DE723906C

DE723906C - Schutzeinrichtung fuer an eine wellenfuehrende Leitung angeschlossene Wicklungen elektrischer Transformatoren und Drosselspulen

Info

Publication number: DE723906C
Application number: DEA60684D
Authority: DE
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1930-02-10
Filing date: 1931-02-10
Publication date: 1942-08-13
Also published as: FR711871A; US1865273A

Description

Schutzeinrichtung für an eine wellenführende Leitung angeschlossene Wicklungen elektrischer Transformatoren und Drosselspulen Bekanntlich erfolgt bei Auftreten von Wanderwellen in Transformatoren eine große Anzahl von Überschlägen am Nullpunkt (Sternpunkt) durch die Tatsache, daß das Hochspannungssystem infolge der verteilten Kapazitäten und Induktivitäten der Wicklung ein schwingungsfähiges Gebilde darstellt, das die Nullpunktsschwingung hervorruft, wobei der maximale Wert dieser Schwingung den dreibis vierfachen Wert der Wellenspannung auf der Leitung erreichen kann.
Zur Vermeidung des Auftretens derartiger Nullpunktsschwingungen und der damit verbundenen Nullpunktsüberschläge ist es bekannt, zwischen Nullpunkt des zu schützenden Systems und Erde einen Überspannungsableiter vorzusehen. Derartige Ableiter stören aber einerseits eine Erdschlußkompensation während einer Halbwelle, während andererseits bei hochfrequenten Vorgängen auf der Leitung der Nachteil besteht, daß erst ein Wert der Spannung von bestimmter Höhe eintreten muß, bevor der Ableiter in Wirksamkeit tritt.
Zur Vermeidung dieses Nachteiles des überspannungsableiters ist es des weiteren bekannt, den Nullpunkt über eine Kapazität zu erden. Aber :auch die Erdung über einen gewöhnlichen Kondensator ergibt nicht in allen Fällen eine zufriedenstellende Lösung des überaus wichtigen Problems, da der Kondensator, um auch bei langem Rücken der Welle einen ausreichenden Schutz zu gewähren, verhältnismäßig groß und somit teuer gewählt werden muß.
Insbesondere bei Transformatoren oder Drosselspulen, deren Wicklungen eine gesteuerte Spannungsverteilung aufweisen, z. B. wie bei einer Lagenwicklung, ist aber eine derartige Steuerung des Nullpunktes wesentlich. Besonders günstige Verhältnisse werden nun hierbei gemäß der Erfindung dadurch erzielt, daß zwischen dem Nullpunkt des zu schützenden Apparates und Erde eine Parallelschaltung aus Induktivität und Kapazität vorgesehen und die parallel zu der Wicklung des zu schützenden Apparates vorhandene Eigenkapazität C1 und die Kapazität C2 der Nullpunktsverbindung, ferner die Eigeninduktivität L1 und die Induktivität der Nullpunktsverbindung L2 so bemessen werden, daß die Produkte aus der zusammengehörigen Kapazität und Induktivität (C1 # Li bzw. C2 # L2) angenähert gleich groß sind. Zweckmäßig wird man dabei so vorgehen, daß die die Spannungssteuerung der Wicklung bewirkenden Mittel im wesentlichen die Eigenkapazität C, der Wicklungsanordnung bestimmen.
Man erreicht dadurch, daß Schwingungen hoher Amplitude am Nullpunkt gänzlich unterdrückt werden und der Transformator bzw. die Drosselspule, da die inneren Schwingungen durch die Spannungssteuerung der Wicklung unterdrückt sind, somit insgesamt betrachtet schwingungsfrei wird.
Die Erfindung wird im nachstehenden an Hand der Zeichnung noch näher erläutert.
In den Abbildungen sind beispielsweise die Spannungsverhältnisse längs den Windungen eines zu schützenden, geschildeten Transformators dargestellt, und zwar im Anfangs- und im Endzustand sowie bei Auftreten eines Maximums. Die Kurven J stellen die Spannungsverteilung im ersten Augenblick des Auftretens der übersp.annungswelle, die Kurven F die Spannungsverteilung im Endzustand (für einen unendlich langen Wellenrücken) und die Kurven !1'I die Maxima der in den einzelnen Wicklungen auftretenden Spannungsbeanspruchungen gegen Erde dar. 2 i sind die Transformatorwindungen, L der Anschlußpunkt der wellenführenden Leitung, N der Nullpunkt (Sternpunkt) der Wicklung und 2o deren Schirm.
In Abb. i liegt zwischen Nullpunkt !V und Erde eine Impedanz in Form einer Drosselspule 22, während in Abb. 2 an deren Stelle die erfindungsgemäß bemessene Schutzeinrichtung vorgesehen ist. Wie der Abb. i zu entnehmen ist, entstehen, wenn die Spannungsverteilung zu Anfang verschieden von der am Ende sich einstellenden ist. Ausgleichsschwingungen, die einen Ausgleich der Spannung zu ihrem Endwert F darstellen. Die Geschwindigkeit der Änderung ist dabei durch die Zeitkonstante des Stromkreises bedingt. Die Gerade, die die endgültige Spannungsverteilung angibt, dient dabei als Achse der Schwingung, wobei die Amplitude dieser Schwingung in jedem einzelnen Punkt von der -Differenz zwischen dem Anfangs- und dem Endwert der Spannung abhängt. Ist der Nullpunkt über eine Drosselspule geerdet, so ist der Endwert der Spannung am Ende der Wicklung niedriger als die aufgedrückte Spannung, während der maximale Wert der Spannung den Wert der aufgedrückten Spannung um einen bedeutenden Betrag, der von der Höhe des Widerstandes der Nullpunktsverbindung abhängt, überschreitet.
Bei Verwendung der erfindungsgemäßen Schutzeinrichtung fallen jedoch, wie aus Abb.2 hervorgeht, der Anfangs- und der Endwert und das Maximum der Spannungsverteilung zusammen, weil sich bei den erfindungsgemäßen Größenverhältnissen die Schutzeinrichtung in bezug auf Stoßvorgänge nicht von der Wicklung elektrisch unterscheidet und eine homogene Verlängerung der Wicklung über den Sternpunkt hinaus bis zur Erde darstellt. Es ist somit bei Verw-en.-dung der erfindungsgemäßen Schutzeinrichtung möglich, Schwingungen hoher Amplitude am Nullpunkt gänzlich zu verhindern, da der Nullpunkt nunmehr kein ausgezeichneter Punkt des Gebildes mehr ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Schutzeinrichtung für an eine wellenführende Leitung angeschlossene Wicklungen elektrischer Transformatoren und Drosselspulen mit gesteuerter Spannungsverteilung der Wicklungen, bestehend aus der Parallelschaltung einer Induktivität und einer Kapazität zwischen Nullpunkt des zu schützenden Apparates und Erde, dadurch gekennzeichnet, daß die parallel zur Wicklung des zu schützenden Apparates vorhandene Eigenkapazität (Cif, die Kapazität der Nullpunktsverbindung (C2), die Eigeninduktivität (L1; der Wicklung und die Induktivität der Nullpunktsverbindung (L.) so bemessen sind, daß die Produkte aus der zusammengehörigen Kapazität und Induktivität einander annähernd gleich sind.
2. Schutzeinrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die die Spannungssteuerung der Wicklungen bewirkenden Mittel im wesentlichen die Eigenkapazität (C1) der Anordnung bestimmen.