DE559847C - Sparschaltung (Rueckarbeitsschaltung) zur Belastungspruefung von Ein- und Mehrphasentransformatoren - Google Patents

Sparschaltung (Rueckarbeitsschaltung) zur Belastungspruefung von Ein- und Mehrphasentransformatoren

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DE559847C
DE559847C DET36434D DET0036434D DE559847C DE 559847 C DE559847 C DE 559847C DE T36434 D DET36434 D DE T36434D DE T0036434 D DET0036434 D DE T0036434D DE 559847 C DE559847 C DE 559847C
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DE
Germany
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phase
transformers
windings
parts
circuit
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Application number
DET36434D
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Inventor
Mendel Osnos
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Telefunken AG
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Telefunken AG
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F29/00Variable transformers or inductances not covered by group H01F21/00
    • H01F29/02Variable transformers or inductances not covered by group H01F21/00 with tappings on coil or winding; with provision for rearrangement or interconnection of windings

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Ac-Ac Conversion (AREA)

Description

  • Sparschaltung (Rückarbeitsschaltung) zur Belastungsprüfung von Ein- und Mehrphäsentransformatoren Es ist bekannt, Transformatoren dadurch künstlich zu belasten, daß man zwei gleiche Transformatoren primär parallel und sekundär gegeneinander schaltet (s. Abb. z). Durch Änderung der Windungszahl eines Transformators kann man dann einen beliebig großen Primär- und Sekundärstrom einstellen. Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß sowohl der Primär- wie der Sekundärstrom fast reine Blindströme sind und somit die von ihnen verursachten Verluste nicht denjenigen gleich sind, die tatsächlich im normalen Betrieb stattfinden.
  • Die Erfindung besteht nun darin, daß die Transformatorströme nicht nur der Größe, sondern auch der Phase nach regelbar gemacht werden und somit der tatsächliche Betriebszustand des Transformators künstlich hergestellt werden kann.
  • Einige Ausführungsbeispiele sind in der beistehenden Zeichnung angegeben.
  • Nach Abb.2 werden zwei gleiche Transformatoren primär parallel geschaltet; sekundär werden aber nicht Wicklungen einer und derselben Phase gegeneinander geschaltet, sondern von um t2o° gegeneinander verschobene Phasen, also Phase t mit Phase 2', 2 mit 3' und 3 mit i'.
  • Die Phasenverschiebung des Stromes T gegenüber den in den Wicklungen induzierten EMKK ist aus der Abb. 2a ersichtlich.
  • Sind nämlich B A und C B die um r 2o° gegeneinander verschobenen EMKK der Wicklungen z und 2', so ist A C die resultierende EMK. Der Strom 7 ist, wenn der induktive Widerstand co L der Wicklungen gegenüber dem Verlustwiderstand genügend groß ist, nahezu senkrecht auf A C. Somit bildet er mit A B und A C einen Winkel von -I- 30°. Dieser Phasenwinkel entspricht in den meisten Fällen der normalen Belastung.
  • Die Größe des Stromes wird durch regelbare Blindwiderstände L' geändert.
  • In manchen Fällen, insbesondere bei Hochfrequenztransformatoren, kann es zweckmäßig sein, statt Selbstinduktionen Kapazitäten zu verwenden, da letztere meistens viel weniger Verluste haben. In der Abb. 2a ändert sich dadurch die Richtung des Stromes I, was nur eine Vertauschung der Rollen der Wicklungen i, 2' miteinander zur Folge hat.
  • Will man einen anderen Winkel als 30° zwischen Strom und induzierter EMK in den Wicklungen haben, so ist es zweckmäßig (s. Abb.3), parallel zu den Sekundärwicklungen der Transformatoren einen regelbaren Blindwiderstand L" (Selbstinduktion oder Kapazität) zu schalten.
  • Um gleichzeitig die Größe und Phase der Ströme zu regeln, wird man (s. Abb. ¢) regelbare Reihen- und Parallelblindwiderstände (L' und L") verwenden.
  • Werden nur Reihenwiderstände L' verwendet, so sind die Ströme gezwungenerweise in beiden Transformatoren die gleichen. Werden aber auch Parallelwiderstände verwendet (wie z. B. in Abb. q.), so sind die Ströme beider Transformatoren im allgemeinen verschieden. Um nun die Stromgleichheit auch in diesem Falle zu erhalten, wird man daher nicht nur die Widerstände L' und L" an sich, sondern auch die Anschlußpunkte h der Parallelwiderstände an die Reihenwiderstände veränderlich machen (s. Abb. q.) oder bei festen Anschlußpunkten (s. Abb. 5) die Widerstände L' in zwei Teile teilen, von denen der eine Teil auf der einen Seite und der andere Teil auf der anderen Seite der Anschlußpunkte k sich befindet, wobei jeder Teil für sich regelbar ist.
  • Statt lvie bisher die phasenverschobenen Wicklungen des Transformators selbst aufeinander zu schalten, kann man (s. Abb. 6) auf sämtlichen Schenkeln der Transformatoren Hilfswicklungen wh, wlt anbringen und diese Wicklungen in derselben Weise wie früher die Hauptwicklungen phasenverschoben aufeinander schalten, während die Hauptwicklungen in bekannter Weise nach Abb. i geschaltet sind, also i mit 1', 2 mit 2' und 3 mit 3'.
  • Macht man die Windungszahl der Hilfswicklungen veränderlich, so kann man die Ströme nach Größe und Phase beliebig regeln.
  • Die Hilfswicklungen können auch einen festen oder veränderlichen Teil der Hauptwicklungen selbst bilden, so daß man sie im Betrieb in Reihe mit den entsprechenden Hauptwicklungen verwenden kann, mit anderen Worten: statt Hilfswicklungen kann man die Hauptwicklungen mit abschaltbaren Spulen ausführen und diese bei der Belastungsprüfung in derselben Weise verwenden wie die Hauptwicklungen der Abb. 6.
  • Nach der Abb. 7 werden die Hauptwicklungen selbst wiederum in normaler Weise nach Abb. i geschaltet, während zur Regelung der Ströme nach Größe und Phase ein Potentialregler verwendet wird, dessen Primärwicklungezi p, p, p in Reihe mit den Sekundärwicklungen beider Transformatoren und dessen Sekundärwicklungen s, s, s parallel zu den entsprechenden Sekundärwicklungen eines Transformators geschaltet sind.
  • Durch Verstellung der Primär- und Sekundärwicklungen des Potentialreglers gegeneinander können die Größe und Phase der Transformatorströme eingestellt werden.
  • Bei den Schaltungen nach Abb. i bis 7 wurde vorausgesetzt,. daß man zwei Transformatoren zur Verfügung hat. Alle diese Schaltungen gelten aber sinngemäß auch für einen einzigen Transformator, dessen sämtliche Wicklungen in j e zwei im wesentlichen . einander gleiche Gruppen mit genügend großer gegenseitiger Streuung getrennt werden können. Die Schaltungen 2 bis 7 lassen sich sinngemäß auch auf Mehrphasentransformatoren mit anderer Phasenzahl übertragen.
  • Allen diesen Transformatorschaltungen ist eigentümlich, daß man in jeder Phasenwicklung zu ihrer normalen inneren EMK eine phasenverschobene Spannung hinzufügen kann.
  • Nicht so einfach liegen die Verhältnisse bei E,inphasentransformatoren, bei denen eine phasenverschobene Spannung nicht vorhanden ist.
  • Man kann auch in diesem Falle eine beliebige Phasenverschiebung zwischen Strom und Spannung des Transformators erhalten, wenn man z. B. den Winkel, den die Impedanz des Einphasentransformators mit seinem Wirkwiderstand bildet, regelbar macht (der Wirkwiderstand des Transformators bedeutet hier seinen Verlustwiderstand und den etwa zugeschalteten Ohmschen Hilfswiderstand; unter der Impedanz des Transformators wird hier verstanden die resultierende Impedanz aus dem erwähnten Wirkwiderstand und der Reaktanz, die sich aus der Streureaktanz des Transformators und einem zugeschalteten Blindwiderstand zusammensetzt).
  • Man kann aber auch durch eine besondere Hilfsmaschine eine phasenverschobene Spannung erzeugen.
  • Entsprechende Ausführungsbeispiele sind in den Abb. 8 bis 12 dargestellt.
  • Der Einphasentransforinator nach Abb.8 ist ein gewöhnlicher Kerntransformator mit zwei Säulen, auf denen im normalen Betrieb sowohl die primäre Wicklung wl wie auch die sekundäre Wicklung w2 gleichmäßig verteilt sind.
  • Für den Belastungsversuch werden jedoch entweder bei der primären Wicklung ihre beiden auf verschiedenen Kernen angebrachten Teile wi und wi ' oder die genannten Teile bei beiden Wicklungen einander ungleich gemacht, so daß wi = w"" oder (und) w,'= w,", und es werden w1' und wi' zueinander parallel, aber w2 und w2' gegeneinander geschaltet.
  • Dadurch entsteht eine im wesentlichen von der Streuung zwischen w,' und wi' einerseits und w2 und W2" andererseits abhängige EMK, die mit der Netzspannung e im wesentlichen phasengleich oder ihr gegenüber um 180° phasenverschoben ist.
  • Um nun den Winkel zwischen dieser EMK und dem Transförmatorstrom einstellen zu können, wird nach der Erfindung beispielsweise bei der Sekundärwicklung eine gegebenenfalls, regelbare Kapazität C eingeschaltet.
  • Diese Kapazität kann den Gesamtblindwiderstand des zugehörigen Kreises vermindern, aufheben oder umkehren, so daß hierdurch der gewünschte Winkel zwischen der Impedanz und dem Verlustwiderstand dieses Kreises eingestellt werden kann. Dadurch verschiebt sich auch der Transformatorstrom um denselben Winkel gegen die EMK e. Zwecks feinerer Phasenregelung kann man durch einen kleinen regelbaren Wirkwiderstand r auch den resultierenden Wirkwiderstand des Kreises einstellbar machen.
  • Statt in der Sekundärwicklung können C oder r oder auch beide in einer Hälfte der Primärwicklung eingeschaltet werden. Es können aber auch in der Primär- und Sekundärwicklung gleichzeitig regelbare Widerstände eingeschaltet werden (Abb. 9).
  • Die Primärwicklungen können auch in Reihe (z. B. gegeneinander) geschaltet werden (Abb. i o).
  • Statt die Windungszahl verschieden zu machen, kann man eine resultierende EMK in der Sekundärwicklung dadurch erzeugen, daß parallel zu einem Wicklungsteil eine gegebenenfalls regelbare Impedanz z (am besten Blindwiderstand, Kapazität oder Induktanz) geschaltet ist (Abb. i i ).
  • Auch in der Schaltung Abb. 9 können wi = w," und ie,.' = w." gemacht werden, da infolge der Kapazität Cl eine resultierende EMK in der Sekundärwicklung entsteht.
  • In den Fällen, wo die Verwendung von Kondensatoren unzweckmäßig erscheint, z. B. bei \ iederfrequenztransformatoren, kann man eine phasenverschobene Spannung durch eine Mit der Hauptmaschine N71 gekoppelte und gegen sie um einen festen Winkel verstellte. Hilfsmaschine 27, erzeugen (s. Abb. i2).
  • Bei den oben beschriebenen Schaltungen sind die beim Belastungsversuch an die Außenspannung angeschlossenen Wicklungen als primäre und die anderen als sekundäre bezeichnet; sie brauchen aber nicht unbedingt auch beim normalen Betrieb als primäre bzw. sekundäre Wicklungen zu dienen. Vielmehr können die primären und sekundären Wicklungen des normalen Betriebes für die Belastungsprüfung bei geeigneter Prüfspannung auch ihre Rollen vertauschen.

Claims (6)

  1. PATEN TANSI'RiJCllE: i. Sparschaltung (Rückarbeitsschaltung) zur Belastungsprüfung von Ein-und Mehrphasentransformatoren, dadurch gekennzeichnet, daß die Transformatorströme nicht nur der Größe, sondern auch der Phase nach zur Nachbildung der normalen Betriebsverhältnisse einstellbar sind.
  2. 2. Sparschaltung nach Anspruch i für Mehrphasentransformatoren, dadurch gekennzeichnet, daß zwei gleiche Transformatoren (oder zwei Hälften der entsprechenden Wicklung eines einzigen Transformators) primär parallel und sekundär mit je zwei ungleichphasigen Wicklungsteilen gegeneinander (z. B. bei Drehstromtransformatoren die Phase i mit 2', 2 mit 3' und 3 mit i') geschaltet sind.
  3. 3. Sparschaltung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch in Sekundärzweigen eingeschaltete regelbare Reihenblindwiderstände (Abb.2).
  4. Sparschaltung nach Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet durch parallel zu den Sekundärwicklungen der Transformatoren geschaltete regelbare Blindwiderstände (Abb. 3 bis 5).
  5. 5. Sparschaltung nach Anspruch i oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die gewünschte Phasendifferenz zwischen dem Strom- und der Spannung in jedem Sekundärzweig durch Hilfswicklungen der dem betreffenden Zweig fremden Phase erzielt wird (Abb. 6).
  6. 6. Sparschaltung nach Anspruch i oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daB die Regelung der Größe und Phase des Stromes durch einen Potentialregler erfolgt (Abb.7). 7. -Sparschaltung für Einphasentransformatoren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärwicklungen von zwei Transformatoren (oder beim Vorhandensein nur eines einzigen Transformators die auf verschiedenen Säulen angebrachten Teile der Primärwicklung) parallel oder hintereinander an die Außenspannung angeschlossen, ferner die Sekundärwicklungen von zwei Transformatoren (oder beim Vorhandensein nur eines einzigen Transformators die auf verschiedenen Säulen angebrachten Teile der Sekundärwicklung) gegeneinander geschaltet sind, wobei die Einstellung der Stromphase durch in den Sekundärkreis eingeschaltete regelbare Impedanzen (Wirk-und Blindwiderstände, Abb.8 bis ii) oder auch durch eine Zusatzspannung (AII., Abb. 1.2) und der notwendige Betrag der resultierenden inneren Restspannung der gegeneinander geschalteten Sekundärteile durch künstliche Unsymmetrie der primären oder sekundären beiden Teile - z. B. durch eine gewisse Ungleichheit der Windungszahlen dieser Teile oder durch unsymmetrisch eingeschaltete Impedanzen (z. B. C bei Abb. 9 oder Z bei Abb. i i) o. dgl. - erzeugt wird.
DET36434D 1929-02-19 1929-02-19 Sparschaltung (Rueckarbeitsschaltung) zur Belastungspruefung von Ein- und Mehrphasentransformatoren Expired DE559847C (de)

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