DE642368C - Anordnung zur Unterdrueckung der Oberwellen, vorzugsweise der fuenften, im Magnetisierungsstrom eisengesaettigter Dreiphasen-Transformatoren oder -Drosselspulen - Google Patents
Anordnung zur Unterdrueckung der Oberwellen, vorzugsweise der fuenften, im Magnetisierungsstrom eisengesaettigter Dreiphasen-Transformatoren oder -DrosselspulenInfo
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- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
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- H01F27/38—Auxiliary core members; Auxiliary coils or windings
- H01F27/385—Auxiliary core members; Auxiliary coils or windings for reducing harmonics
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Description
Um die Oberwellen im Magnetisierungsstrom,
vorzugsweise die fünfte Oberwelle, von eisengesättigten Dreiphaaen-Transformatoren
oder Dreiphasen-Drosselspulen, die einen oder mehrere zusätzliche Schenkel besitzen oder
aus drei Einphasan-Transformatoren bzw. -Drosselspulen bestehen, ziu !unterdrücken, ist
bereits vorgeschlagen worden, die Größe der durch 3 teilhareji Oberwellen der SchenkelfLüsse
zu beeinflussen. Zu diesem Zweck kann man beispielsweise bei einem Transformator,
der primär in Stern geschaltet ist, eine Dreieckswicklung vorsehen und zur Beeinflussung
der durch 3 teilbaren Oberwellen im Fluß drei gleiche Drosselspülen symmetrisch
auf die einzelnen Phasen der Dreieckswicklung aufteilen, so daß man die Dreieckswicklung noch in gewissen Grenzen für andere
Zwecke belasten kann. In entsprechender
ao Wieise kann man auch bei gesättigten Drosselspulen eine Dreieckswicklung vorsehen.
Gemäß der Erfindung werden die Wicklungen der Drosselspülen, die Zur Beeinflussung
der durch 3 teilbaren Oberwellen im Fluß dienen, auf einen gemeinsamen Eisenkern
aufgebracht, oder die Drosselspulen erhalten je eine Sekundärwicklung, die zueinander
parallel geschaltet sind. Das bietet den Vorteil, daß sich die magnetisierenden Amperewindungen
der Grundwellen der symmeirischen Drehstromanteile von selbst herausheben,
so daß weder eine Vormagnetisierung durch die Gtundwelle des Laststromes noch
'eine nennenswerte Vergrößerung der Streuung ajuftritt.
In der Zeichnung sind Aiusführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
In Fig. ι ist 40 das Hochspannungsnetz, an welches der Dreiphasen-Transformator 41
angeschlossen ist, der aus drei Einphasen-Transformatoren besteht, deren Primärwicklungen
in Stern geschaltet sind. Der Stern-, punkt ist nicht geerdet. Er kann jedoch auch
über einen Widerstand geerdet sein, der den durch 3 teilbaren Oberwellen im Magnetisierungsstrom
einen hohen Widerstand entgegensetzt (Erdung über eine große Drosselspule oder Verwendung von Sperrkreisen oder
-ketten in der Erdverbindung). Die Sekundärwicklungen
des Transformators sind in Dreieck geschaltet, wobei in je eine Phase
der Dreieckswicklung eine Wicklung 42 bzw.
*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben wurden:
. Dr.-Ing. Erich Friedländer in Berlin-Siemensstadt,
43 bzw. 44 eingeschaltet ist. Diese Wicklungen
42, 43 und 44 liegen erfindungsgemäß auf einem gemeinsamen Eisenkern, so daß,,
sich die magnetisierenden AmperewindungeÄ5l
ser der theoretisch erhaltenen Kurve anzuschmiegen, kann man erfindungsgemäß parallel
zur gesättigten Zusatzdrosselspule einen
der Grundwellen des Laststromes aufhebäiÄ sJh
Statt des gemeinsamen Eisenkerns kann man <^ijpndensator legen und vor die Drosselspule
auch drei getrennte Drosselspulen 42, 43 und 44 verwenden, die je eine besondere Sekundärwicklung
«besitzen, die zueinander parallel geschaltet sind, wie es in Fig. 2 dargestellt
ist. Man kann die Zusatzdrosselspulen auch einstellbar machen und sie beispielsweise in
Abhängigkeit von der Primärspannung so regeln, daß bei verschiedener Primärspannung,
also verschiedener Sättigung des Transformators 41, die fünfte Oberwelle im
aufgenommenen Magnetisierungsstrom verschwindet.
Man kann aber auch ohne besondere Ein-Stellvorrichtungen die fünfte Oberwelle im
aufgenommenen Magnetisierungsstrom annähernd oder vollständig unterdrücken, wie sich aus folgendem ergibt: Untersuchungen
haben gezeigt, daß, um die günstigste Unterdrückung der fünften Oberwelle im aufgenommenen
Magnetisierungsstriom au erreichen, zwischen der Induktion B der dritten Oberwelle
und den Amperewindungen der dritten Oberwelle (AW/) bei verschiedener Eisensättigung
ein bestimmter Zusammenhang bestehen muß, wie er für eine bestimmte Eisensorte (normales Transformatiorblech) durch
die Kurve d in Fig. 3 dargestellt ist. (Die Verluste sind dabei vernachlässigt.) Diese
Kurve kann man beispielsweise durch Versuche ermitteln, indem man bei verschiedener
Primärspannung die Zusatzdrosselspulen stets so versteEt, daß die fünfte Oberwelle im
aufgenommenen Magnetisierungsstriom verschwindet, und Phasenspannung und Strom der dritten Oberwelle an bzw. in den Zusatzdrosselspulen
mißt. Aus den Windungszahlen von Primär- und Sekundärwicklung der Drosselspule bzw. des Transformators, dem
Eisenweg, dem Querschnitt, der gemessenen Primärspannung, ,.der Phasenspannung der
dritten Oberwelle und dem Strom der dritten Oberwelle an bzw. in den Zusatzdrosselspulen
kann man nun die Größe der Eisensättigung, den Fluß der dritten Oberwelle bzw. die zugehörige
Induktion und die Amperewindungen der dritten Oberwelle bestimmen. Rechnet man die ermittelten Werte für einen
streuungslosen Transformator um, so erhält man die Kurve d in Fig. 3, wobei man. noch
zu den einzelnen Punkten der Kurvet die
Größe der Eisensättigung angeben kann. Man kann die Kurve auch rechnerisch ermitteln.
Um sich dieser Kurve anzunähern, kann man die Zusatzdrosselspulen mit entsprechender
Eisensättigung ausführen. Um sich noch besweitere Drosselspule. Das Ersatzschema
E' Belastung einer Phase der Dreieckswick-
■ · lung ist in Fig. 4 dargestellt, in der L2 die
eisengesättigte Zusatzdrosselspule ist, welche eine Charakteristik besitzt, wie sie die Kurve a
in Fig. 3 zeigt. Us ist die Spannung der dritten
Oberwelle. L1 ist eine Luftdrosselspule, deren Charakteristik die Gerade b wiedergibt.
Die resultierende Charakteristik ist die Kurve ab. Schaltet man noch eine Kapazitat
C (Charakteristik c) parallel zur gesättigten Drosselspule, so erhält man als resultierende
Kurve der Blindstromaufnahme dieses Gebildes die gestrichelte Kurve e in Fig. 3,
die sich sehr gut der Kurve d anschmiegt. Die Charakteristiken der Drosselspulen und des
Kondensators, welche die Beziehung zwischen Spannung und Strom angeben, sind auf den
Maßstab der Kurve*/ umzurechnen. Man kann
dies leicht durchführen, da beispielsweise zwisehen der Spannung am Kondensator und
dem Fluß bzw. der Induktion der dritten Oberwelle in dem Transformator 41 und zwischen
dem Strom im Kondensator und den Amperewindungen der dritten Oberwelle des Transformators 41 ein eindeutiger Zusammenhang
besteht. Aus den Charakteristiken kann man die Größe der Drosselspulen und des Kondensators bestimmen, wobei zu berücksichtigen
ist, daß die Streuung der Dreieckswicklung mit in die Größe der ungesättigten Drosselspule L1 (Luftdrosselspule oder ungesättigte
Eisendrosselspule) einzubeziehen ist. Durch entsprechende Wahl der Größe der Streuung kann man auch eine besondere
Drosselspule L1 entbehrlich machen. Statt zu jeder der Wicklungen 42, 43 'und 44 einen
Kondensator parallel zu schalten, kann man entweder auf dem gemeinsamen Eisenkern
eine zusätzliche Wicklung aufbringen und diese durch einen Kondensator belasten oder
die zueinander parallel geschalteten Sekundärwicklungen der Einzeldrosselspulen kapazitiv
belasten, wie die Ausführungsbeispiele der Fig. 1 und 2 zeigen.
Statt einer Luftdrosselspule L1 kann man
auch eine Eisendrosselspule mit einem anderen Sättigungswert als den der Drosselspule
L2 verwenden. Man kann dadurch erreichen, daß auch bei einer anderen Gestalt
der Kurvet, die von der Eisensorte abhängig ist, eine gute Annäherung der Blindstromcharakteristik
der Anordnung nach Fig. 4 an die Kurvet der Fig. 3 erzielt wird.
Die Anordnungen nach den Fig. 1 und 2 können auch bei bereits in Betrieb befindlichen
Transformatoren nachträglich einge-
baut werden. Bei den Anordnungen nach den Fig. ι und 2 ist es nicht mehr nötig, den gesättigten
Transformator 41 unbedingt in Sternschaltung
Zu speisen, da er sich in Dreiecksschaltung ebenso verhält; d. h. um bei einem
primär in Dreieck geschalteten Transformator die fünfte Oberwelle zu unterdrücken, kann
man symmetrisch auf die einzelnen Phasen der Dreieckswicklung Drosselspülen aufteilen,
to die einen gemeinsamen Eisenkern besitzen, oder drei EinzeldrOsselspulen verwenden, die
besondere zueinander parallel geschaltete Sekundärwicklungen besitzen, so daß sich
die magnetisierenden Amperewindungen der Grundwelle des Laststromes aufheben. Ein
Ausführungsbeispiel hierfür bei eimer in Dreieck geschalteten gesättigten Drosselspule 45
zeigt Fig. 5. Diese Anordnung läßt sich auch für einen Transformator mit primär in Dreieck
geschalteter Wicklung verwenden, dessen Sekundärwicklung, an die die Verbraucher
angeschlossen sind, in Stern geschaltet ist. Soll auch die Sekundärwicklung in Dreieck
geschaltet werden, so kann man sie ähnlich
wie die Primärwicklung durch Drosselspulen belasten. Die Größe der sowohl primär als
auch sekundär einzuschaltenden Drosselspulen ist dann so zu bemessen, daß die Oberwellen
wieder unterdrückt werden.
Da mit wachsender Eisensättigung nicht nur an Eisen-, sondern auch an Kupfergewicht
von Transformatoren und Drosselspulen gespart werden kann, ist es vorteilhaft, den Transformator bzw. die Drosselspule
mit sehr hoher Sättigung auszuführen und den Magnetisierungsstrom durch einen
Kondensator zu liefern. Zweckmäßig wird dann der Kondensator im Ölkessel des Transformators,
eingebaut.
Die Drosselspule nach der Erfindung kann beispielsweise für die Kompensation langer
Fernleitungen, insbesondere in Verbindung mit parallel geschalteten Kondensatoren, verwendet
werden.
Claims (2)
1. Anordnung zur Unterdrückung der Oberwellen, vorzugsweise der fünften,
im Magnetisierungsstrom eisengesättigter Dreiphasen-Transformatoren oder -Drosselspulen
durch Beeinflussung der dritten Oberwellen im Fluß mit Hilfe von symmetrisch auf die einzelnen Phasen einer
Dreieckswicklung aufgeteilten Drosselspulen, die vorzugsweise so bemessen sind, daß sie bei der günstigsten Spannung
gesättigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die drei Drosselspulen einen gemeinsamen
Rückschlußweg besitzen oder daß die Drosselspulen je eine Sekundärwicklung besitzen, die zueinander parallel geschaltet
sind.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß zur Verbesserung der Unterdrückung der fünften Stromoberwelle bei wechselnder Primärspannung
parallel zu den gesättigten Zusatzdrosselspulen ein Kondensator und gegebenenfalls
vor die Drosselspule eine weitere Drosselspule mit anderer Charakteristik geschaltet ist.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
8BRLtN. GfeDttÜCKT IN Öfeft
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DES101409D DE642368C (de) | 1931-10-15 | 1931-10-15 | Anordnung zur Unterdrueckung der Oberwellen, vorzugsweise der fuenften, im Magnetisierungsstrom eisengesaettigter Dreiphasen-Transformatoren oder -Drosselspulen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DES101409D DE642368C (de) | 1931-10-15 | 1931-10-15 | Anordnung zur Unterdrueckung der Oberwellen, vorzugsweise der fuenften, im Magnetisierungsstrom eisengesaettigter Dreiphasen-Transformatoren oder -Drosselspulen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE642368C true DE642368C (de) | 1937-03-02 |
Family
ID=7523737
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DES101409D Expired DE642368C (de) | 1931-10-15 | 1931-10-15 | Anordnung zur Unterdrueckung der Oberwellen, vorzugsweise der fuenften, im Magnetisierungsstrom eisengesaettigter Dreiphasen-Transformatoren oder -Drosselspulen |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE642368C (de) |
-
1931
- 1931-10-15 DE DES101409D patent/DE642368C/de not_active Expired
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