DE758358C

DE758358C - Spannungsabhaengige Drehstromdrossel

Info

Publication number: DE758358C
Application number: DEA86055D
Authority: DE
Inventors: Werner Dr-Ing Kraemer
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1938-03-06
Filing date: 1938-03-06
Publication date: 1954-04-22

Description

Spannungsabhängige Drehstromdrossel Die Erfindung betrifft eine spannungsabhängige Drehstromdrossel mit geschlossenem Eisenkern zur Kompensation von Blindleistungsschwankungen und damit verbundenen Spannungsschwankungen.
Es ist bekannt, die starken, durch das Zu-bzw. Abschalten von größeren Blindleistungen bzw. von größeren Netzkapazitäten in Wechselstromnetzen entstehenden Spannungsschwankungen dadurch zu unterdrücken, daß die Veränderlichkeit der Blindbelastung durch geeignetes Zu- oder Abschalten von induktiver Blindlast ausgeglichen wird. Es werden hierzu gesättigte Eisendrosseln benutzt, die bei Nennspannung das Netz mit einer bestimmten Blindlast vorbelasten. Steigt die Spannung an, so tritt infolge der Form der Magnetisierungskurve im Sättigungsbereich schon bei einem geringen Spannungsanstieg eine starke Vergrößerung der Blindstromaufnahme ein, durch welche die Netzspannung wieder gesenkt wird. Damit tritt an Stelle des bisherigen starken Spannungsanstiegs nur die geringe Spannungserhöhung, die zur entsprechenden Vergrößerung der Blindstromaufnahme erforderlich ist.
Der Nachteil derartiger Anordnungen besteht aber in dem hohen Oberwellengehalt des von der Eisendrossel aufgenommenen Blindstromes.
Nun ist es andererseits auch schon bekannt, die wichtigsten Oberwellen, die dritte, fünfte und siebente Harmonische, durch symmetrische Kernausbildung und Stern-Dreieck-Parallel- Schaltung zweier Kerngruppen zu unterdrücken. Da die magnetische Symmetrie der Anordnung eine besonders große Rolle spielt, ist es zweckmäßig, wie in Abb. i gezeigt, sechs magnetisch völlig gleiche einphasige Kerne zu verwenden, die zu einer symmetrischen Stern-Dreieck-Parallel-Schaltung vereinigt werden, wobei die Windungszahl der Dreieckschaltung Ti', so bemessen ist, daß sie mal größer als die der Sternschaltung WA ist.
Eine derartige Anordnung hat aber den Nachteil, daß auch sie nicht ganz oberwellenfrei ist, da wegen des Fehlens der dritten Oberwelle im Magnetisierungsstrom eine dritte Flußharmonische auftreten wird, die in der Sternschaltung II sich voll entwickeln kann, jährend sie in der Dreieckschaltung I durch die Dreieckwicklung unterdrückt ist. Die in der Sternschaltung II auftretende dritte Flußharmonische macht aber bekanntlich die bisher positive fünfte Stromharmonische der Sternschaltung negativ, wodurch dann die negative fünfte Stromharmonische der Dreieckschaltung nicht kompensiert werden kann.
Erfindungsgemäß werden diese Nachteile nun dadurch vermieden, daß bei Betrieb im Sättigungsbereich die magnetisch symmetrischen und gleichen Kerngruppen in Dreieck geschaltete Hilfswicklungen (z. B. W, in Abb. 2) erhalten, durch welche die dritte Flußharmonische, die eine unerwünschte Phasenumkehrung der fünften Harmonischen hervorruft, unterdrückt wird.
Dieselben Vorteile werden auch erzielt, wenn, wie in Abb. 3 a gezeigt, bei Vermeidung der Hilfswicklung 11'k die Sternschaltung II ebenfalls in eine Dreieckwicklung als Erregerwicklung verwandelt wird, wodurch die erforderliche Verschiebung der Flußvektoren der ersten Gruppe der Drosseln um 30° gegenüber der zweiten Gruppe durch geeignete Anzapfung der Dreieckwicklung in der zweiten Gruppe erzielt wird. Teilt man die Dreieckwicklung der zweiten Gruppe im Verhältnis i : 2 auf, so erhält man die gewünschte Phasenlage, die mit der der Stern-Dreieck-Schaltung identisch ist, wie Abb. 3 b zeigt, wobei ist.
Wird anstatt der Stern-Dreieck-Parallel-Schaltung der Drosseln eine Stern-Zickzack-Parallel-Schaltung ausgeführt, so sind auch hier die Flüsse der ersten und zweiten Gruppe der Drosseln gegeneinander um 30° phasenverschoben. Da hierbei keine Gruppe mehr eine Kurzschlußwicklung für die dritte Flußharmonische trägt, bildet sich diese jetzt in beiden Gruppen in gleicher Stärke aus. Damit fordert jetzt die Sternschaltung eine negative fünfte Stromoberwe lle, die Zickzackschaltung dagegen eine positive fünfte Stromoberwelle an, wodurch auch in diesem Falle Oberwellenkompensation eintritt. Hiermit ist aber der Nachteil verbunden, daß durch die Entstehung der dritten Flußharmonischen eine Abplattung der Flußkurve und damit ein Absinken der Maximalinduktion erfolgt, wodurch die hier erwünschte hohe Scheinleistungsaufnahme der Drosseln stark zurückgeht.
Beide Gruppen können gemäß der weiteren Erfindung ohne Störung der Symmetrie durch Verwendung dreier zweischenkliger Kerne miteinander vereinigt werden, wie Abb. q a zeigt. Da im Mittelschenkel nur die Differenz des Flusses 0,-0o der Stern-(@A) und Dreieck- (0o)-Schaltung fließt, braucht er bei gleicher Induktion nur mit 52 °o des Querschnittes der Außenschenkel ausgelegt zu werden, wie auch aus der Abb. 4 b hervorgeht, wobei o = 0,52 - OA = o,52 - 0, ist. Auch bei der in Abb. .4a gezeigten Anordnung müssen die angegebenen Maßnahmen zur Bekämpfung der dritten Flußharmonischen getroffen, z. B. die Hilfswicklung IV, bei der Stern-Dreieck-Schaltung verwendet werden.
Die durch die angegebenen Maßnahmen erzielte Oberwellenkompensation ist bis zu den höchsten Induktionen (2o ooo bis 23 ooo Gauß) praktisch vollkommen.
Werden an die Oberwellenfreiheit nicht derartig hohe Ansprüche gestellt, so können die einzelnen Kerne jeder Gruppe zu je einem Dreischenkelkern zusammengefaßt werden, der durch Jochschlitze (Abb.5a), geschwächten Mittelschenkel (Abb. 5b) oder durch einen vierten oder fünften Rückschlußschenkel (Abb. 5c) in bekannter «'eise symmetriert ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Spannungsabhängige Drehstromdrossel mit geschlossenem Eisenkern zur Kompensation von Blindleistungsschwankungen und damit verbundenen Spannungsänderungen unter Verwendung einer Stern-Dreieck-Parallel-Schaltung oder einer gleichwertigen Schaltung zweier Kerngruppen zur Kompensation der dritten, fünften und siebenten Harmonischen im Magnetisierungsstromkreis, dadurch gekennzeichnet, daß bei Betrieb im Sättigungsbereich die magnetisch symmetrischen und gleichen Kerngruppen in Dreieck geschaltete Hilfswicklungen erhalten, durch welche die dritte Flußharmonische, die eine unerwünschte Phasenumkehrung der fünften Stromharmonischen hervorruft, tmterdrückt wird.
2. Spannungsabhängige Drehstromdrossel nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß beide Gruppen Dreieckwicklungen erhalten, wobei die zweite Gruppe an die Wicklungen der ersten Gruppe so angeschlossen wird, daß der Anschlußpunkt die Wicklung im Verhältnis z : 2 unterteilt.
3. Spannungsabhängige Drehstromdrossel nach den Ansprüchen r und 2, dadurch gekennzeichnet, daß j e zwei sich entsprechende Teilkerne aus zwei Gruppen zu je einem Dreischenkelkern zusammengefaßt werden, derart, daß durch den Mittelschenkel sich nur die Differenz der in den Außenschenkel mit 30° Phasenverschiebung fließenden Flüsse ausgleicht und damit der Mittelschenkel bei gleicher Induktion entsprechend geschwächt werden kann. q.. Spannungsabhängige Drehstromdrossel nach den Ansprüchen r bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Stern- und Dreieckgruppe je einen durch Jochschlitz, geschwächten Mittelschenkel oder vierte und fünfte Rückschlußschenkel symmetrierten Kern erhalten, wobei der in Stern geschaltete Kern eine Hilfswicklung in Dreieckschaltung erhält.