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Wicklungsanordnung, insbesondere für Höchstleistungs- und Höchstspannungs-Einphasentransformatoren
eines Drehstromaggregates Bei- Drehstromtransformatoren für sehr hohe Spannungen
und Leistungen ist man genötigt, mit Rücksicht auf Transportfähigkeit den Transformator
in drei Einphasentransformatoren zu unterteilen.. Besonders wenn der Transformator
im Eisenbahnpröfll Platz finden muß, macht die richtige Unterbringung und Verteilung
der aktiven Materialien sehr große Schwierigkeiten. Die Abstände zwischen den einzelnen
Wicklungen müssen so-Nveit als möglich herabgesetzt werden. Dies und die große Länge
der Wicklungsschenkel bringt es mit sich, daß die einzelnen Wicklungen des Transformators
oft viel stärker miteinander gekoppelt sind, als dies mit Rücksicht auf die Kurzschlußverhältnisse
erwünscht ist. Müssen einzelne Wicklungen, z. B. die so:genannte Kompensationswicklung,
auch unter Kurzschluß schaltbar sein, dann fallen wegen der engen Kopplung die Kurzschlußströme
oft so hoch aus, daß sie durch die üblichen Schalter kaum bewältigt werden können.
Nach einem früheren Vorschlag hat man dadurch eine losere Kopplung für eine beispielsweise
als Kompensationswicklung dienende Tertiärwicklung erzielt, daß man diese ungleichmäßig
auf die Schenkel des Transformators verteilte. Um eine zu starkeErhitzung der Transformatorteile,
insbesondere derTrag und Behälterteile, durch den dadurch bedingten Streufluß zu
vermeiden, hat man eine sogenannte Schubwicklung verwendet, die beispielsweise sämtliche
Schenkel des Einphasentransformators umschließt. Sind nur die Primär- und Sekundärwicklungen,
also die Hauptarbeitswicklungen des Transformators, belastet, die ungleichmäßig
verteilte Tertiärwicklung aber stromlos, dann führt auch die Schubwicklung keinen
Strom. Sobald aber die beispielsweise als Kompensationswicklung dienende Tertiärwicklung
durch Drosseln o. dgl. zwecks Ausgleichung der Netzkapazität belastet wird, führt
im selben Maße auch die Schubwicklung Strom und beheizt durch
ihre
Verluste zusätzlich den Transformator. Ist die. Tertiärwicklung in Dreieck geschaltet,
sind die beiden in Stern geschalteten Arbeitswicklungen voll belastet und tritt
nun ein Erdschluß auf, dann fließt die gesamte Erdschlußleistung durch die Kompensationswicklung,
und im selben Maße ist auch die Schubwicklung belastet. Da nunmehr sämtliche Wicklungen
erhebliche Wärmemengen erzeugen, wird der Transformator so stark erwärmt, daß die
vorhandene Kühleinrichtung nicht mehr die anfallenden Wärmemengen abführen kann,
wenn man nicht von vornherein die Kühleinrichtung für diesen erhöhten Wärmeaustausch
auslegt. Dadurch wird aber die Kühleinrichtung so groß, daß sie den Transformator
erheblich verteuert und seine Transportfähigkeit erschwert oder sogar unmöglich
macht. Meist wird es nicht mehr möglich sein, die Kühleinrichtung am Transformatorfahrzeug
selbst anzubringen. Dieser Mehraufwand für die Kühleinrichtung ist zudem wirtschaftlich
sehr schlecht ausgenutzt, da er nur dem verhältnismäßig seltenen Erdschlußfall dient.
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Die Erfindung vermeidet diese Mängel. Sie setzt eine Wicklungsanordnung,
insbesondere für Höchstspannungs- und Höchstleistungs-Einphasentransformatoren eines
Drehstromaggregats, mit zwei in Stern geschalteten Arbeitswicklungen und einer beispielsweise
drosselbelasteten, in Dreieck geschalteten Kompensationswicklung oder Tertiärwicklung,
die ungleichmäßig auf die Schenkel des Transformators verteilt ist, sowie mit einer
Schubwicklung voraus.
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Erfindungsgemäß ist auf den von der Kompensations- oderTertiärwicklung
freien Schenkelteilen eine in Dreieck geschaltete Hilfswicklung angeordnet, die
dein auf diese Schenkelteile entfallenden Anteil der Erdschlußleistung entsprechend
bemessen ist.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.
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In Fig. i sind i die Eisenkerne der drei Einphasentransformatoren,
die je zwei bewickelte Schenkel haben. Die beiden Arbeitswicklungen :2, 3 sind gleichmäßig
oder je nach dem gewünschten Kopplungsgrad etwas ungleichmäßig auf die beiden Kernschenkel
verteilt. Die Tertiär- oder Kompensationswicklung .l. sitzt nur auf dein einen Wicklungsschenkel,
die Hilfswicklung 5 nur auf dem anderen, doch kann die Tertiärwicklung .I in dem
einen Sinne, die Hilfswicklung 5 in dein entgegengesetzten Sinne auch ungleichmäßig
auf die beiden Schenkel verteilt sein, um mit Rücksicht auf die Kurzschlußverhältnisse
eine genügend lose Kopplung zwischen den Wicklungen 2, 3 einerseits und der Wicklung
d. anderseits zu erhalten. Die Arbeitswicklungen 2, 3 sind in Stern geschaltet.
20, 30 sind die Sternverbindungen, .2 i, 3 1 sind die herausgeführten
Wicklungsenden. Die Konipensationswicklungen d. sind in Dreieck geschaltet und können
beispielsweise durch Drosseln 6 zwecks Ausgleich der -Netzkapazität belastet werden.
Die Hilfswicklung 5, die für verhältnismäßig kleine Spannung ausgelegt sein kann,
ist ebenfalls in Dreieck geschaltet und kann gleichzeitig als steuernder Potentialschirm
dienen. ; sind die Schubwicklungen, die außen um beide Wicklungsschenkel herumgehen
und ebenfalls zur Potentialsteuerung dienen können. Die Wicklung ; ist im Ausführungsbeispiel
für die halbe Erdschlußleistung bemessen, während die Wicklung mit Rücksicht auf
den Kompensationszweck für eine größere Leistung ausgelegt ist.
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Die Erfindung ergibt nun für den gefährlichsten Betriebsfall, nämlich:
für den Erdschluß bei Vollast der Wicklungen 2 und 3,. den Vorteil, daß die Schubwicklung;
praktisch stromlos ist, also nicht durch ihre Verluste zusätzlich den an sich schon
stark belasteten Transformator erhitzt. In diesem Betriebsfall nimmt die Wicklung
.I die eine Hälfte. die Wicklung 5 die andere Hälfte der Erdschlußleistung auf.
Es ergeben sich also vollkommen symmetrische Verhältnisse, bei denen die Schubwicklung;
nach bekannten Gesetzen keinen Strom zu führen braucht. Während man also sonst bei
dem älteren Vorschlag für diesen Betriebsfall einen Mehraufwand an Kühleinrichtung
benötigte, können jetzt diese schwierigen Belastungsverhältnisse durch eine einfache,
gegebenenfalls gleichzeitig noch für Potentialsteuerung geeignete Hilfswicklung
beherrscht werden, deren Unterbringung an sich keine Schwierigkeiten macht, da sie
keine hohen Spannungen zu führen braucht und gegebenenfalls an Stelle der sonst
notwendigen Schirme treten kann. Überraschend ist, daß sich trotz der mit Rücksicht
auf losere Kopplung gewählten unsymmetrischen Anordnung der Kompensationswicklung
d. für den Erdschlußfall vollkommen symmetrische Verhältnisse ergeben.
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Sind die Arbeitswicklungen 2, 3 wie in Fig. 2 nur auf einem Schenkel
des Kerns t angeordnet, dann kann man die Kompensationswicklung .I zwecks Erzielung
einer losen Kopplung auf dem anderen Kernschenkel anbringen. während die Hilfswicklung
5 zusammen mit den Wicklungen 2,3 auf dem gleichen Schenkel sitzt. In diesem
Fall wird die Hilfswicklung 5 für die volle oder nahezu volle Erdschlußleistung
ausgelegt. Die Wicklung .I ist dann von der Erdschlußleistung praktisch entlastet.
Man kann natürlich auch beim Ausführungsbeispiel nach Fig.2 die Wicklung 4 in dem
einen Sinne, die Wicklung
5 in entge#gengesetztem Sinne unsymmetrisch
auf die beiden Schenkel verteilen, je nachdem eine festere oder losere Kopplung
erwünscht ist.