung der Parallelwicklung ausgelegt. Dieser Aufbau ermöglicht eine verhältnismäßig kleine BavMöhe des Transformators. In Fig. 1 ist die Prinzipschaltung eines derartigen Spartransformator-Poles dargestell-;. Dieser Spartransformator-Pol ist aus zwei spiegelbi dlich zueinander angeordneten Reihenwicklungen R, einer Parallelwicklung P und einer Tertiärwicklung T um einen nicht näher dargestellten Eisenkern aufgebaut.
• Da sowohl die Gesamthöhe als auch die Gesamtbreite von Transformatoren mit Rücksicht auf die zulässigen Transportabmessungen Beschränkungen unterworfen ist, ist die maximal mögliche Leistung je Transformatorschenkel begrenzt. Bei Überschreitung dieser Grenze werden üblicher~ weise mehrere bewickelte Schenkel an einem magnetischen Kreis vorgesehen. Einander entsprechende Wicklungen auf diesen Schenkeln werden in allen Spannungsebenen parallel geschaltet, wie in Fig. 2 em Beispiel einer dreischenkligen Anlage dargestellt ist. Auch diese Anlage ist aus Reihenwicklungen R, Parallelwicklungen P und Tertiärwicklungen T aufgebeut. An die Klemme U2 ist das Netz mit der höheren und ar die Klemme U1 ist das Netz mit der kleineren BetriebsEpannung angeschlossen. Eine Klemme N an der Parallelwicklung P ist mit einem Nullleiter verbunden. Die Klemrien U3 der Tertiärwicklung T sind mit entsprechenden Klemmen der Tertiärwicklungen T der anderen Phasen verbunden.
• Zweckmäßigerweise erfolgt bei derartigen Anlagen die Parallelschaltung der Mitteneingänge der Reihenwicklungen derart, daß am Mittene:ngang innerhalb der Wicklung in axialer Richtung Platz ür Leitungen vorgesehen ist, die alle derselben Phase zugeordneten Reihenwicklungen parallel schalten. Die Parallelschaltung der restlichen Wicklungsenden erfolgt Ubl.tcherweise durch gegen Erdpotential vollisolierte Leitungen, die vor, neben oder auch über den Jochen des Eisenkers angeordnet sind.
• Derartige Leitungen beanspruchen einschließlich der erforderlichen Abstände gegen Kern und Kessel entsprechenden Raum, so daß mit Rücksicht auf die maximal zulässigen Transportabmessungen in den meisten Fällen die Abmessungen des eigentlichen aktiven Teiles aus Kern und Wicklungen und damit die innerhalb der zulässigen Transportabmessungen unterbriagbare Leistung reduziert Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Leitungen für das Parallelschalten der derselben Phase zugeordneten Wicklungen auf verschiedenen Eisenkernschenkeln so anzuordnen, daß der für den Aktivteil des Transformators innerhalb der zulässigen Transportabmessungen maximal zulässige Raum optimal nutzbar ist, so daß die auf einer vorgegebenen Anzahl von Eisenkernschenkeln installierbare Leistung gegenüber den bei bisher gebräuchlichen Anordnungen erreichbare Leistungen vergrößert ist.
• Diese Aufgabe wird bei seinem Spartransformator erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur Parallelschaltung von Wicklungen auf einander benachbarten Kernschenkeln vorgesehene, Hochspannung führende Verbindungsleiter auf den Stirnseiten der zugehörigen Wicklungen verlegt sind, da3 die Verbindungsleiter in die den Wicklungen axial vorgelagerten Schirmringe einbezogen und entsprechend dünn isoliert sind, daß der Uebergang der Verbindungsleiter zwischen den Wicklungen von benachbarten Kernschenkeln durch den Grund eines der von diesen gebildeten Zwickel erfolgt und daß die Isolation der Verbindungsleiter in den Zwickel als Teil der Randisolation der benachbarten Wicklungen ausgebildet ist.
• Nach zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind symmetrisch zu Mitteneingängen an den Reihenwicklungen an den Wicklungsstirnseiten liegende Wicklungsausgänge über auf den oberen und symmetrisch hierzu auf den unteren Stirnseiten liegende Verbindungsleitungen an eine gemeinsame Stelgleitune angeschlossen, die gleichzeitig über ebenfalls auf den Stirnseiten der Wicklungen verlegte Verbindungsleitungen mit den oberspannungsseitigen Eingängen der Parallelwicklungen verbunden ist. Zur Verwendung als Verbindungsleiter dienen biegeweiche Leiter, z.B. aus lamellierten Leitern, flachgepreßte Seiten oder Drilleitern.
• Die erfindungsgemäße Anordnung der Wicklungsausgänge sowie der zwischen diesen liegenden Verbindungsleiter ist sehr vorteilhaft, denn die Verschaltung der Wicklungen erfordert hierbei faktisch keinen besonderen Raum und darüber hinaus entfällt die Isolierung der Verbindungsleitungen gegen hohe Potentialdifferenzen. Ein weiterer Vorteil liegt in einer sehr guten Kompensation des Stromes in den Wicklungen einerseits und andererseits in den Leitungen.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen Fig. 1 ein Schaltbild eines Spartransformators mit Mitteneingang in der Reihenwicklung, Fig. 2 ein Schaltbild einer Phase eines Spartransformators mit elektrisch parallel geschalteten Wicklungen auf drei Eisenkernschenkel eines Magnetkreises, Fig. 3 eine Draufsicht auf die Wicklungsanordnung einer Schaltung gemäß Fig. 2 mit erfindungsgemäß vorgesehenen Verbindungsleitern bei abgenommenen Eisenkern, Fig. 4 einen Teilschnitt durch ein Ende der Reihenwicklung des Schenkels B aus Fig. 2 und 3.
• Um nicht näher dargestellte Eisenkernschenkel A, B, C sind je eine Tertiärwicklung T, eine Parallelwicklung P und Reihenwicklungen R angeordnet. Auf den in Fig. 3 sichtbaren oberen Wicklungsenden liegen, einbezogen in Schirmringe 10 O Verbindungsleitungen 2, 3 und 4 zum Anschluß der Reihenwicklungen an einen Steigleiter 8 und außerdem Verbindungsleitungen 5, 6 und 7 zum Anschluß der Parallelwicklungen P an den Steigleiter 8. Die Verbindungsleitungen 2 bis 7 sind dabei so angeordnet, daß der Strom in ihnen im gleichen Wickelsinn fließt wie in den jeweils unter ihnen befindlichen Wicklungen. Die üblicherweise als Aucgleichswicklungen dienenden Tertiärwicklungen sind über Verbindungsleitungen 9 ebenfalls parallel geschaltet.
• Die oberspannungssei-;igen Enden der Reihenwicklungen R sind über eine Verbindungsleitung 1 an eine Klemme U2 angeschlossen, die ihrerseits auf nicht dargestellte Art und Weise über eine Durchführung an das Netz angeschlossen ist, das die höhere Betriebsspannung der zu kuppelnden Netze führt. Der Steigleiter 8 ist dagegen über eine Klemme U1 und eine ebenfalls nicht näher dargestellte Hochspannungsdurchführung mit dem die kleinere der beiden Hochspannung führenden Netze verbunden. Klemmen U3 dienen zur Verbindung der Tertiärwicklungen der einen Phase mit denen der jeweils anderen Phasen, wobei die Tertiärwicklungen üblicherweise im Dreieck geschaltet sind.
• Die Stirnseiten, insbesondere der Parallelwicklungen P und der Reihenwicklungen R, sind wie am Beispiel der Reihenwicklung R aus dem Schenkel D in Fig. 4 dargestellt, durch Schirmringe 10 abgedeckt. Die Verbindungsleitungen, im dargestellten Beispiel sind es die Verbindungsleitungen 2 und 3, die auf den Stirnseiten der Wicklungen verlegt sind, sind in diese Schirmringe 10 einbezogen und weisen demzufolge gegenüber der unter ihnen liegenden Wicklungen nur sehr kleine Spannungsunterschiede auf. Durch ihre Anordnung innerhalb der Schirmringe 10 liegen die Verbindungsleitungen 2 bis 7 gleichzeitig unter der jeweils über den Wicklungen angeordneten Hauptisolierung 11, so daß sie weder in axialer noch in radialer Richtung zu einer Vergrößerung der Wicklungsabmessungen führen.
• 4 Figuren 4 Patentansprüche

Claims (4)

1. Patentansrüche 1.JSpartransformator fü hohe Nennspannung und große Nennleistung mit mindestens zwei bewickelten Kernschenkeln je Phase aus elektrisch parallel geschalteten Wicklungen mit Mitteneingang für die höchste der anliegenden Nennspannungen, d a d u r c h g e k e n n -zeichnet, - daß zur Parallelschaltung von Wicklungen (R, P) auf benachbarten Kernsche;ikeln (A, B, .c) vorgesehene, Hochspannung führende Verbindungsleiter (2 bis 7) auf den Stirnseiten der zigehörigen Wicklungen (R, P) verlegt sind, - daß die Verbindungsleiter (2 bis 7) in die den Wicklungen axial vorgelag3rten Schirmringe (10) einbezogen und entsprechend dünn isoliert sind, - daß der uebergang der Verbindungsleiter (2 bis 7) zwischen den Wicklungen von benachbarten Kernschenkeln (A, B, C) durch den Grund eines der von diesen gebildeten Zwickel erfolgt und - daß die Isolation der Verbindungsleiter (2 bis 7) in dem Zwickel als Teil der Randisolation der benachbarten Wicklungen (R, P) ausgebildet ist.
2. 2. Spartransformator nch Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h r e t , daß symmetrisch zu den Mitteneingängen an den Wicklungsstirnseiten liegende Wicklungsausgänge der F.ethenwicklungen (R) über auf den oberen und symmetrisch hierzu auf den unteren Stirnseiten liegende Verbindungsleitungen (2, 3, 4) an eine gemeinsame Steigleitung (8) angeschlossen sind, die gleichzeitig über auf octen Stirnseiten der Parallelwicklungen (P) verlegte Verbindungsleiter (5, 6 und 7) mit den oberspannungsseitigen Eingängen der Parallelwicklung (P) verbunden ist.
3. 3. Spartransformator nach Mispruch 1 und 2, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , das als Verbindungsleiter (2 bis 7) biegeweiche Leiter, beispielsweise aus lamelliertell Einzelleitern, flachgepreßten Seilen oder Drilleitern dienen.
4. 4. Spartransformator nach Anspruch 1 bis 3, d a -d u r c h g e k e n n z e 1 c h n e t , daß der Durchtritt der Verbindungslzitungen (5, 6, 7) der Parallelwicklungen (P) durch die Schirmringe (10) der Reihenwicklungen (R) durch .Qussparungen erfolgt, in denen auch die Verbindungslzitungen (2, 3, 4) für die Reihenwicklungen (R) liegen.