DE8417396U1 - Hochstromtransformator mit indirekter Spannungseinstellung über einen Zwischenkreis - Google Patents
Hochstromtransformator mit indirekter Spannungseinstellung über einen ZwischenkreisInfo
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Description
Hochstromtransformator mit indirekter Spannungsein-
stellung über einen Zwischenkreis
Die Neuerung betrifft einen Hochstromtransformator mit indirekter Spannungseinstellung über einen Zwischenkreis, bestehend aus je einem in einem gemeinsamen
deren jeweils aus einer Vielzahl von parallelgeschalteten Wickelleitern aufgebaute, im Querschnitt rechtwinklig zu den Wickelachsen gemeinsam die Form einer 8 aufweisenden Unterspannungswicklungen miteinander elek-
trisch in Reihe geschaltet sind und infolge sich kreuzender Verbindungsleiter einander entgegengesetzten
Wickelsinn aufweisen.
werden für die verschiedensten Zwecke elektrisch beheizte Öfen eingesetzt, die bei verhältnismäßig geringen Betriebsspannungen mit sehr hohen Stromstärken
arbeiten. Da die Übertragung der für diese öfen erforderlichen hohen Stromstärken über größere Entfer-
nungen technisch schwierig und darüber hinaus auch unwirtschaftlich ist, werden üblicherweise in unmittelbarer Nachbarschaft der Öfen Transformatoren aufgestellt,
in denen mit Hochspannung eingespeiste elektrische Energie auf das gewünschte Spannungsniveau gebracht wird.
Durch die CH-PS 409 130 ist hierzu ein Transformatoraggregat mit einer Hochstromwicklung bekannt, bei der
aus je einer einzigen Windung bestehende Unterspannungswicklungen je eines Haupt- und eines Zusatztransforma-
tors in Reihe geschaltet sind. Diese beiden Unterspan-
Krt 2 Ste /14.01.1986
- 2 - VPA M G 6 5 H DE
nungswicklungen haben zusammen die Form einer 8, in
der sich der Leiter in der Mitte jedoch nicht kreuzt, so daß der Strom in gleicher Richtung durch beide
Wicklungen fließt.
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Durch die DE-PS 21 36 211 ist es darüber hinaus für eine derartige Hochstromanlage auch schon bekannt, die
Unterspannungswicklungen aus zu Doppelspulen zusammengefaßten Scheibenspulen aufzubauen. Dabei muß jedoch
unvermeidbar zur Reihenschaltung einander zugeordneter Doppelspulen mindestens eine Lötverbindung hergestellt
werden. Dies ist unter Beachtung besonderer Vorsichtsmaßnahmen bei Wicklungen aus Massivleitern zwar möglich,
aber sehr aufwendig. Besondere Schwierigkeiten ergeben
sich bei der Verwendung von Drilleitern.
Der Neuerung liegt daher die Aufgabe zugrunde, für einen Hochstromtransformator für dessen Hochstromseite
eine Wicklungsart und Verbindungsmöglichkeit zu schaffen,
die sowohl eine gute technische als auch eine gute wirtschaftliche Ausnutzung des eingesetzten Werkstoffes,
insbesondere des Wickelleiterwerkstoffes gewährleistet, und die praktisch ohne Einschränkung für jede geforderte
Stromstärke und Windungszahl der Unterspannungswicklung
einsetzbar ist.
Diese Aufgabe wird neuerungsgemäß für einen Hochstromtransformator der eingangs genannten Art durch eine
Merkmalskombination gelöst,
wonach beide Unterspannungswicklungen jeweils als einlagige Lagenwicklung aus einem Drilleiter als Wickelleiter ausgeführt sind,
wonach je parallelgeschalteten Wickelleiter je Unterspannungswicklung einer von axial übereinandergesta-
pelten Wicklungsabschni.tten vorgesehen ist,
- 3 - VPA 84 G 6 5 t 4 05
; wonach einander entsprechende Wicklungsabschnitte aus
' beiden Unterspannungswicklungen in einem Zug gewickelt
sind, indem vor dem Anfang des zuerst zu wickelnden
ί Wicklungsabschnittes zunächst ein ausreichend langes
Wickelleiterstück für die letzte halbe Windung und eine Ausleitung des zuletzt zu wickelnden Wicklungsabschnittes
auf dem zuerst benutzten Wickelkern fixiert ist, wonach jeder Wickelleiter in jedem der Wicklungsab-
! schnitte mindestens zwei Windungen aufweist und
wonach die Unterspannungswicklungen länger sind als die jeweils zugehörige Oberspannungswicklung, so daß
die Stromverteilung in den untereinander parallelgeschalteten Wicklungsabschnitten nahezu gleich ist.
Nach vorteilhaften Ausgestaltungen der Neuerung ist vorgesehen, daß mindestens zwischen den sich gegenüberliegenden
Windungen von einander benachbarten Wicklungsabschnitten radiale Kühlkanäle vorgesehen sind
und daß innerhalb der Wicklungsabschnitte der Übergang von Windung zu Windung über je eine Kröpfung erfolgt,
und daß in Achsrichtung aufeinanderfolgende Wicklungsabschnitte einander entgegengesetzten Wickelsinn haben.
Nach zweckmäßigen Weiterbildungen der Neuerung sind die Wicklungsabschnitte durch Einlöten der Ausleitungen
in Nuten von massiven Leiterplatten elektrisch parallelgeschaltet, wobei je Phase eine dieser Leiterplatten mit
Hochstromdurchführungen in einer Kesselwand verbunden ist und wobei die anderen Leiterplatten entweder zu
einem Sternpunkt für die Unterspannungswicklungen der drei Phasen zusammengeschlossen sind oder zyklisch mit
den erstgenannten Leiterplatten zu einer elektrischen Dreiecksschaltung verbunden sind.
- 4 - VPA ft ε 65 HDE
Die neuerungsgemäße Anordnung ist sehr vorteilhaft, denn sie erlaubt eine sehr gute Ausnutzung des gesamten
eingesetzten Wickelleiterwerkstoffs bei einer gleichzeitig sehr kompakten Ausführung der Wicklung als soleher.
Durch diese sehr gute Werkstoffausnutzung lassen |
sich in dem aus Transportgründen begrenzten Kesselprofil \
Hochstromwicklungen ausführen, die in einer Drehstrom- ·
einheit Leistungen von mehr als 100 MVA isn Dauerbetrieb j
umsetzen können.
10
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Ein Ausführungsbeispiel nach der Neuerung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigen:
Fig. 1 das Schaltbild eines Hochstromtransformators mit indirekter Spannungseinstellung über einen Zwischenkreis,
Fig. 2 die Draufsicht auf ein Hochstromtransformatoraggregat
bei abgenommenem Kesseldeckel und abgenommenen oberen Jochen,
Fig. 3 einen Querschnitt durch die Unterspannungswicklungen entlang der Schnittlinien III-III, in den
Fig. 4 und 5 und
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Fig. 4 und 5 achsparallele Schnitte durch die Unterspannungswicklung
entlang der Schnittlinien IV-IV bzw. V-V.
Einander entsprechende Bauteile sind in allen Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Kernschenkel 8 eines dreischenkligen Eisenkernes eines
Haupttransformators sind konzentrisch von innen nach
- 5 - VPA 84 G 6 5 H DE
außen von je einer Stufenwicklung 4, je einer Oberspannungswicklung 3 und je einer Unterspannungswicklung 1 umfaßt. Räumlich parallel zu dem Eisenkern des
Haupttransformators ist für einen Zusatztransformator ein ebenfalls dreischenkliger Eisenkern mit Kernschenkeln 9 vorgesehen, die konzentrisch von innen nach außen
je eine Oberspannungswicklung 5 und je eine Unterspvrnnungswicklung 2 tragen. Der Haupt- und der Zusatztransformator sind dicht nebeneinanderstehend in einem
gemeinsamen, üblicherweise mit einer Kühl- und Isolierflüssigkeit gefüllten Kessel 10 aufgestellt.
Die Oberspannungswicklung 3 liegt über nicht dargestellte Hochspannungsdurchführungen an einem Hochspannungs-
Versorgungsnetz und induziert eine Spannung in der mit ihr über den Eisenkern des Haupttransformators gekoppelten Unterspannungswicklung 1 sowie in der Stufenwicklung 4. Die Stufenwicklung 4 speist mit einer über einen
Stufenschalter 6 und einen Wender 7 nach Größe und Rich
tung einstellbaren Spannung die Oberspannungswicklung
des Zusatztransformators. Die Oberspannungswicklung 5 ihrer seits induziert in der Unterspannungswicklung 2
eine Spannung, die infolge einer Reihenschaltung der beiden Unterspannungswicklungen 1 und 2 zu der von der
Oberspannungswicklung 3 in der Unterspannungswicklung induzierten Spannung vektoriell addiert oder subtrahiert
wird.
Die Unterspannungswicklung 1 und die Unterspannungswicklung 2 sind aus einer gleich großen Anzahl von elek
trisch parallelgeschalteten Wicklungsabschnitten aus Drilleitern als Wickelleitern aufgebaut und haben im
dargestellten Ausführungsbeispiel je drei Windungen. Jeder der Wickelleiter bildet in Jeder der beiden Unter-Spannungswicklungen 1 und 2 je einen einlagig ausge-
- 6 - VPA 84 G 6 5 H DE
führten Wicklungsabschnitt. In gleicher axialer Höhe liegende Wicklungsabschnitte der derselben Phase zugeordneten
Unterspannungswicklungen 1 und 2 sind jeweils in Reihe geschaltet, wobei die Verbindungsleiter 17
darstellenden Wickelleiterctücke sich zwischen den Unterspannungswicklungen 1 und 2 kreuzen, so daß die
Unterspannungswicklungen 1 und 2 einander entgegengesetzten Wickelsinn aufweisen.
Aus der beschriebenen Anordnung der Unterspannungswicklungen 1 und 2 ergibt sich für deren Querschnitt rechtwinklig
zu den Wickelachsen die Form einer 8 mit je drei Windungen in jedem der beiden Wicklungsabschnitte,
Die beiden jeweils in Reihe geschalteten Wicklungsabsunnitte aus den Unterspannungswicklungen 1 und 2 sind
zur Vermeidung von Lötstellen in einem Zug gewickelt. Hierzu ist zunächst vor dem Anfang des zuerst zu
wickelnden Wicklungsabschnittes ein ausreichend langes Wickelleiterstück für die letzte halbe Windung und eine
Ausleitung des zuletzt zu wickelnden Wicklungsabschnittes auf dem zuerst benutzten Wickelkern fixiert. Danach
wird auf diesen Wickelkern der zuerst zu wickelnde Wicklungsabschnitt, beim dargestellten Ausführungsbeispiel
drei Windungen eines Stranges für die Unterspannungswicklung 1, fertiggewickelt.
Der Wickelkern wird nun auf der Wickelbank etwa rechtwinklig
zum auflaufenden Wickelleiterstrang um den Achsabstand der Unterspannungswicklungen 1 und 2 quer zur
Wickelachse verschoben und ein zweiter Wickelkern wird zentrisch zur Wickelachse der Wickelbank auf dieser befestigt»
Der zweite Wickelkern steht gegenüber dem ersten in Achsrichtung vor, so daß geringfügig axial
versetzt ohne Unterbrechung des Wickelleiterstranges der zweite Wicklungsabschnitt, beim dargestellten Aus-
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- 7 - VPA 84 ε 6 5 H DE
führungsbeispiel zweieinhalb Windungen der Unterspannungswicklung
2, wickelbar ist.
Nach Aufhebung des geringfügigen axialen Versatzes unter Aufrechterhaltung des Wickelzuges in den Verbindungsleitern
17 zwischen den beiden Wicklungsabschnitten wird der Wickelleiter abgeschnitten und das Ende zu
einer Ausleitung abgebogen und fixiert. Nunmehr wird das vor dem Anfang des zuerst gewickelten WickJungsabschnittes
liegende Wickelleiterstück von dem zuerst benutzten Wickelkern gelöst, unter Bildung einer halben
Windung um den zweiten Wickelkern gelegt und nach dem Anbiegen der zweiten Ausleitung an das Ende dieses
Wicklungsabschnittes ebenfalls fixiert.
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Die beiden so aus einem Stück gewickelten in Reihe geschalteten
Wicklungsabschnitte bilden ein selbsttragendes Bauteil, das bis zum später erfolgenden Einbau in
die Transformatoranordnung als selbständiges Element handhabbar ist. Beim Einbau in die Wicklungsanordnung
können daher ohne Schwierigkeiten beliebig viele dieser selbständigen Elemente axial übereinander gestapelt
werden. Die Zahl der Parallelwzeige ist daher beliebig wählbar, so daß die Unterspannungswicklungen 1 und 2 sn
praktisch jeden beliebigen Wicklungsstrom anpaßbar sind.
Die Parallelschaltung dieser die Wicklungsabschnitte darstellenden Elemente erfolgt über massive Leiterplatten
12, die Nuten zum Einlöten der freien Enden der Ausleitungen aufweisen und die gleichzeitig zum
Verschalten der Unterspannungswicklungen 1 und 2 dienen. Hierzu ist beispielsweiseje Phase je eine erste Leiterplatte
12 mit Hochstromdurchführungen 13 und je Phase je eine zweite Leiterplatte 12 entweder mit einem Sternpunkt
oder mit der zyklisch folgenden Leiterplatte 12
- 8 - VPA 84 G 6 5 1 4 DB
der nächsten Phase zu einer elektrischen Dreiecksschaltung verbunden.
Da die Unterspannungswicklungen 1 und 2 thermisch hoch beansprucht sind, sind zwischen den einzelnen Windungen,
mindestens aber zwischen axial benachbarten Wicklungsabschnitten, radiale Kühlkanäle 15 vorgesehen. Zusätzlich sind zur Vermeidung von Überlastungen der räumlich
an den Enden der Unterspannungswicklungen 1 und 2
liegenden Wicklungsabschnitte durch axial unterschiedliche Stromverteilung auf die Parallelzweige die Oberspannungswicklungen 3 und 5 in Achsrichtung kurzer als
die jeweils zugehörige Unterspannungswicklung 1 bzw. 2 ausgeführt.
Zur weiteren Erhöhung der thermischen Belastbarkeit tragen die Wicklungsanordnungen der einzelnen Phasen
je einen sie vollständig umfassenden PreQspanmantel 20,
der sich über Distanzleisten 21 auf dem Umfang je einer
der Unterspannungswicklungen 1 oder 2 abstützt. Diese
PreQspanmantel 20 dienen der Führung der Kühlflüssigkeit, indem sie diese auch beim Antrieb durch eine
Umwälzpumpe zwingen durch die Wicklungen zu strömen. Infolge einer hierdurch erzwungenen höheren Strömungs
geschwindigkeit der Kühlflüssigkeit in den Wicklungen
wird die Wärmeabfuhr aus diesen erhöht, so daß gegenüber Anordnungen mit rein thermisch durch Konvektion
angetriebenem Kühlkreislauf höhere Leistungen bei gleichem Wicklungsvolumen umsetzbar sind.
Um eine einfache und sichere Einspannung der zu den Unterspannungswicklungen 1 und 2 aufeinander gestapelten Wicklungsabschnitte zwischen ebenen rechtwinklig
zur Wickelachse angeordneten Druckringen 19 zu errei
chen, sind die einzelnen Windungen steigungslos ge-
- 9 - VPA 84 G 6 5 H DE
wickelt und durch Kröpfungen 16 in den Zwickeln zwischen den Verbindungsleitungen 17 miteinander verbunden. Zur
weitgehenden gegenseitigen Kompensation der durch Pfeile 18 angedeuteten Kurzschlußkräfte sind einander
axial benachbarte Wicklungsabschnitte außerdem mit entgegengesetztem Wickelsinn ausgeführt.
Der neuerungsgemäße Wicklungsaufbau ist für alle mit sehr großen Strömen belasteten Transformator- und
Drosselspulenwicklungen mit zwei und mehr Windungen geeignet.
7 Schutzaneprüche
6 Figuren
Claims (7)
1. Hochstromtransformator mit indirekter Spannungseinstellung über einen Zwische-.ikreis, bestehend aus je
einem in einem gemeinsamen Kessel angeordneten Haupt- und Zusatztransformator, deren jeweils aus einer Vielzahl
von parallelgeschalteten Wickelleitern aufgebaute, im Querschnitt rechtwinklig zu den Wickelachsen gemeinsam
die Form einer 8 aufweisenden Unterspannungswicklungen (1, 2) miteinander elektrisch in Reihe geschaltet
sind und infolge sich kreuzender Ve7bindungsleiter einander entgegengesetzten Wickelsinn aufweisen,
gekennzeichnet durch die Kombination der Merkmale,
daß beide Unterspannungswicklungen (1, 2) jeweils als einlagige Lagenwicklung aus einem Drilleiter
als Wickelleiter ausgeführt sind,
- daß je parallelgeschalteten Wickelleiter je Unter-Spannungswicklung
(1, 2) einer von axial übereinandergestapelten Wicklungsabschnitten vorgesehen ist,
daß einander entsprechende Wicklungsabschnitte aus beiden Unterspannungswicklungen (1, 2) in einem Zug
gewickelt sind, indem vor dem Anfang des zuerst zu wickelnden Wicklungsabschnittes zunächst ein ausreichend
langes Wickelleiterstück für die letzte halbe Windung und eine Ausleitung des zuletzt zu
wickelnden Wicklungsabschnittes auf dem zuerst benutzten Wickelkern fixiert ist,
- daß jeder Wickelleiter in jedem Wicklungsabschnitt mindestens zwei Windungen aufweist und
daß die Unterspannungswicklungen (1, 2) langer sind als die jeweils zugehörige Oberspannungswicklung
(3, 5), so daß die Stromverteilung in den unter-
• « rf· r · - ·
- Ii - VPA 84 G 6 5 1
einander parallelgeschalteten Wicklungsabschnitten nahezu gleich ist.
2. Hochstromtransformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
mindestens zwischen den sich gegenüberliegenden Windungen von einander axial benachbarten Wicklungsabschnitten
radiale Kühlkan^ (15) vorgesehen sind.
3. Hochstromtransformator nach Anspruch 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Wicklungsabschnitte der Übergang von Windung zu Windung über je eine Kröpfung (16)
erfolgt, so daß die stei.gungslos gewickelten Windüngen
Wickelzylinder mit rechtwinklig zur Wickexachse liegenden Stirnflächen bilden.
4. Hochstromtransformator nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß in Achsrichtung aufeinanderfolgende Wicklungsabschnitte einander entgegengesetzten Wickelsinn haben.
5. Hochstromtransformator nach Anspruch 1 bis 4 , dadurch gekennzeichnet,
daß die Wicklungsabschnitte durch Einlöten der Ausleitungen in Nuten von massiven Leiterplatten (12)
elektrisch parallelgeschaltet sind.
6. Hochstromtransformator nsc!^ Anspruch 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß je Phase eine der Leiterplatten (12) mit Hochstromdurchführungen
(13) in einer vop einer Kesselwand (10) getragenen Platte (14) verbunden ist und daß
die anderen Leiterplatten (12) entweder zu einem Steznpunkt
für die Unterspannungswicklungen (1 und 2) der
- 12 - VPA 84 G 6 5 HOE
drei Phasen zusammengeschlossen sind oder zyklisch mit den erstgenannten Leiterplatten (12) zu einer
elektrischen Dreiecksschaltung verbunden sind.
7. Hochstromtransformator nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Preßspanmantel (20) die Wicklungsanordnungen jeder der Phasen vollständig umfaßt und einen
radialen Austritt von Kühlflüssigkeit aus der Wick
lungsanordnung in den freien Kesselraum verhindert,
wobei sich der Preßspanmantel (20) unter Bildung von axialen Kühlkanälen auf dem Umfang der Unterspannungswicklungen 1 und 2 liegenden achsoarallelen Distanzleisten (21) abstützt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19848417396 DE8417396U1 (de) | 1984-06-07 | 1984-06-07 | Hochstromtransformator mit indirekter Spannungseinstellung über einen Zwischenkreis |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19848417396 DE8417396U1 (de) | 1984-06-07 | 1984-06-07 | Hochstromtransformator mit indirekter Spannungseinstellung über einen Zwischenkreis |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE8417396U1 true DE8417396U1 (de) | 1986-03-06 |
Family
ID=6767692
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19848417396 Expired DE8417396U1 (de) | 1984-06-07 | 1984-06-07 | Hochstromtransformator mit indirekter Spannungseinstellung über einen Zwischenkreis |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE8417396U1 (de) |
-
1984
- 1984-06-07 DE DE19848417396 patent/DE8417396U1/de not_active Expired
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