DE3237585C2

DE3237585C2 - Anordnung zur Dämpfung von elektrischen Schwingungen in den Hochspannungswicklungen von Transformatoren oder Drosselspulen

Info

Publication number: DE3237585C2
Application number: DE19823237585
Authority: DE
Inventors: Herbert 4050 Mönchengladbach Schulz
Original assignee: Schorch GmbH
Current assignee: Schorch GmbH
Priority date: 1982-10-09
Filing date: 1982-10-09
Publication date: 1985-01-24
Also published as: DE3237585A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Dämpfung von elektrischen Schwingungen in Hochspannungswicklungen von Transformatoren, Drosselspulen und dergleichen, bei denen der Kern von Preßelementen, insbesondere Bandagen, umschlungen ist, die mindestens teilweise aus elektrisch leitfähigem Material bestehen. Mindestens einige der elektrisch leitfähigen, gegen den Kern isolierten Preßelemente sind elektrisch leitend so miteinander verbunden, daß sich die in ihnen induzierten Betriebsspannungen etwa zu Null addieren, jedoch die elektromagnetischen Felder, wie sie bei schwingenden, z. B. durch Schalthandlungen, ausgelösten Beanspruchungen in den Wicklungen eines Transformators auftreten, einen Strom in den Preßelementen und Verbindungsleitungen hervorrufen, der diese Felder aus dem Kern verdrängt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Dämpfung von elektrischen Schwingungen in Hochspannungswicklungen von Transformatoren, Drosselspulen und dergleichen mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Aus der AT-PS 96 657 ist eine Anordnung zur Abdämpfung der dritten Oberwelle im netzfrequenten Last- bzw. Magnetisierungsstrom eines Transformators, wie sie normalerweise durch eine im Dreieck geschaltete dreiphasige Wicklung bewirkt wird, bekannt. Zur Abdämpfung werden die Preß- oder Schutzringe auf den Wicklungsstirnflächen benutzt, wobei maximal zwei Windungen, die gleichsinnig wie bei einer normalen Wicklung geschaltet sind, möglich sind. Diese bekannte Anordnung ist schon wegen der örilichen Lage der Preßringe nicht dazu geeignet, elektromagnetische Felder, wie sie bei hochfrequenten Schwingungsvorgängen auftreten, aus den Kernschenkeln zu verdrängen.

Bei einer anderen bekannten Anordnung gemäß DD-PS 61 052 sind Spannbänder zum Erreichen eines erdnahen Potentials miteinander verbunden. Es handelt sich dabei um eine einzelne offene Windung, die keine Durchflutung zuläßt. Lediglich influenzierte Ladungen

können auf diese Weise zur Erde abgeführt werden.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Erhöhung der Betriebssicherheit der Hochspannungswicklung in Transformatoren, Drosselspulen und dergleichen gegen 5 Oberbeanspruchung durch schwingende Spannungsbeanspruchungen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Dämpfung elektrischer Schwingungen in Transformatoren, Drosselspulen und dergleichen, in denen Hochspannungswicklungen enthalten sind, zu schaffen, die einfach im Aufbau und wirksam in der Funktion ist.

Dämpfungsanordnungen sind in Transformatoren, Drosselspulen und dergleichen mit Hochspannungswicklungen bisher nicht bekanntgeworden. Bekannte Mittel zur Erhöhung der Betriebssicherheit von Transformatoren, Drosselspulen und dergleichen beim Auftreten von schwingenden Spannungen, nämlich die Zuschaltung von Kondensatoren, gegebenenfalls in Reihenschaltung mit Widerständen oder spannungsabhängige Widerstände stellen keine Lösung der gestellten Aufgabe dar, weil an ihnen ebenfalls hohe Spannungen auftreten, denn sie sind unmittelbar an die zu dämpfende Wicklung geschaltet, woraus sich das Erfordernis eines hohen Isolationsaufwandes ableitet Ein wesentlicher Aspekt der zu schaffenden Dämpfungsanordnung ist also, das Auftreten hoher Überspannungen zu vermeiden.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß mindestens einige der elektrisch leitfähigen Preßelemente einzeln oder gruppenweise gegensinnig and Punkte gleichen Potentials untereinander verbunden sind, um durch einen Strom in den Preßelementen und Verbindungsleitungen die elektromagnetischen Felder, wie sie bei fremderzeugten, z. B. durch Schalthandlungen ausgelösten Schwingungsbeanspruchungen auftreten, aus dem Kern zu verdrängen.

Etwa sich durch den betriebsmäßigen Streufluß ergebende Ströme in den gegensinnig geschalteten Bandagen, weil sich die betriebsfrequenten Spannungen nicht ganz zu Null addieren, können auf bekannte Weise, z. B. durch Einschaltung von Kondensatoren, begrenzt werden.

Es muß nicht jedes der um den Kern angeordneten Preßelemente aus elektrisch leitfähigem Material bestehen, vielmehr genügt es, nur diejenigen Preßelemente aus elektrisch leitfähigem Material herzustellen, die zur Dämpfung der Schwingungsbeanspruchungen benötigt

so werden.

Üblicherweise ist jede Kernbandage bis auf eine Isolierstrecke um den Kern elektriich geschlossen. Vorzugsweise benachbarte Preßelemente, wie Bandagen oaer dergleichen, können elektrisch leitend miteinander verbunden werden, wie im einzelnen anhand der Zeichnung weiter unten noch näher erläutert werden wird.

Entscheidende Vorteile der erfindungsgemäßen Dämpfungsanordnung sind, daß auf eine besondere Dämpferwicklung verzichtet werden kann, weil die vorhandenen Preßelemente zur Schwingungsdämpfung herangezogen werden. Die dazu vorzunehmenden schaltungstechnischen Maßnahmen sind verhältnismäßig einfach durchzuführen. Da die wirksame Windungszahl der Dämpfungsanordnung im Verhältnis zu der Windungszahl der zu bedämpfenden Hochspannungswicklung klein ist, wird der auf sie übertragene Spannungsanteil ebenfalls klein. Es treten daher an der Dämpferanordnung keine hohen Spannungen auf, die

einen großen Isolationsaufwand erfordern würden.

Eine Verbindung der Punkte gleichen Potentials wird zur Herstellung eines definierten Potentials der Preßelemente und zur Verminderung der Spannungen gegen Erde geerdet Durch geeignete Einschaltung von Widerständen in die Strombahnen der Preßelemente, in die Verbindungsleitungen oder in die Zuleitungen wird zusätzlich eine Dämpfung erreicht Die Preßelemente selbst können aus einem Material mit erhöhtem elektrischen Widerstand bestehen und zur Optimierung der Wirksamkeit unterschiedliche axiale Abstände haben. Es bedarf lediglich einer entsprechenden Dimensionierung der Widerstände und des Abstands der Preßelemente, um die Gegendurchflutung anzupassen. Dazu werden bevorzugt die Schaltverbindungen axial herausgeführt, so daß sie unterhalb und oberhalb der Wicklungen zugänglich sind. Durch Messung am fertigen Aktivteil können dann optimale Widerstände ermittelt und gegebenenfalls weitere Elemente außen in die Zuleitungen eingeschaltet werden. Dies hat auch Vorteile beim Auswechseln schadhafter Teile.

Im Grenzfall können zwei Preßeiemente, wie Bandagen, ohne nennenswerten Mehraufwand zu einer Gruppe gegensinnig in Reihe geschaltet werden, so daß sich eine große Zahl von Durchflutungsgruppen ergibt. Dadurch wird auch die Güte des Systems für Schwingungen hoher Ordnungszahlen mit verringert. Eine geringe Zahl je Durchflutungsgruppe in Reihe geschalteter Preßelemente vermindert zudem die übertragenen Spannungen bei Stoßspannungsbeaufschlagung der Wicklung. Es können aber die Preßelemente auch gruppenweise zusammengeschaltet sein. Auch weiter voneinander entfernt liegende Preßelemente können unter Wahrung der vorgenannten Gesichtspunkte verbunden werden. Selbstverständlich müssen die Preßelemente gegen den Kern isoliert sein.

Schaltungsbeispiele sind in den F i g. 1 bis 4 dargestellt.

F i g. 1 zeigt eine Schaltungsverbindung, bei der jeweils zwei benachbarte Kernbandagen 1 über Verbindungsleitungen 2, 3, 4 mit zwei weiteren gegensinnig elektrisch leitend verbunden sind. Dabei sind Punkte A, B gleichen Potentials durch Leitungen 6 bzw. 7 miteinander verbunden und einer ist an definiertes Potential gelegt, z. B. wie auch der Kern geerdet.

Die Bandagen sind in gestreckter Form dargestellt, in der Mitte liegt die Isolierstrecke, die in jede elektrisch leitende Bandage eingebaut sein muß, um eine kurzgeschlossene Windung um den Kern zu vermeiden. Die äußeren mit Cbezeichneten Enden muß man als leitend ineinander übergehend betrachten.

Die Stromflußrichtung stellt sich je nach Ordnungszahl und Phasenlage der zu bedämpfenden Schwingung

Fig. 2 zeigt eine Schaltungsanordnung, bei der jeweils vier benachbarte Kernbandagen 1 über die Verbindungsleitungen 2 bis 5 gruppenweise gegensinnig elektrisch leitend verbunden sind. Wäre ein Kernschenkel wie dargestellt mit sechzehn Bandagen ausgerüstet, so wäre diese Schaltung vorzugsweise zur Bedämpfung t>o von Schwingungen bis zur zweiten Eigenform, d. h. einer vollen räumlichen Sinuswelle, geeignet.

Fig. 3 ist ein weiteres Schaltbild für die Kernbandagen. Benachbarte Bandagen sind gegensinnig geschaltet. So erhält man die größte Anzahl von Gruppen.

F i g. 4 zeigt schlieolich die Schaltung zur Bedämpfung vorzugsweise der ersten Eigenform (Halbwelle). Die Bandagen des oberen Kernteils sind gegensinnig zu denen des unteren Teils geschaltet. Man erhält so eine Gruppe.

Aus den Bildern ist zu erkennen, wie die Schaltungen für die verschiedenen Eigenformen vorgenommen werden müssen.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Anordnung zur Dämpfung von elektrischen Schwingungen in Hochspannungswicklungen von Transformatoren, Drosselspulen und dergleichen, bei denen der Kern von Preßelementen, insbesondere Bandagen, umschlungen ist, die mindestens teilweise aus elektrisch leitfähigem Material bestehen, miteinander elektrisch leitend verbunden und gegen den Kern isoliert sind, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einige der elektrisch leitfähigen Preßelemente einzeln oder gruppenweise gegensinnig und Punkte gleichen Potentials untereinander verbunden sind, um durch einen Strom in den Preßelementen und Verbindungsleitungen die elektromagnetischen Felder, wie sie bei fremderzeugten, z. B. durch Schalthandlungen ausgelösten, Schwingungsbeanspruchungen auftreten, aus dem Kern zu verdrängen.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der leitenden Verbindungen geerdet ist

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in die Verbindungsleitungen oder Zuleitungen Widerstände eingeschaltet sind.

4. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Prefi,olemente aus einem Material mit erhöhtem elektrischen Widerstand bestehen.

5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßelemente in unterschiedlichen axialen Abständen angeordnet sind.

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die ^ahl der gegensinnig geschalteten Gruppen der Ordnungszahl der frequenzhöchsten, zu bedämpfenden Schwingung entspricht.