DE3936937A1 - Wicklungsanordnung fuer giessharztransformatoren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Wicklungsanordnung für Trans­ formatoren mit in Gießharz eingegossener Oberspannungs­ wicklung aus je Phase einer Stammwicklung und mindestens einer in Reihe hierzu liegenden, lastlos umschaltbaren Anzapfwicklung und mit als schenkelbreiter Bandwicklung ausgeführter Unter­ spannungswicklung und mit einem mehrschenkligen Eisenkern.

Zur Änderung sowohl der Übersetzung als auch der Phasenlage der Spannungsvektoren, z. B. bei dreischenkligen Transformatoren, dienen üblicherweise zusätzliche Anzapfwicklungen, die jeweils bei ölgekühlten Verteiltransformatoren einer Stamm­ wicklung zu-, ab-, oder gegenschaltbar sind. Bei Transforma­ toren mit Nennleistungen bis etwa 10 MVA erfolgt die Umschal­ tung der Anzapfwicklungen meist im spannungslosen Zustand durch Umsteller. Transformatoren mit größeren Nennleistungen werden überwiegend durch Stufenschalter unter Last eingestellt.

Üblicherweise sind die je einem Schenkel des Eisenkerns zuge­ ordneten Wicklungen als Oberspannungs- und Unterspannungs­ wicklungen konzentrisch übereinander angeordnet, wobei die Unterspannungswicklung meist innen liegt. Bei mit Öl gekühlten Transformatoren hoher Nennleistung liegen die Anzapfwicklungen auf der Oberspannungsseite. Dabei bildet eine Anzapf- oder Stufenwicklung eine eigene Wicklungsröhre, die radial über der als Stammwicklung bezeichneten restlichen Wicklung angeordnet ist. Um die axialen Kurzschlußkräfte in dem gesamten Wicklungsaufbau klein zu halten, werden die Anzapfwicklungen in der axialen Mitte symmetrisch angeordnet.

Bei Transformatoren kleinerer bis mittlerer Leistung, bis etwa 20 MVA, mit gießharzisolierten Wicklungen sind insbesondere zur Phasendrehung und zur Schwenkung die Anzapfwicklungen auf der Unterspannungsseite angeordnet. Dabei sind allerdings wegen der gegenüber der Oberspannungswicklung hohen Stromstärken auf der Unterspannungsseite große Leiterquerschnitte auch bei den Ableitungen der Anzapfwicklungen unvermeidbar. Das erfordert aufwendige und viel Werkstoff benötigende Konstruktionen, um örtliche Erwärmungen auf ein zulässiges Maß zu beschränken. Außerdem ist eine Phasendrehung oder Umkehr der Stromrichtung auf der Unterspannungsseite nur in groben Stufen einstellbar.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei Transfor­ matoren der eingangs genannten Art mit Nennleistungen bis zu etwa 20 MVA eine Anordnung zu schaffen, die mit einfachen Mitteln eine präzise Einstellung der Phasendrehung und/oder eine Umkehr der Stromrichtung ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß auf jedem Schenkel des Eisenkerns die Stammwicklung einer Phase und mindestens eine Anzapfwicklung einer benachbarten Phase axial übereinander angeordnet sind.

Aus der OS-26 40 595 ist auch schon eine Wicklungsanordnung bekannt, bei der die Unterspannungswicklung als schenkelbreite Bandwicklung ausgeführt ist und bei der an den axialen Enden der Oberspannungswicklung Anschlüsse als einfache Anzapfungen der ansonsten durchgehenden Oberspannungswicklung herausge­ führt sind. Allerdings ist diese bekannte Anordnung der An­ zapfwicklungen für eine Phasendrehung nicht geeignet, weil die Anzapfwicklungen mit der Stammwicklung galvanisch verbunden sind.

Eine zweckmäßige Ausgestaltung der Wicklungsanordnung besteht darin, daß die Anzapfwicklungen am räumlichen Wicklungsanfang und/oder Wicklungsende der Stammwicklung angeordnet sind und daß jede Anzapfwicklung für sich der Stammwicklung zu-, ab- oder gegenschaltbar ist.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Wicklungsanordnung bestehen darin, daß die Stammwicklung und jede jeweils demselben Schenkel zugeordnete Anzapfwicklung in einen einzigen Gießharzblock eingegossen sind, oder daß die Stammwicklung und jede Anzapfwicklung in je einem eigenen Gießharzblock eingegossen sind.

Die erfindungsgemäße Wicklungsanordnung hat den Vorteil, daß durch eine Anordnung der Anzapfwicklungen auf der Oberspan­ nungsseite eine Phasendrehung des Spannungsvektors feinstufig einstellbar ist. Die dabei ebenfalls auf der Oberspannungs­ seite liegenden Wicklungsableitungen ermöglichen in einfacher Weise Verknüpfungen der Wicklungsabschnitte durch entsprechend aufgebaute Schaltleisten. Ein ausreichende Isolierung der am selben Schenkel benachbarten Wicklungen unterschiedlicher Phase ist mit geringem technischen Aufwand möglich. Überraschender­ weise ist die Anordnung der Anzapfwicklungen an den axialen Wicklungsenden ohne besondere Beeinträchtigung der Flußver­ teilung möglich, weil die Unterspannungswicklung als schenkel­ breite Bandwicklung ausgeführt ist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand einer Zeich­ nung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 im Ausschnitt eine erfindungsgemäße Wicklungsan­ ordnung auf einem Schenkel mit einer Anzapfwicklung,

Fig. 2 in Sternschaltung eine Wicklungsanordnung zur Phasen­ drehung mit zwei Anzapfwicklungen je Phase und

Fig. 3 in Dreiecksschaltung eine Wicklungsanordnung ent­ sprechend Fig. 2.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Fig. 1 zeigt im Ausschnitt einen Längsschnitt durch eine Wicklungsanordnung 1 auf der Kernfensterseite eines Kern­ schenkels 2. Die Wicklungsanordnung 1 besteht aus einer Unterspannungswicklung 3 und einer mehrteiligen Ober­ spannungswicklung 4. Die Oberspannungswicklung 4 und die Unterspannungswicklung 3 sind jeweils in eine Isolierung 5 aus Gießharz eingegossen und als Wicklungsröhren konzentrisch übereinander angeordnet, wobei die Unterspannungswicklung 3 innen liegt.

Die im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 zweiteilige Oberspannung­ wicklung 4 besteht aus einer Stammwicklung 4a und einer Anzapf­ wicklung 4b, wobei die Anzapfwicklung 4b geometrisch oberhalb der Stammwicklung 4a axial angeordnet ist. Dabei führen die Anzapfwicklung 4b und die Stammwicklung 4a unterschiedliche Phasen.

Die Anzapfwicklung 4b kann auch geometrisch unterhalb der Stammwicklung 4a angeordnet sein. Dabei kann sowohl diese, als auch eine geometrisch oberhalb der Stammwicklung 4a angeordnete Anzapfwicklung 4b in eine eigene Isolierung 5 aus Gießharz eingegossen sein.

Die Ausführung der Oberspannungswicklung 4 als Lagen- oder Spulenwicklung, aus Flach- oder Runddraht oder Folienband hat auf den mit der erfindungsgemäßen Wicklungsanordnung er­ zielten Zweck keinen Einfluß.

Wie in Fig. 1 angedeutet, ist die Unterspannungswicklung 3 als schenkelbreite Bandwicklung ausgeführt, so daß die Anzapfwicklungen 4b auf der Oberspannungsseite ohne das Auf­ treten von axialen Kurzschlußkräften einfach zu-, ab-, oder gegengeschaltet werden können.

Fig. 2 zeigt im Schema eine erfindungsgemäße Wicklungs­ anordnung zur Phasendrehung für im Stern geschaltete Phasen R, S und T. Auf jedem von drei Schenkeln 2 sind konzentrisch, also radial über einer Unterspannungswicklung 3 eine Stamm­ wicklung 4a und am oberen und am unteren Ende jeder Stamm­ wicklung 4a je eine von zwei Anzapfwicklungen 4b angeordnet.

Für eine Phasendrehung sind die Stammwicklungen 4a der unterschiedlichen Phasen R, S und T in der dargestellten Weise jeweils mit zwei Anzapfwicklungen 4b einer benachbarten Phase galvanisch verbunden. Dazu werden Schaltleisten eingesetzt, bei denen leitende Zwischenstücke die Verbindungen der jeweiligen Anschlußpunkte 6 an den Wicklungen 4a und 4b übernehmen.

Zur Umwandlung einer Sternschaltung gemäß Fig. 2 in eine Dreieckschaltung gemäß Fig. 3 werden lediglich die An­ schlußpunkte 6, wie in Fig. 3 gezeigt, in geeigneter Weise galvanisch verbunden. Dabei können die Anschlußpunkte 6 der Anzapfwicklungen 4b und die Gegenanschlüsse an den Schalt­ leisten so ausgebildet sein, daß durch einfaches Umklemmen an allen drei Phasen der Drehstromwicklungsanordnung die Um­ schaltung erfolgt.

Claims (5)

1. Wicklungsanordnung (1) für Transformatoren mit in Gießharz eingegossener Oberspannungswicklung (4) aus je Phase einer Stammwicklung (4a) und mindestens einer in Reihe hierzu liegenden, lastlos umschaltbaren Anzapfwicklung (4b) und mit als schenkelbreiter Bandwicklung ausgeführter Unterspannungs­ wicklung (3) und mit einem mehrschenkligen Eisenkern, dadurch gekennzeichnet, daß auf jedem Schenkel (2) des Eisenkerns die Stammwicklung (4a) einer Phase und mindestens eine Anzapfwicklung (4b) einer benachbarten Phase axial übereinander angeordnet sind.

2. Wicklungsanordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzapfwicklungen (4b) am räumlichen Wicklungsanfang und/oder Wicklungsende der Stamm­ wicklung (4a) angeordnet sind.

3. Wicklungsanordnung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Anzapfwicklung (4b) für sich einer Stammwicklung (4a) zu-, ab- oder gegenschaltbar ist.

4. Wicklungsanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stamm­ wicklung (4a) und jede jeweils demselben Schenkel zugeordnete Anzapfwicklung (4b) in einen einzigen Gießharzblock eingegossen sind.

5. Wicklungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stamm­ wicklung (4a) und jede Anzapfwicklung (4b) in je einem eigenen Gießharzblock eingegossen sind.