DE599092C

DE599092C - Device to prevent high winding voltages in transformers

Info

Publication number: DE599092C
Application number: DE1930599092D
Authority: DE
Original assignee: Werkzeugmaschinenfabrik Oerlikon Buhrle AG
Current assignee: Rheinmetall Air Defence AG
Priority date: 1930-11-28
Filing date: 1930-12-25
Publication date: 1934-06-25

Description

Einrichtung zur Verhütung von hohen Windungsspannungen bei Transformatoren Bei der Beanspruchung von Transformatorenwicklungen oder anderen Spulen mit Wanderwellen mit steiler Front treten bekanntlich hohe Windungsspannungen auf, die zur Beschädigung der Wicklung führen können. Ein Teil dieser hohen Windungsspannungen ist auf das Einschwingen der Spulenspannungen von der anfänglich nichtlinearen zur linearen Spannungsverteilung längs der Wicklung zurückzuführen. Die nichtlineare Spannungsverteilung längs der Wicklung ist, wie bekannt, aus der Kombination von Eigenkapazität zwischen den Windungen der Spule und der Erdkapazität der Windungen zu erklären. Als Erdkapazität ist dabei die Kapazität gegen die nicht Spannung führenden Teile, wie Kessel, Eisenkern, des Transformators zu betrachten. Auch die Unterspannungswicklung kann in vielen Fällen als erdpotentialführend betrachtet werden.Device to prevent high winding voltages in transformers When transformer windings or other coils are subjected to traveling waves With a steep front, it is known that high winding voltages occur which lead to damage the winding. Some of these high winding voltages are due to the Settling of the coil voltages from the initially non-linear to the linear Attributed to the voltage distribution along the winding. The non-linear stress distribution along the winding is, as is known, from the combination of self-capacitance between Explain the turns of the coil and the earth capacitance of the turns. As earth capacity is the capacity against the non-live parts, such as the boiler, iron core, of the transformer. The low voltage winding can also be used in many Cases are considered to be earth potential.

Es ist nun eine Reihe von Anordnungen bekanntgeworden, bei denen Mittel angewandt werden, um die lineare Spannungsverteilung längs der Wicklung zu erzwingen. Zu diesem Zweck wird die verteilte Kapazität der Spule gegen die der ankommenden Leitung in einem gewissen Grade vergrößert. Dies geschieht meist durch den Einbau von leitenden Flächen. Eine solche Anordnung zeigt Fig. r der schematischen Zeichnung. Darin ist r die ankommende Leitung. Die verteilte Erdkapazität der Wicklung ist durch die Kondensatoren a, die verteilte Windungskapazität durch die Kondensatoren 3 dargestellt. Die Kondensatoren 4 stellen. die verteilte Kapazität gegen den Schirm 5 darr, die die lineare Spannungsverteilung herstellen. Die Anordnung ist symmetrisch und für jede Phase bzw. Säule ausgebildet. 6 stellt die nicht Spannung führenden Teile, also z. B. Eisenkern und Kessel, des Transformators dar. 8 ist der Mittelpunkt der Wicklung und ; eine leitende Verbindung mit dem geerdeten Gestell des Transformators. Bei einem Transformator mit isoliertem Nullpunkt ist diese Verbindung nicht vorhanden, jedoch befindet sich auch dann der Mittelpunkt der Wicklung auf Erdpotential infolge der Leitungskapazitäten bei Normalbetrieb.A number of arrangements have now become known in which means can be used to force the linear voltage distribution along the winding. To this end, the distributed capacitance of the coil is set against that of the incoming Line enlarged to some extent. This is usually done through the installation of conductive surfaces. Such an arrangement is shown in FIG. 1 of the schematic drawing. Here r is the incoming line. The winding's distributed earth capacitance is through the capacitors a, the distributed winding capacitance through the capacitors 3 shown. Set the capacitors 4. the distributed capacitance against the screen 5 darr, which produce the linear stress distribution. The arrangement is symmetrical and designed for each phase or column. 6 represents the non-live Parts, e.g. B. iron core and boiler, the transformer. 8 is the center the winding and; a conductive connection with the earthed frame of the transformer. In the case of a transformer with an isolated neutral point, this connection is not available, however, even then the center point of the winding is at ground potential as a result the line capacities in normal operation.

Diese letztere Anordnung ist jedoch nur wirksam, solange sich der Nullpunkt der Wicklung auf ungefährem Erdpotential befindet. Dies ist jedoch bei einem Erdschluß einer Phasenleitung nicht mehr der Fall. Diesen Fall zeigt Fig. z. Hier geht die günstige Wirkung der Schutzkapazitäten 4 auf dem geerdeten Schenkel verloren, da nun die Kapazitäten 2 und 4 . dieser Phase von demselben Potential gespeist werden. Dadurch wird aber die nicht stationäre Spannungsverteilung längs der Wicklung besonders ungünstig, und es können deshalb noch größere Windspannungen auftreten, als wenn der Transformator ohne Schutzanordnung ausgestattet wäre. Bedenkt man-ferner, daß Erdschlüsse zu den häufigsten überspannungsquellen gehören, so sieht man, daß es wichtig ist, diesen Nachteil der bisher bekannten Schutzanordnung zu beheben.However, this latter arrangement is only effective as long as the The zero point of the winding is at approximate ground potential. However, this is at a ground fault in a phase line is no longer the case. This case is shown in Fig. z. This is where the beneficial effect of the protective capacitances 4 goes on the grounded leg lost there now capacities 2 and 4. this phase of the same Potential to be fed. However, this results in the non-stationary stress distribution particularly unfavorable along the winding, and therefore even greater wind tensions can occur appear as if the transformer were not equipped with a protective device. Consider one also sees that earth faults are one of the most common sources of overvoltage one that it is important to this disadvantage of the previously known protection arrangement remedy.

Dies kann mit der Einrichtung, welche der Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, voll und auf die einfachste Weise erreicht werden.This can be done with the establishment which is the subject of the present Invention is to be achieved fully and in the simplest possible way.

Die Einrichtung gemäß der Erfindung besteht darin, daß die kapazitiven Ströme, welche in den mit den zu schützenden: Wicklungen nicht leitend verbundenen. Teilen des Transformators verlaufen, durch einen weiteren leitenden Schirm dem Mittelpunkt der Wicklung zugeführt werden. Dieser Schirm muß natürlich genau so isoliert sein wie der Mittelpunkt selbst.The device according to the invention is that the capacitive Currents which are not conductively connected to the windings to be protected. Parts of the transformer run through another conductive screen to the center point are fed to the winding. This screen must of course be insulated in the same way like the center itself.

Ein. Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt Fig. 3. g ist der Schutzschirm, der die Kapazitätsströme gegen die geerdeten Teile des Transformators abfängt und dem Mittelpunkt der Wicklung zuführt. Wie man erkennt, wird durch einen Erdschluß einer Phase der Verlauf der Kapazitiv- und Leitungsströme im Gegensatz zu den bisher bekannten Anordnungen nicht geändert.A. Embodiment of the invention is shown in Fig. 3. g is the protective screen, which intercepts the capacitance currents against the earthed parts of the transformer and feeds to the center of the winding. As you can see, it is caused by an earth fault a phase of the course of the capacitive and line currents in contrast to the previous one known arrangements not changed.

Die Fig. 3 betrifft einen einphasigen Transformator mit isoliertem. Mittelpunkt; jedoch läßt sich die neue Anordnung ohne prinzipielle Änderung auch auf drei- und mehrphasige Systeme anwenden.Fig. 3 relates to a single-phase transformer with insulated. Focus; however, the new arrangement can also be used without any fundamental change apply to three- and multi-phase systems.

Claims

PATENT CLAIM: Device to prevent high winding voltages for transformers with high-voltage windings symmetrically distributed on at least two legs, whose non-earthed center has approximately earth potential, and with the Winding beginnings of connected capacitive - protective arrangement in the form of conductive ones Shields, characterized in that in the windings to be protected non-conductive connected parts of the transformer running capacitive currents by another conductive screen, which is just like the center of the winding is insulated, fed to the center of the winding.