Drosselspulenanordnung, insbesondere zur Spannungsregelung von Wechselstromfernleitunaen
Es ist bekannt, in Wechselstromanlagen zur Verminderung der kapazitiven Ladeströme
Drosselspulen mit Eisenkernen zu verwenden, bei denen der Risenkern bei normaler
Netzspannung bis über das Knie seiner Charakteristik gesättigt ist. Um bei Stromänderungen
der Drossel im Verhältnis i : io die, Spannungsänderung innerhalb 30% zu halten.,
hat man die Induktion des Eisens bei normaler Spannung etwa zu 15 5oo. Gauß gewählt.
Um sie unterhalb 2o % zu halten., wurde vorgeschlagen, die untere Grenze der Induktion
au)f etwa 18 3oo Gauß und die maximale vergrößerte Induktion auf a2 ooo Gauß zu
erhöhen. Dieser hohe Induktionswert tritt hier also nur bei überhöhten. Spannungen
auf. Im normalen Betrieb liegt die Induktion bei etwa 15 ooo biss 18 ooo Gauß. Ferner
ist es bekannt, hei derartigen Drosselspulen die dritte Harmonische des Stromes
oder der Spannung oder beider Größen. durch magnetische oder elektrische Verkettung
zu unterdrücken. Die fünfte, siebente Harmonische usw. lassen sich aber mit den
für diesen Zweck vorgeschlagenen Mitteln nicht beseitigen. Wenn bei dieser bekanntem
Schaltung für Drosseln von einer Unterdrückung anderer höherer Harmonischer als
der dritten. die Rede ist, so. gilt dies nur für die 3 m-fachen Harmonischen, wobei
m eine beliebige ungerad.
e Zahl sein kann. also für die neunte
usw. Harmonische. Für die Unterdrückung der 3 Fr ± i-ten, wobei a jede beliebig
gerade Zahl s .-in kann. also der fünften, siel:enten Harmonischen usw.. sind die
angegebaieii Mittel, wie erwähnt, ungeeignet.Choke coil arrangement, in particular for voltage regulation of AC power transmission lines It is known to use choke coils with iron cores in AC systems to reduce the capacitive charging currents, in which the riser core is saturated with normal mains voltage to above the knee of its characteristics. In order to keep the voltage change within 30% when the current in the choke changes in the ratio i: io, the induction of the iron at normal voltage is approximately 15,500. Gauss chosen. In order to keep it below 20%, it was proposed to increase the lower limit of the induction to about 18,300 Gauss and the maximum increased induction to a2,000 Gauss. This high induction value occurs here only with excessive. Tensions on. In normal operation, the induction is around 15,000 to 18,000 Gauss. It is also known to use the third harmonic of the current or the voltage or both quantities in such inductors. suppressed by magnetic or electrical concatenation. However, the fifth, seventh harmonic, etc., cannot be eliminated with the means proposed for this purpose. If in this known circuit for chokes of a suppression of other higher harmonics than the third. the talk is so. this only applies to the 3 m-fold harmonics, where m is any odd. e can be number. thus for the ninth, etc. harmonic. For the suppression of the 3 Fr ± i-th, where a can be any even number s.-In. So the fifth, fell: duck harmonics, etc., the specified means, as mentioned, are unsuitable.
Mit Rücksicht auf diese Harmonischen. von denn namentlich die fünfte
hei stärkerer Sättigung des Eisens stark ausg°prägt ist, ist es praktisch nicht-
möglich, für die Spannungsregelung in «'echselstromanlagen, namentlich in Fernleitungsnetzen>
mit hochgesättigten Drosselspulen zu arbeiten, da sonst das Netz durch die Harmonischen
zu stark gestört wird, namentlich wenn Resonanzerscheinungen auftreten. Mit Rücksicht
auf Materialersparnis wird man aber trotzdem versuchen, die Induktion möglichst
hoch zti legen, jedech nicht so hoch, daß sich die Zenannten höheren Harmonischen
störend bemerkbar machen. Man wird also. im allgemeinen bei solchen Drosseln mit
dem Eisenaufwand nicht unter eine bestimmte Grenze heruntergehen können. Da ferner
die EisenvL-rltist.° proportional dzin Eisenvolumen sind, werden sich auch die @-erluste
solcher Drosseln nicht tuit°r eine b;atimmte Grenze heraldrücken lassen.With consideration for these harmonics. then specifically the fifth
when the iron is more saturated, it is practically non-
possible for voltage regulation in “alternating current systems, especially in transmission systems”
to work with highly saturated reactors, otherwise the network through the harmonics
is disturbed too much, especially when resonance phenomena occur. With consideration
to save material, one will nevertheless try to use induction as much as possible
high zti, but not so high that the zennames are higher harmonics
make disturbing noticeable. So you will. generally with such chokes
the iron expenditure cannot go below a certain limit. Since furthermore
If the iron vL-rltist. ° are proportional to the iron volume, the @ -losses will also increase
such throttles should not be allowed to be pressed against a certain limit.
Es ist bekannt, die fünfte und siebentc Oberwelle im Nlagnetisierungsrtrom
von Transformatoren oder Drosselspulen dadurch herabzusetzen, daß man gleich große
Transformatoren oder Drosselspulen. von denen der (die,) eine in Stern, der (die)
andere in Dreieck geschaltet ist, parallelschaltet.It is known that the fifth and seventh harmonics in the magnetization flow
of transformers or reactors by reducing them by using the same size
Transformers or reactors. of which the (the,) one in star, the (the)
other is connected in delta, connected in parallel.
Die Erfindung hat die Aufgabe, bei hochasättigten, eisengeschlossenen
Drosselspulen,
wie sie beispielsweise zur Spannungsregelung in Fernleitungen
eingesetzt werden, einerseits durch über das Bekannte hinausgehende Kombinationen
unterschiedlicher Innenschaltung, unterschiedlicher Wicklungslage oder unterschiedlichen
Kernaufbaues dafür zu sorgen, daß die in den verschiedenen Einheiten auftretenden
Oberwellen sich. nach außen ganz oder teilweise aufheben. andererseits durch geeignete
Wahl der Sättigung des Eisenkerns die Dauerverlti,ste im Verhältnis zur -Nennleistung
der Drosseln so weit herabzusetzen, daß sie ungefähr gleich oder kleiner
als diejenigen normaler Phasenschieber gleicher Leistung werden. Zu letzterem Zweck
wird die Sättigung d,-s Eisenkerns in den Drosseln erfindangsgcmäß so hoch getrieben,
daß da: \"e-rliälttiis der Eisenverluste zur Kennleistung gleich oder kleiner als
o.oi 5 ist. Die Eisctiverluste können dabei kleiner als 2o Watt pro Kilogramm sein.The invention has the task of ensuring that the harmonics occurring in the various units are met by combinations of different internal circuits, different winding positions or different core structures that go beyond what is known in highly asaturated, iron-closed choke coils , such as those used for voltage control in long-distance lines . to the outside completely or partially cancel. on the other hand, by suitable selection of the saturation of the iron core, the permanent losses can be reduced in relation to the nominal power of the chokes so that they are approximately equal to or smaller than those of normal phase shifters of the same power. For the latter purpose, the saturation d, -s iron core in the throttles is driven so high according to the invention that the ratio of the iron losses to the characteristic power is equal to or less than 5. The ice losses can be less than 20 watts per unit Be kilograms.
Durch die Erfindung ergibt sich außer dem Vorteil, daß die. Verluste
der Drosselanordnung herabgesetzt werden, noch der weitere Vorteil einer Verringerung
d-°s Eisenbedarfs. Eisen b-@cnd-ers hoher Pertneal>ilität ist dazu nicht crforderlicli,
wie folgende Betrachtung zeigt: Di. llagnetisi:rungaeistttng .\ eines Isul>il;z°ntimeters
einer Eisensorte ergibt :ich zu
andererseits ist
wobei .-I11' die Amperewindungen pro 7_entirneter, ?i die Induktion, f die Frequenz
und Y die Perineabilität des Eisens ist. Daraus ergibt sich aber
Die @lagnetisierungsleistung je KulAkzentimeter wird also um so größer, je kleiner
tr ist. Da nun die Leistung der Drossel gleichzeitig die Magnetisierungsleistung
ist und da nach dir Erfindung das Verhältnis von Eisenverlusten zu Nennleistung
in bestimmtem 11aße verkleinert «-erden soll und sich die @"erl;leinerung dieses
Verhältnisses durch entspro-cli-etide Vergrößerung der Drosselleistung erzielen
läßt, wird überraschenderweise der Eisenkern um so kleiner, je kleiner die Permeabilität
ist.The invention also has the advantage that the. Losses of the throttle arrangement are reduced, there is also the further advantage of reducing the iron requirement. Iron with high permeability is not required for this, as the following consideration shows: Di. lagnetisi: rungaeistttng on the other hand is where.-I11 'is the ampere-turns per 7_entirneter,? i is the induction, f is the frequency and Y is the perineability of the iron. But it follows from this The arrangement performance per centimeter increases, the smaller the tr is. Since the power of the choke is at the same time the magnetizing power and since, according to the invention, the ratio of iron losses to nominal power is to be reduced to a certain extent and the improvement of this ratio can be achieved by correspondingly increasing the choke power , surprisingly, the smaller the permeability, the smaller the iron core.
Besonders günstig ist es, das Verhältnis von Eisenverlusten zu Nennleistung
gleich o.oi oder kleiner zu wählen. Bei den normalen Transformato,renblechen ist
dann die Induktion ungefähr 22 ioo Gauß. Zwecks Unterdrückung der höheren Harmonischen
in derartigen Drosselspulenanordnungen braucht man nicht wie bei einer bekannten
Transforrnatoranordnung zwei dreischenkelige Drosselspulen, von denen die eine in
Stern, die andere in Dreieck geschaltet ist, parallel zu schalten, sondern man kann
beispielsweise auch zwei in Stern ge-schaltete Drosselspulen verwenden, von denen
die eine einett dreischenkeligen, dieandereeinenviersehenkeligen Kern besitzt. oder
man kann die eine Drosselspule unmittelbar an das -Netz anschließen, die zweite
über einen Drehtransformator, dessen innere Phasenverschiebung so eingestellt ist,
daß sich die Oberwellen im resultierenden Strom aufheben. Man kann auch die Drosselspulen
in Serie schalten (Stern-Zick-Zack- oder Zick-Zack-Zick-Zack-Schaltung). Besonders
vorteilhaft ist es, für die zwei Drossel pulen ein gemeinsames Joch vorzusehen,
derart, daß in übereinanderliegenden Schenkeln die Flüsse jeweils um 30° gegeneinander
versetzt sind. Will man noch mehr Oberwellen unterdrücken. so kann man
schließlich
vier oder mehr Drosselspulen verwenden, deren Flüsse um 15' gegeneinander versetzt
sind..It is particularly favorable to determine the ratio of iron losses to nominal power
to choose equal to o.oi or smaller. With normal transformers, sheet metal is
then the induction is about 22,000 Gauss. To suppress the higher harmonics
there is no need in such a choke coil arrangement as in a known one
Transformer assembly two three-legged choke coils, one of which is in
Star, the other is connected in delta, connect in parallel, but you can
For example, use two star-connected inductors, one of which
one has a three-legged core, the other has a four-legged core. or
one reactor can be connected directly to the network, the second
via a rotary transformer whose internal phase shift is set in such a way
that the harmonics in the resulting current cancel each other out. You can also use the choke coils
connect in series (star-zig-zag or zig-zag-zig-zag connection). Particularly
It is advantageous to provide a common yoke for the two throttle pulleys,
in such a way that in superimposed legs the rivers each by 30 ° against each other
are offset. If you want to suppress even more harmonics. so you can
in the end
use four or more reactors with their fluxes offset 15 'from each other
are..
Die Erfindung ist auch anwendbar, wenn es sich um gleichstromvormagnetisierte
Drosselspulen handelt. Bei diesen, wird jede Einheit, welche fünf, sieben usw. Oberwellen
gleicher Größe, aber entgegengesetzten: Vorzeichens wie die andere Einheit liefert,
aus zwei 'gleichen Drosselspulen hergeistellt, die vom Gleichfeld im entgegengesetzten:
Sinnes durchisetzt werden. Vorteilhaft wird man: für alle vier Drosselsputen einen,
gemeinsamen Eisenkern vorsehen, der zweimal sechs Schenkel mit einem gemeinsamen
Joch besitzt. Auf den oberen, nebeneinanderl:iegenden Schenkeln -,verden beispielsweise
die in. Stern geschalteten Wicklungen von zwei Drosselspulen und auf den darunterliegemden
sechs Schenkeln die in Dreieck geschalteten. Wicklungen der anderen beiden Drosselspulen
aufgebracht.The invention can also be used when direct current bias is involved
Choke coils acts. In these, each unit will have five, seven, etc. harmonics
same size, but opposite: sign as the other unit delivers,
made of two equal choke coils, those of the constant field in the opposite one:
Be enforced by the senses. One advantage is: one for every four thrush turkeys,
provide a common iron core, the two six legs with one common
Yoke owns. On the upper, juxtaposed thighs - verden, for example
the in. Star-connected windings of two inductors and on the ones below
six legs connected in a triangle. Windings of the other two reactors
upset.