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.Anordnung zur Unterdrückung der Harmonischen, vorzugsweise der fünften
und siebenten, im Strom bzw. in der Spannung von gesättigten Drehstromdrosselspulen
oder -transforrnatoren Bekannt ist eine Anordnung zur Unterdrückung der Harmonischen
im Strom bzw. in der Spannung von gesättigten Drehstromdrosselspulen oder gesättigten
Drehstromtransformatoren. Um die fünften und siebenten Harmonischen zu unterdrücken,
werden jeweils zwei Drehstro@mdrosselspulen bzw. Drehstro,mtransformatoren gleicher
Magnetrisierungsleistung vorgesehen, die so geschaltet sind, daß sich im Summenstrom
bzw. in der Summenspannung die fünften und siebenten Harmonischen herausheben. Hierzu
wird z. B. der eine Transformator (die eine Drosselspule) in Sterndreieck (in Stern
mit Dreiecksausgleichswicklung) und der andere Transformator (die andere Drosselspule)
in Dreieckstern (in Dreieck) geschaltet, so daß die Grundwellen der Flüsse um 30°
gegeneinander versetzt sind. Man könnte auch beide Transformatoren (Drosselspulen)
oder einen
(eine) von beiden in Zickzack schalten. Man kann für
jeden Transformator einen dreischenkligen Eisenkern vorsehen. Man kann aber auch
einen vier- oder fünfschenkligen Eisenkern (Manteltype) verwenden oder jeden Transformator
(jede Drosselspule) aus drei Einphasentransformatoren (Einphasendrosselspulen) zusammensetzen,
wobei nur zu beachten ist, daß bei Verwendung eines zusätzlichen Schenkels oder
bei Verwendung von drei Einphasentransformatoren die fünften und siebenten Harmonischen
im llagnetisierungsstrom um i8o' e1. versetzt liegen denen in einer Drosselspule
ohne vierten Schenkel, -wenn diese nur eine Stern-oder Zickzackwicklung, aber keine
Dreieckswicklung besitzt, und wenn die Streuung zwischen den Jochen cernachlässigbar
klein ist.
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Gemäß der Erfindung werden zur Ilompensation der Harmonischen bzw.
zur Phasenverschiebung der Grundwellen der Flüsse die Sekundärwicklungen entsprechend
geschaltet, und es wird eine leitende NFerbindung der Hochspannungswicklungen vorgesehen,
indem z. B. Anzapfpunkte der einen Hochspannungswicklung mit Anzapfpunkten oder
Wicklungsenden der anderen verbunden werden. Die Vorteile, die durch die Anordnung
nach der Erfindung auftreten, werden im folgenden an Hand der Ausführungsbeispiele
näher erläutert.
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Schaltet man beispielsweise die Primärwicklungen in Reihe und die
Reihenschaltungen in Stern oder Dreieck, und ruft man durch die Sekundärwicklungen
bzw. durch zusätzliche Sekundärwicklungen auf Drosselspulen die erforderliche Pliasencerschiebung
der Grundwellen der Flüsse hervor, so erreicht man den Vorteil, daß die hohen Anforderungen
an die Isolation, die sonst, wenn die Primärwicklung eines Transformators bzw. einer
Drosselspule in Zickzack oder in Dreieck geschaltet ist, erforderlich ist, leerabgesetzt
werden können.
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In Fig. i ist ein Ausführungsbeispiel hierfür dargestellt. Bei der
Anordnung nach Fig. i sind zwei gesättigte Drosselspulen i und 2 vorgesehen, welche
an das Drehstromnetz von beispielsweise 300 kV mit den Phasen R, S und T
angeschlossen sind. Die primäre Phasenwicklung i i der Drosselspule i und die primäre
Phasenwicklung 2 2 der Drosselspule 2 sind miteinander in Reihe geschaltet und liegen
zwischen den Phasen R und S. Zwischen den Phasen S und T liegt die Reihenschaltung
der Wicklungen 12 und 23, und zwischen den Phasen T und R liegt die Reihenschaltung
der Wicklungen 13 und 21. Je zwei Phasenwicklungen sind also in Reihe und die Reihenschaltungen
sind in Dreieck; geschaltet. Die sekundären Phasenwickhingen 14., i5 und 16 bzw.
2d.. 25 und 26 sind in Zickzack mit -- 15 bzw. - 15' e1. Drehung geschaltet. Die
in Zickzack geschalteten Sekundärwicklungen der beiden Drosselspulen sind zueinander
parallel geschaltet. Durch diese Anordnung wird erreicht, daß die Flüsse der Grundwelle
um 30' e1. gegeneinander versetzt si:id. Außerdem erhält noch jede Drosselspule
eine besondere Dreieckswicklung 17 bzw. 2;, es genügt aber auch. nur einer Drosselspule
eine Dreieckswicklung zu geben.
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In Fig. -2 ist das Vektordiagramin der in Fig. i gezeichneten Anordnung
dargestellt. und zwar ist jeder Vektor mit dem gleichen Bezugszeichen versehen «-orden
wie diejenige Wicklung, deren Spannung er darstellt. RX ist die Spannung an der
Wicklung i i, 1S die Spannung an der tfiichlung 22, RZ ist die Spannung an der Wicklung
21 und ZT die Spannung an der Wicklung 13. SI' ist die Spannung an der Wicklung
12 und I'T die Spannung an der Wicklung 23. Man sieht, daß die Spannungen und damit
die Grundwellen der Flüsse in entsprechenden Schenkeln beider Drosselspulen, also
z. B. in den linken Schenkeln beider Drosselspulen, um 30= e1. gegeneinander versetzt
sind. Wie das Spannungsdiagramm der Fig. 2 zeigt. ist die Spanmingsbeanspruchung
der Primärwicklungen, die an die Hochspannung angeschlossen sind, ähnlich der einer
gewöhnlichen Sternschaltung. Wie sich die magnetisierenden Amperewindungen je Schenkel
zusammensetzen. ist in Fig.2 ebenfalls dargestellt, und zwar ist das Ampereivindungsdiagramin
für den linken Schenkel der Drosselspule i gezeichnet. wobei der Einfachheit halber
alle Vektoren um 9o= gedreht sind, so daß die resultierenden magnetisierenden Amperewindungen
AIh finit der Spannung RX zusammenfallen. llit wi ist die Windungszalil der Wicklung
i i. mit w., und «3 sind die Windungszahlen der beiden Teilwicklungen der Wicklung
14 bezeichnet. Die resultierenden magnetisierenden Amperewindungen All- setzen sich
zusammen aus den Amp:rewindungen Jrts ' -z;". Ix '
und iT -z w.. In
entsprechender Weise setzen sich auch die Amperewindungen für die übrigen Schenkel
aus IST - «i, is - und il{ -z w, bzw. aus JTtt ' n'i# 1T«', und is
' «':i zusammen. Die Bezeichnung der Ströme geht aus Fig. i hervor.
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Wie bereits erwähnt, ist die Spannungsheanspruchung der Primärwicklungen,
die beispielsweise an ein 3oo kV-Netz angeschlossen sind. ähnlich der einer gewöhnlichen
Sternschaltung. Die Sekundärwicklungen können für eine geringe Spannung. z. B. io
kV. bemessen werden, so daß die Isolierung dieser Wicklungen keine Schwierigkeiten
macht. Zur
Festlegung des Eisenpotentials bzw. zum Anschluß von
Erdschlußspulen ist in dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. i noch eine kleine Hilfsdrosselspule
28 vorgesehen, die in Zickzack geschaltet und an die Punkte X, Y und Z angeschlossen
ist und deren Sternpunkt mit den Eisenkernen der beiden Drosselspulen verbunden
ist. Werden die gesättigten Drosselspulen zur Konstanthaltung der Spannung langer
Übertragungsleitungen verwendet, so kann man an die Sekundärwicklungen, wie in Fig.
i dargestellt ist, Kondensatoren 18 legen, um auch Leistungen übertragen zu können,
die über die natürliche Leistung der Fernleitung hinausgehen. Die Kondensatoren
werden in an sich bekannter Weise so bemessen, daß die voreilende Blindstromaufrahme
der gesamten Anordnung bei sinkender Spannung in einem gewissen Bereich zunimmt.
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In Fig. 3 ist ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Die Primärwicklungen der beiden Drosselspulen sind wieder miteinander in Reihe und
die Reihenschaltungen sind in Dreieck geschaltet. Die Sekundärwicklungen 14, 15
und 16 der Drosselspule i sind in Stern, die Sekundärwicklungen 24, 25 und 26 der
Drosselspule :2 sind in Dreieck geschaltet. Die Sekundärwicklungen der beiden Drosselspulen
sind wieder zueinander parallel geschaltet. An die Sekundärwicklungen sind die Kondensatoren
18 bei diesem Ausführungsbeispiel in Sternschaltung angeschlossen. Die Drosselspule
i besitzt in dem gezeichneten Ausführungsbeispiel noch eine an sich nicht unbedingt
erforderliche Dreieckswicklung 17. Die Sekundärwicklungen der Drosselspulen werden
für eine geringe Spannung bemessen. Zur Festlegung des Sternpunktes des Hochspannungsnetzes
ist bei diesem Ausführungsbeispiel ein Transformator 28 vorgesehen, dessen Primärwicklung
in Stern geschaltet ist und der eine kurzgeschlossene Dreieckswicklung besitzt.
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Man kann auch bei der Anordnung nach Fig. 3 der Drosselspule 2 Sekundärwicklungen
geben, die in Zickzack geschaltet sind. Man muß dann wenigstens auf einer der beiden
Drosselspulen außerdem noch eine kurzgeschlossene Dreieckswicklung aufbringen, wie
dies für die Drosselspule i gezeichnet ist.
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In Fig.4 ist ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt,
welches mit dem in Fig. i dargestellten Ausführungsbeispiel übereinstimmt bis auf
den Unterschied, daß der Sternpunkt des Systems in anderer Weise gebildet wird.
Bei der Anordnung nach Fig.4 besitzt zu diesem Zweck die Drosselspule i Wicklungen
3i, 32 und 33, und die Drosselspule 2 besitzt Wicklungen 44 42 und 43. Die Wicklungen
41, 42 und 43 sind in Stern geschaltet. Das freie Ende der Wicklung 41 ist mit dem
einen -Ende der Wicklung 3 i verbunden, deren anderes Ende am Punkt Y liegt. Das
freie Ende der Wicklung 42 ist mit dem einen Ende der Wicklung 32 verbunden, deren
anderes Ende am Punkt Z liegt. Das freie Ende der Wicklung 43 ist mit dem einen
Ende der Wicklung 33 verbunden, deren anderes Ende am Punkt X liegt. Man erreicht
dadurch, daß der Sternpunkt der Wicklungen 41, 42 und 43 den Sternpunkt des Hochspannungssystems
bildet. Die Wicklungen 41 und 3 i bedingen z. B., daß zwischen dem Sternpunkt O
und dem Punkt Y eine Spannung auftritt, welche mit der Spannung R0 in Phase ist
und die sich aus zwei Komponenten zusammensetzt, von denen die eine phasengleich
mit der Spannung RZ (Wicklung 4i), die andere phasengleich mit der Spannung RX (Wicklung
31) ist. In entsprechender Weise bewirken die Wicklungen 32 und 42, daß zwischen
dem Sternpunkt O und dem Punkt Z eine Spannung auftritt, welche die gleiche Richtung
wie die Spannung SO hat und die sich aus zwei Komponenten zusammensetzt, von denen
die eine phasengleich mit der Spannung SX (Wicklung 42), die andere phasengleich
mit der Spannung SY (Wicklung 32) ist. Die Wicklungen 33 und 43 bewirken, daß zwischen
dem Sternpunkt O und dem Punkt X eine Spannung auftritt, welche phasengleich mit
der Spannung TO ist und die sich aus zwei Komponenten zusammensetzt, von
denen die eine phasengleich mit der Spannung TY (Wicklung 43) und die andere phasengleich
mit der Spannung TZ (Wicklung 33) ist. Die Wicklungen 3i, 32 und 33 und 41, 42 und
43 werden für eine niedrige Spannung bemessen.
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Die in Dreieck geschalteten Wicklungen sind wieder mit 17 und 27 bezeichnet.
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Bei. den bisher beschriebenen Schaltungen waren jeweils zwei primäre
Phasenwicklungen miteinander in Reihe, und die Reihenschaltungen waren in Dreieck
geschaltet worden. Man kann aber auch die Phasenwicklungen miteinander in Reihe
und die Reihenschaltungen in Stern schalten und erhält auch bei solchen Anordnungen
eine günstige Isolationsbeanspruchung. Ein Ausführungsbeispiel hierfür zeigt Fig.
5. Soweit die Teile mit denen der Fig. i übereinstimmen, sind dieselben Bezugszeichen
verwendet. Die Wicklungen 21, 22 und 23 sind in Stern geschaltet. Die Wicklung 2
1 liegt in Reihe mit der Wicklung i i, die Wicklung 22 in Reihe mit der Wicklung
i2 und die Wicklung 23 in Reihe mit der Wicklung i3. Die Sekundärwicklungen 14,
15 und 16 der ersten Drosselspule i sind wiederum in Stern, die Wicklungen 24, 25
und
26 der zweiten Drosselspule -2 sind in Dreieck geschaltet. Diese Stern- und Dreiecksschaltungen
liegen zueinander parallel. Die Drosselspule i erhält außerdem noch eine Dreieckswicklung
17.
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Man kann auch, wenn die Primärwicklungen miteinander in Reihe und
die Reihenschaltungen in Stern geschaltet sind, die Sekundärwicklungen der einen
Drosselspule in Stern und die der anderen in Zickzack und die beiden Sekundärwicklungen
zueinander parallel schalten. Man kann auch die Sekundärwicklungen jeder der beiden
Drosselspulen in Zickzack mit -I- 1s bzw. - 1s° e1. Drehung schalten. Auch hierbei
werden die Sekundärwicklungen der beiden Drosselspulen wieder zueinander parallel
geschaltet. Sowohl bei der einen als auch bei. der anderen beschriebenen Ausführungsform
ist es vorteilhaft, noch eine besondere Dreieckswicklung auf jede Drosselspule aufzubringen,
um sinusförmige Flüsse zu erhalten, bzw. um das Auftreten von dritten Magnetisierungsstromharmonischen
zu ermöglichen. Für den Fall, daß die eine Sekundärwicklung in Stern geschaltet
ist, kann man zur Erzeugung sinusförmiger Flüsse die Dreieckswicklung auf dieser
Drosselspule ersparen und kann dafür eine Verbindung der Sternpunkte der in Stern
geschalteten und der in Zickzack geschalteten Wicklungen vornehmen.
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Eine andere Ausführungsmöglichkeit zeigt Fig. 6. Die Primärwicklungen
sind wieder so geschaltet wie bei der Anordnung gemäß Fig. 5. Man könnte sie aber
auch so schalten wie bei der Anordnung gemäß Fig. i. Die Sekundärwicklungen 14,
1s und 16 sind in Dreieck geschaltet, und die Phasenverschiebung der Grundwellen
der Flüsse um 3o° e1. wird dadurch erreicht, daß die Phasenwicklungen 24,25 und
26 mit bestimmten Punkten der Dreieckswicklung 1.4, 1s, 16 der Drosselspule i verbunden
sind, und zwar erfolgt die Verbindung so, daß jeweils das eine Ende einer sekundären
Phasenwicklung der Drosselspule 2 mit dem Verbindungspunkt zweier sekundärer Phasenwicklungen
der Drosselspule i verbunden ist, während das andere Ende dieser sekundären Phasenwicklung
der Drosselspule 2 mit der -:Titte der dritten sekundären Phasenwicklung der Drosselspule
i verbunden ist. Zum besseren Verständnis der in Fig. 6 gezeichneten Schaltung ist
in Fig. 7 das zugehörige Vektordiagramm dargestellt, und zwar ist hier, wie auch
bei den folgenden Vektordiagrammen, jeder Vektor mit dem gleichen Bezugszeichen
wie die Wicklung, deren Spannung er darstellt, versehen. r-, s, t sind das
Spannungsdreieck der in Dreieck geschalteten Sekundärwicklungen 14, 1s und 16 der
Drosselspule i. Die Punkte a, b und c sind die Anzapfpunkte der sekundären
Phasenwicklungen der Drosselspule i, die in der -litte zwischen den Phasen
r- und s bzw. s und t bzw. t und r liegen. Die Wicklung 2.4 ist mit
dem einen Ende mit dem Punkt r, mit dein anderen Ende mit dem Punkt b verbunden.
In entsprechender Weise erfolgt auch die Verbindung der Wicklungen 25 und 26 mit
den zugehörigen Punkten der Wicklungen 1,.1., i 5 und 16. wie es in Fig.6 dargestellt
ist. 'Mit 18 sind in dieser die an die Selzundärwickluiigen angeschlossenen, in
Stern geschalteten Kondensatoren bezeichnet.
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Eine andere Möglichkeit zur Phasenverschiebung der Grundwellen der
Flüsse besteht darin, daß man die Sekundärwicklungen beider Drosselspulen bzw. Transformatoren
in Dreieck schaltet. Sie «-erden aber nicht mit ihren Dreieckseckpunkten parallel
geschaltet, sondern mit so gewählten Punkten des Dreiecks, daß hierdurch «-leder
die 3o°-Verschiebung der Grundwellen der Flüsse erzwungen wird.
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In Fig. S ist hierfür ein Ausführungsbeispiel gezeigt, und zwar besteht
zum Unterschied von den früheren Ausführungsbeispielen jede DrehstromdrosseIspule
i bzw. 2 aus drei Einpliasendrosselspulen. Die Wicklung ist für jede Einphasendrosselspule
z%t-eiphasig gezeichnet.
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Die Primärwicklungen. «-elche den Primärwicklungen der früheren Ausführungsbeispiele
entsprechen, sind wieder mit den gleichen Bezugszeichen versehen, ebenso die Sekundärwicklungen.
Die Primärwicklungen i i und 21 bzw. 12 und 22 bzW. 13 und 23 sind «-leder miteinander
in Reihe und die Reihenschaltungen in Stern geschaltet. Die `elcuiidärwicklungen
1.4, 1s und 16 sind in Dreieck geschaltet, ebenso die Wicklungen ?4., 25 und ;26.
Die beiden in Dreieck geschalteten Wicklungen der Drosselspulen i und 2 sind so
miteinander verbunden, daß eine Phasenverschiebung der Grundwellen der Flüsse in
den beiden aus je drei Einphasendrosselspulen bestehenden DrelistromdrosseIspulen
um 30' e1. auftritt. Wie die Verbindung vorgenommen werden muß, zeigt Fig.
ct. und zwar ist jeder Vektor mit dein gleichen Bezugszeichen versehen worden wie
dieienige Wicklung, deren Spannung er darstellt. L.'1, I'1, TV, sind das
Spannungsdiagramm der in Dreieck geschalteten Sekundärwicklungen der Drosselspule
i. L'. l'- U% sind das Spannungsdiagramm der in Dreieck geschalteten Sekundärwicklungen
der Drosselspule a. Mit A, B und C sind diejenigen Punkte bezeichnet, die beiden
Dreieckswicklungen gemeinsam sind. Die technische Aiisführungder Verbindungen bei
zweischenkligen
Drosselspulen zeigt Fig. B. Durch diese Verbindungen
wird die 3o°-Verschiebung der Grundwellen der Flüsse erreicht. Die an die Sekundärwicklungen
angeschlossenen, in Dreieck geschalteten Kondensatoren sind wieder mit 18 bezeichnet.
Man kann auch noch diejenigen Punkte der Sekundärwicklungen, welche entsprechend
den Diagrammpunkten A', B' und C (Fig.9) gleiches Potential haben,
paarweise untereinander verbinden.
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In entsprechender Weise, wie man bei den zuerst beschriebenen Ausführungsbeispielen
statt einer Drehstromdrosselspule mit gemeinsamem Eisenkern drei Einphasendrosselspulen,
verwenden könnte, kann man auch bei der Anordnung gemäß Fing. 8 statt drei Einphasendrosselspulen
eine dreiphasigeDrosselspule mit gemeinsamem Eisenkern verwenden. An der Schaltung
ändert sich dabei grundsätzlich nichts.
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In Fig. io ist ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Zum Unterschied von der Anordnung gemäß Fig. 8 sind zwei dreischenklige Drosselspulen
i und 2 vorgesehen. Je zwei Primärwicklungen i i und 21 bzw. 12 und 22 bzw. 13 und
23 sind miteinander in Reihe, und die Reihenschaltungen sind in Stern geschaltet.
Außerdem besitzen beide Drosselspulen Sekundärwicklungen 1q., 15 und 16 bzw. 2q.,
25 und 26. Während bei der Anordnung gemäß Fig.8 jeweils Anzapfpunkte beider Sekundärwicklungen
miteinander verbunden sind, sind bei der Anordnung gemäß Fig. io nur die Sekundärwicklungen
der Drosselspule i angezapft. Die Anzapfungen sind mit den Enden der Sekundärwicklungen
der Drosselspule 2 verbunden, und zwar wird die Schaltung wiederum so gewählt, daß
die 3o°-Verschiebung der Grundwellen der Flüsse zustande kommt. In Fig. i i ist
das zugehörige Vektordiagramm dargestellt, und zwar ist jeder Vektor mit dem gleichen
Bezugszeichen versehen worden wie diejenige Wicklung, deren Spannung er darstellt.
r, s, t sind das Spannungsdiagramm der Sekundärwicklungen der Drosselspule
i. a, b und c sind das Spannungsdiagramm der Sekundärwicklungen der Drosselspule
2, und man sieht aus Fig. i i, daß in entsprechenden Schenkeln beider Drosselspulen
die Grundwellen der Flüsse um 3o° e1. versetzt sind. Das Vektordiagramm der Fig.
i i gibt auch ein anschauliches Bild dafür, wie man die Verbindung der einzelnen
Sekundärwicklungen vornehmen muß.
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Während bei den bisher beschriebenen Ausführungsformen besondere Sekundärwicklungen
vorgesehen wurden, welche die Verschiiebung der Grundwellen der Flüsse um 30° e1.
hervorrufen, kann man auch Teile der Primärwicklungen über besondere Transformatoren,
die dann an die Stelle der Sekundärwicklungen treten, so miteinander verketten,
daß die erforderliche Phasenverschiebung der Grundwellen der Flüsse bzw. Kompensation
der Oberwellen zustande kommt. Ein Ausführungsbeispiel hierfür zeigt Fig. 12. Soweit
die Teile mit denen der vorhergehenden Figuren übereinstimmen, sind dieselben Bezugszeichen
gewählt. Die Hochspannungswicklungen sind wieder miteinander in Reihe, und die Reihenschaltungen
sind in Stern geschaltet. Außer den beiden an das Hochspannungsnetz angeschlossenen
Drosselspulen i und 2 sind noch zwei Transformatoren 5 und 6 vorgesehen, die den
Zweck haben, die Verschiebung der Grundwellen der Flüsse in den Drosselspulen i
und :2 in der gewünschten Weise zu erzwingen. Diese beiden Transformatoren 5 und
6 besitzen Primärwicklungen 5I, 52 und 53 bzw. 61, 62 und 63, die in der gleichen
Weise geschaltet sind wie die Sekundärwicklungen bei der Anordnung gemäß Fig.6.
Auf jedem Schenkel der Transformatoren ist ferner eine Sekundärwicklung 54, 55 und
56 bzw. 6q., 65 und 66 vorgesehen, die an entsprechende Anzapfpunkte der Hochspannungswicklungen
der Drosselspulen i und 2 angeschlossen sind, und zwar erfolgt der Anschluß wiederum
so, daß in den beiden Dro,ssel.spulen i und 2 eine Phasenverschiebung der Grundwellen
der Flüsse um 3o° el. hervorgerufen wird.
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Die Transformatoren 5 und. 6 werden nur für eine geringe Spannung
bemessen, so daß die Isolierung keine Schwierigkeiten macht. Bei der Anordnung gemäß
Fig. 12 besitzen beide Transformatoren 5 und 6 Sekundärwicklungen. Man kann aber
auch die Sekundärwicklungen eines der beiden Transformatoren sparen und kann die
entsprechenden Primärwicklungen 51, 52 und 53 oder 61, 62 und 63 mit Anzapfpunkten
der Hochspannungswicklungen der Drosselspulen i und 2 verbinden. Es ist natürlich
auch möglich, statt der beiden Drosselspulen i und 2 die Anzapfpunkte an das Ende
der Wicklungen zu legen, sie z. B. auch so zu legen, daß die Anzapfpunkte bei der
Drosselspule i am Ende, bei. der Drosselspule 2 am Anfang der Wicklungen liegen.
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Die Schaltung der Transformatoren 5 und 6, welche die erforderliche
Phasenverschiebung der Grundwellen der Flüsse erzwingt, kann auch in anderer Weise
getroffen werden. Wenn wie bei der Anordnung gemäß Fig. 12 die Hochspannungswicklungen
miteinander in Reihe und die Reihenschaltungen: in Stern geschaltet sind, dann könnte
man beispielsweise den einen der Transformatoren 5 oder 6 in Stern und den anderen
in Dreieck
schalten oder den einen in Zickzack und den anderen in
Dreieck oder beide in Doppelzickzack. :Man muß jedoch dann auf jeden Transformator,
der in Stern oder Zickzack geschaltet ist, noch eine Dreieckswicklung aufbringen.
falls man sinusförmige Flüsse haben will. Sind die Hochspannungswicklungen der gesättigten
Drosselspulen i und 2 miteinander in Reihe und die Reihenschaltungen in Dreieck
geschaltet, so kann man auch den einen der Transformatoren 5 oder 6 in Stern und
den anderen in Dreieck oder den einen in Zickzack und den anderen in Dreieck oder
beide in Zickzack schalten. In letzterem Fall muß man wenigstens einem der beiden
Transformatoren eine Dreieckswicklung geben. Man kann aber auch bei allen diesen
Schaltungen jeden Transformator, der in Stern oder Zickzack geschaltet ist, mit
einer Dreieckswicklung versehen.
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Während bei den zuletzt beschriebenen Ausführungsbeispielen die Primärwicklungen
bzw. Hochspannungswicklungen immer miteinander in Reihe und die Reihenschaltungen
in Stern geschaltet sind, kann man auch die Reihenschaltungen in Dreieck schalten.
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Wie bereits erwähnt, kann man auch zur Verschiebung der Grundwellen
der Flüsse eine Spartransformatorverbindung der Primärwicklungen vornehmen, indem
man z. B. Anzapfpunkte der Primärwicklungen der einen Drosselspule mit entsprechenden
Punkten der Hochspannungswicklungen der anderen Drosselspule verbindet. Eine solche
Anordnung ist in Fig.13 dargestellt. Die Hochspannungswicklungen i 1, 12 und 13
bzw. 21, 22 und 23 sind so geschaltet wie die Sekundärwicklungen in dem Ausführungsbeispiel
gemäß Fig. 6, so daß wiederum die Oberwellenkompensation zustande kommt. Gegenüber
vorgeschlagenen Anordnungen, bei denen man die eine Drosselspule in Dreieck und
die andere in Stern geschaltet hat, besitzt die beschriebene Anordnung den Vorteil,
daß an Kupfer gespart werden kann, weil man sonst bei den in Stern geschalteten
Wicklungen wegen der bei großen Drosselspulen nicht mehr zu vernachlässigenden Jochstrerzung
eine besondere Dreieckswicklung vorsehen muß. Bei der Anordnung gemäß Fig. 13 wird
durch die Verbindung der beiden Wicklungsgruppen erzwungen, daß sich ein sinusförmiger
Fluß in beiden ausbilden kann, bzw. es ist möglich, daß auch in der Drosselspule
2 Oberwellen in den Magnetisierungsströmen auftreten, die im Summenstrom beider
Drosselspulen nicht in Erscheinung treten.
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Man könnte die Anordnung z. B. auch so treffen, wie es für die Sekundärwicklungen
des in Fig. io gezeichneten Ausführungsbei-Spieles dargestellt ist. Man würde dann
die Punkte r-, s und t mit dein -Netz vorbinden. Auch in diesem Fall würde
eine L'nterdrükkung der Oberwellen erzielt «-erden, ohne daß man noch zusätzliche
Wicklungen auf die Drosselspulen bzw. die Transformatoren aufbringen muß.
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Um die Phasenverschiebung der Grundwellen der Flüsse um 30' e1. zu
erzwingen, kann man auch besondern Hilfswicklungen. die für eine geringere Spannung
als die Hochspannung bemessen «-erden, vorsehen. Ein Ausführungsbeispiel hierfür
zeigt Fig. 14.. Es sind bei diesem wieder zwei gesättigte Drosselspulen i und 2
vorgesehen. Die Primärwicklungen sind miteinander in Reihe und die Reihenschaltungen
sind in Dreieck geschaltet. Außerdem sind noch besondere Hilfswicklungen 3-, 35
und 36 bz«-. 44, 4_3 und _.6 vorgesehen, «-elche die Potentiale der Punkte X. I'
und Z (v-1. Fig. i;@ bestimmen. Um die Potentiale der Punkte X und Z festzulegen,
bildet man die Spannung ZX aus der verketteten Spannung TS durch die Wicklungen
35 und .I6. Die Wicklung 35 liefert die Spannurig X i! und die Wicklung .46 die
Spannung riZ. In entsprechender «"eise wird die Spannung zwischen den Punkten Z
und I' festgelegt durch die Wicklungen 34 und .f5 und die Spannung zwischen den
Punkten I' und 1 durch die Wicklungen 36 und 44. Die Spannung ZI- ist proportional
der Spannung RS, und die Spannung I'X ist proportional der Spannung TR. An Hand
der Fig. 1.4 und des Vektordiagramms der Fig. i;. in welchem jeder Vektor mit dem
gleichen Bezugszeichen versehen worden ist wie diejenige Wicklung, deren Spannung
er darstellt, sieht man, wie die Festlegung der Potentiale der Punkte X, I' und
Z erfolgt sowie ,x-elclie Teilspannungen die einzelnen Wicklungen liefern.
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In sinngemäßer Weise kann auch die Phasenverschiebung der Grundwellen
der Flüsse durch Hilfswicklungen erfolgen, «enri die miteinander in Reihe geschalteten
Primärwicklungen nicht in Dreieck, sondern in Stern geschaltet sind. Es werden darin
in entsprechender Weise wie für die Drosselspulen, deren Primärwicklungen miteinander
in Reihe und deren Reihenschaltungen in Dreieck geschaltet sind, erläutert, die
Verbindungspunkte der Hochspannungswicklungen durch eine Polvgonschaltung von Hilfswicklungen
festgelegt.
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Während bei der Anordnung gemäß Fig. 1.4 die Potentiale der Punkte
X, I' und Z durch Hilfswicklungen festgelegt werden, welche die Spannungen zwischen
diesen Punkten aus den verketteten Spannungen bilden. kann man auch die Potentiale
der Punkte X, I' und Z
dadurch festlegen, daß man aus den Spannungen
an auf je zwei Schenkeln liegenden Wicklungen eine auf den Sternpunkt des Drehstromsystems
hin gerichtete Phasenspannung X0, Y0 und ZO bildet. Ein Ausführungsbeispiel
hierfür zeigt Fig. 16, das zugehörige Vektordiagramm Fig. 17, und zwar ist jeder
Vektor mit dem gleichen Bezugszeichen versehen worden wie diejenige Wicklung, deren
Spannung er darstellt.
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Zwischen dem Punkt X und dem Sternpunkt 0 liegen die Wicklungen 39
und 49, Die erstere liefert eine Spannung, die phasengleich ist mit der Spannung
TZ, die letztere eine Spannung, die phasengleich ist mit der Spannung TY. Zwischen
dem Punkt Y und dem Punkt 0 liegen die Wicklungen 37 und 47, von denen die erstere
eine Spannung liefert, die phasengleich ist mit der Spannung RX, die letztere eine
Spannung, die phasengleich ist mit der Spannung ZR. Zwischen dem Punkt Z und dem
Punkt 0 liegen die Wicklungen 38 und 48, von denen die erstere eine Spannung liefert,
die phasengleich ist mit der Spannung SY, die letztere eine Spannung, die phasengleich
ist mit der Spannung SX.
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Man kann die Schaltungen der Fig.14 und 16 auch gleichzeitig ausführen.
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In Fig. 18 ist ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Es sind wieder zwei gesättigte Drosselspulen i und --
vorgesehen. Die Wicklungen
11, 12 und 13 der Drosselspule i sind in, Zickzack mit +i5° e1. Drehung, die Wicklungen
2i, 22 und 23 der Drosselspule 2, in Zickzack mit -i5° e1. Drehung geschaltet. Die
beiden Sternpunkte der Zickzackwicklungen sind miteinander verbunden. Außerdem besitzt
noch jede Drosselspule eine offene Dreieckswicklung 17 bzw. 27, und die beiden Dreieckswicklungen
sind miteinander in Reihe geschaltet. Man erreicht durch diese Anordnung, daß in
beiden Drosselspulen ein sinusförmiger Fluß auftritt, da sich Harmonische mit durch
drei teilbarer Ordnungszahl im Magnetisierungsstrom ausbilden: können. Gegenüber
solchen. Anordnungen, bei denen die primäre Sternpunktverbindung fehlt und die Sekundärwicklungen
je für sich in Dreieck geschaltet sind, erreicht man den Vorteil, d,aß bei der Anordnung
gemäß Fig.18 die Sekundärwicklungen für eine geringere Stromstärke bemessen zu werden
brauchen, da sich ein Teil der dritten Harmonischen über die Primärwicklungen ausgleicht.
Wenn auch bei dieser Anordnung gegenüber solchen Anordnungen, bei denen die Primärwicklungen
miteinander in Reihe und die Reihenschaltungen z. B. in Stern geschaltet sind, die
Isolationsbeanspruchung etwas höher ausfällt, da beide Drosselspulen in Zickzack
geschaltet sind, so besitzen sie doch den Vorteil gegenüber früheren Vorschlägen,
daß die Dreieckswicklungen nur für geringe Ströme bemessen zu werden brauchen und
daß trotzdem sinusförmige Flüsse erzwungen werden, so daß die Spannungsbeanspruchung
der Primärwicklungen geringer ist, als wenn keine Dreieckswicklung vorhanden wäre.
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In Fig. i9 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt. Die Drosselspule
i ist bei diesem in Stern und die andere in Zickzack geschaltet. Durch die Zickzackschaltung
wird erreicht, daß der Wicklungssternpunkt festliegt. Die beiden Sternpunkte sind
miteinander verbunden. Außerdem besitzt die Drosselspule 2 eine Dreieckswicklung
24, 25 und 26. Durch diese Anordnung wird erreicht, daß auch in der Drosselspule
i ein sinusförmiger Fluß erzielt wird, da sich die Harmonischen mit durch drei teilbarer
Ordnungszahl im Magnetisierungsstrom über die Wicklungen der Drosselspule 2 schließen
können.
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Man kann die in den Fig. 18 und i9 dargestellten Schaltungen der Hochspannungswicklungen
sinngemäß auch für die Schaltung. sekundärer Wicklungen von Drosselspulen bzw. Transformatoren
verwenden, um durch die Schaltung der sekundären Wicklungen sinusfötmige Flüsse
und gegebenenfalls die erforderliche Phasenverschiebung zwischen den Grundwellen
der Flüsse in den beiden Drosselspulen oder Transformatoren zu erzeugen. Die Wicklungen
11, i2 und 13 und die Wicklungen 2i, 22 und 23 in -der Schaltung gemäß Fig. 18 werden
dann nicht an das Hochspannungsnetz angeschlossen, sondern untereinander parallel
geschaltet. Das gleiche gilt auch, wenn man für die Sekundarwicklungen eine Schaltung
vorsieht, wie sie für die Primärwicklungen in Fig. i9 dargestellt ist. Es werden
dann die Wicklungen 11, 12 und 13 parallel zu den Wicklungen 21, 22 und 23 geschaltet
und nicht an das Hochspannungsnetz angeschlossen. Sind die Hochspannungswicklungen
der beiden Drosselspulen bzw. Transformatoren miteinander in Reihe und sind die
Reihenschaltungen in Dreieck geschaltet, so kann man, wenn die Sekundärwicklung
der einen Drosselspule (des einem Transformators) in Stern und die der anderen (des
anderen) in Zickzack geschaltet ist und wenn die beiden Sternpunkte miteinander
verbunden sind, die besondere Dreieckswicklung entbehren.
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Man kann auch, wenn, wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. i,
die Primärwicklungen miteinander in Reihe und die Reihenschaltungen in Dreieck und
die Sekundärwicklungen beider Drosselspulen bzw.
Transformatoren
in Zickzack geschaltet sind, zur Erzeugung sinusförmiger Flüsse nur die Sternpunkte
der Sekundärwicklungen miteinander verbinden, ohne daß man besondere Dreieckswicklungen
auf die Drosselspulen (Transformatoren) aufzubringen braucht.
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Ebenso wie für Drosselspulen, kann die Anordnung nach der Erfindung
auch für gesättigte Transformatoren angewendet werden. Die Anordnung nach der Erfindung
ist auch anwendbar, wenn Drosselspulen bzw. Transformatoren mit Gleichstrom vormagnetisiert
werden. In diesem Fall werden, um die geradzahligen Oberwellen zu unterdrücken,
statt einer Drelistromdrosselspule mit gemeinsamem Eisenkern zwei Drehstromdrosselspulen
vorgesehen, die vom Gleichfluß in entgegengesetztem Sinn durchsetzt werden, oder
man verwendet, wenn die Drehstromdrosselspulen aus Einphasendrosselspulen aufgebaut
werden, jeweils statt einer einphasigen Drosselspule zwei einphasige Drosselspulen,
die vom Gleichfluß in entgegengesetztem Sinn durchsetzt werden, oder z. B. eine
dreischenklige Drosselspule, auf deren Mittelschenkel die Gleichstromwicklung aufgebracht
ist, während die Außenschenkel die Wechselstromwicklungen tragen.