DE845671C

DE845671C - transformer

Info

Publication number: DE845671C
Application number: DEP28918A
Authority: DE
Inventors: August Meyerhans
Original assignee: BROWN AG; BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BROWN AG; BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1947-09-23
Filing date: 1949-01-01
Publication date: 1952-08-04

Description

Transformator Bei der plötzlichen Abschaltung der Last von einer langen Hochspannungsleitung kann die Spannung rasch sehr hoch ansteigen bei gleichzeitigem Anwachsen der Frequenz infolge der Entlastung der das Netz speisenden Generatoren.Transformer In the event of sudden disconnection of the load from a long High-voltage line can rapidly increase the voltage very high at the same time Increase in frequency as a result of the relief of the generators feeding the network.

Dieser Spannungsanstieg kann nun verhütet werden, wenn an die Hochspannungsleitung dauernd ein Stabilisierungstransformator angehängt ist, der die Eigenschaft aufweist, selbsttätig bei Auftreten einer Störung im Netz eine Ersatzbelastung zu verursachen.This increase in voltage can now be prevented by connecting to the high-voltage line a stabilizing transformer is permanently attached, which has the property, to automatically cause a substitute load in the event of a fault in the network.

Gegenstand der Erfindung ist ein Transformator zur Verhütung des Spannungsanstieges bei der plötzlichen Entlastung langer Hochspannungsleitungen in Krafthetzen. Zur Erzielung des angestrebten Zweckes ist der Transformator so ausgebildet, daB er zwei magnetisch parallel geschaltete Kernsäulen aufweist, von welchen eine nur von der Primärwicklung umschlossen und so bemessen ist, daß sie hei Auftreten einer Störung bereits von einer gegenüber der Netzspannung mäßig erhöhten Spannung stark gesättigt ist, während die andere Kernsäule von der Sekundärwicklung und der Primärwicklung umschlossen und selbst im Störungsfall immer nur schwach gesättigt ist.The invention relates to a transformer for preventing the voltage rise at the sudden relief of long high-voltage lines in power-rushing. To the To achieve the intended purpose, the transformer is designed in such a way that it has two magnetically parallel core columns, one of which is only from the primary winding is enclosed and dimensioned so that it occurs when a Disturbance from a voltage that is moderately higher than the mains voltage is saturated, while the other core column from the secondary winding and the primary winding enclosed and is only weakly saturated even in the event of a fault.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines Stabilisierungstransformators schematisch in Fig. i im Längsschnitt dargestellt. Die Fig. ? zeigt ein Stromspannungsflußdiagramm.In the drawing is an embodiment of a stabilizing transformer shown schematically in Fig. i in longitudinal section. The figure? Figure 3 shows a current-voltage flow diagram.

In Fig. 1 ist mit a eine rohrförmige radialgebleckte Kernsäule vezeic4net, die von der Primärwicklung w1 umschlossen ist. Diese Kernsäue ist so bemessen, daß sie bei einer nur geringen Erhöhung der Netzspannung bereits stark gesättigt ist, daß aber der Magnetisierungsstrom bei normaler Betriebsspannung noch nicht störend wirkt.In Fig. 1 , a tubular radially lapped core column is vezeic4net, which is enclosed by the primary winding w1. This core column is dimensioned in such a way that it is already highly saturated with only a slight increase in the mains voltage, but that the magnetizing current does not yet have a disruptive effect at normal operating voltage.

. Im Innern dieser rohrförmigeci Kernsäule a liegt konzentrisch zu ihr die kreisrunde Kernsäule b, welche ebenfalls radialgeblecht ist. Die Kernsäule b trägt die Sekundärwicklung zu" sie ist somit von dieser und der Primärwicklung zv, umschlossen. Zur Schaffung des Raumes für die `'Wicklung zci3 dienen die Zwischenstücke f" f, des Eisenkernes: Die Kernsäule b ist so bemessen, daß sie auch im Störungsfall immer noch schwach gesättigt ist. Mit c sind in strahlenförmiger Gruppierung an die Kernsäule a angepreßte Rückschlußpakete bezeichnet, die aus U-förmigen Blechen aufgebaut und auch im Störungsfall nur schwach gesättigt sind. d ist ein Wasserwiderstand als Belastung der Sekundärwicklungwq des Stabilisierungstransformators. Das zu schützende Netz ist mit e bezeichnet.. Inside this tubular core column a is concentric to her the circular core column b, which is also radially braided. The core pillar b contributes the secondary winding to "it is therefore from this and the primary winding zv, enclosed. The spacers are used to create the space for the '' winding zci3 f "f, of the iron core: The core column b is dimensioned so that it can also be used in the event of a fault is still weakly saturated. With c are in a radial grouping the core column denotes a pressed-on return path packets, which are made of U-shaped metal sheets and are only weakly saturated even in the event of a fault. d is a water resistance as a load on the secondary winding wq of the stabilizing transformer. The one to be protected Network is denoted by e.

Die Wirkung dieses Stabilisierungstransformators ist nun folgende: Wenn, wie beschrieben, die innere Kernsäule b und die Rückschlußjoche c in allen Betriebsfällen dauernd nicht stark gesättigt sind, so folgt daraus, daß die resultierende Amperewindungszahl von Wicklung zu, und Wicklung zu, jederzeit nur klein ist. Sollte in Wicklung zu, entsprechend dem gesteigerten Amperewindungsbedarf bei zunehmender Spannung im Netz ein großer Strom J, fließen, so muß in Wicklung zu, ein angenähert gleich großer Strom entgegengesetzter Richtung vorhanden sein. Dieser Strom l3 fließt dann über den Wasserwiderstand d und verursacht dort Verluste, die sich proportional dem Quadrat des Stromes ändern. Bei kleinem Strom in der Wicklung zu, ist auch der Strom in der Wicklung zu, und damit der Verlust im Wasserwiderstand klein.The effect of this stabilization transformer is now as follows: If, as described, the inner core column b and the return yokes c in all Operating cases are not permanently saturated, it follows that the resulting The number of ampere turns from winding to, and winding to, is only small at any time. Should in winding, corresponding to the increased ampere-turn requirement with increasing Voltage in the network a large current J, must flow, so must be approximated in winding to the same current in the opposite direction must be present. This current l3 flows then over the water resistance d and causes losses there, which are proportional change the square of the current. If the current in the winding is too low, that too Current in the winding increases, and thus the loss in water resistance is small.

Im Diagramm Fig. 2 ist mit 0, der Fluß in der Kernsäule a bezeichnet. In gleicher Richtung mit diesem Fluß liegt der Magnetisierungsstrom J, in der Wicklung zu" während der Strom 1, in der Wicklung w2 in entgegengesetzter Richtung liegt. Der Spannungsabfall E, am Wasserwiderstand d liegt in der gleichen Richtung wie der Kompensationsstrom 72, entgegengesetzt dazu die induzierte Spannung EQi. Die induzierte Spannung F._i setzt einen senkrecht dazu liegenden Fluß 02 in der Kernsäule b voraus. Die beiden Flüsse 0, und (P2 ergeben zusammen den kombinierten Fluß 01, 2 füT die Induzierung der .Wicklung zu,. Die in -der Wicklung zu, induzierte Spannung E,i, welche der Netzspannung. das Gleichgewicht hält, verläuft senkrecht zu (D1,2. Der Umstand, daß 02 senkrecht zu 0, steht, ist für die Wirkung des Stabilisierungstransformators günstig, weil dadurch nur eine geringe Entlastung der Sättigung in der Kernsäule a eintritt.In the diagram of FIG. 2, 0 denotes the flow in the core column a. In the same direction with this flux is the magnetizing current J, in the winding to "while the current 1, in the winding w2 is in the opposite direction. The voltage drop E, across the water resistance d is in the same direction as the compensation current 72, opposite to the induced voltage EQi. The induced voltage F._i presupposes a flux 02 lying perpendicular to it in the core column b. The two fluxes 0, and (P2 together result in the combined flux 01, 2 for the induction of the winding -to the winding, induced voltage E, i, which keeps the mains voltage in equilibrium, runs perpendicular to (D1,2. The fact that 02 is perpendicular to 0 is favorable for the effect of the stabilizing transformer, because it only has one little relief of saturation occurs in the core column a.

Der Stabilisierungstransformator bewirkt somit, daß hei Eintreten einer Störung im Netz e bei steigender Erhöhung der Spannung selbsttätig eine Ohmsche Belastung ;eingeschaltet -wird, -welche;$ehr rasch, d. h. proportional dem Quadrat der Magnetisierungsamperewindungen, ansteigt. Dabei wird der steile Anstieg Jer Magnetisierungsamperewindungen legierter Transformatorenbleche bei Übersättigung ausgenutzt, um eine parallel geschaltete, ' schwach gesättigte Kernsäule zu beeinflussen, die ihrerseits eine Wicklung trägt. die über einen Widerstand geschlossen ist.The stabilizing transformer thus causes hot entry a disturbance in the network e automatically becomes ohmic when the voltage increases Load; switched on -is, -which; $ rather quickly, d. H. proportional to the square of magnetization ampere turns, increases. The steep ascent Jer Magnetization ampere turns of alloyed transformer sheets in the event of oversaturation exploited to influence a 'weakly saturated core column connected in parallel, which in turn carries a winding. which is closed via a resistor.

'.Der cos P der Gesamtbelastung, der aus dem Magnetisierungsstrom und dem Belastungsstrom sich bestimmt, steigt mit der wachsenden Netzspan-- rrung, da 01 proportional der Spannung, 02 aber proportional den Magnetisierungsamperewindungen ist (s. Fig.2)-. Da die Amperewindungen in der Wicklung w, den AmpereNvindungen in der Wicklung zel, bis .auf einen für die Magnetisierung der Säule b notwendigen Teil das Gleichgewicht halten, werden auch Stromoberwellen im Niagnetisierungsstrom J, in der Wicklung zu. abgebildet, welche mit dem Strom 12 durch den Wasserwiderstand fließen und daselbst Arbeit verrichten müssen. Damit sind dann auch Oberwellen des Netzstromes gedämpft.'. The cos P of the total load resulting from the magnetizing current and the load current is determined, increases with the growing grid voltage, since 01 is proportional to the voltage, but 02 is proportional to the magnetizing ampere turns is (see Fig.2) -. Since the ampere turns in the winding w, the ampere turns in the winding zel, except for one necessary for the magnetization of the column b Part of keeping the balance, there are also current harmonics in the niagnetization current J, in the winding too. shown, which with the stream 12 through the water resistance must flow and do work there. This means that the harmonics of the Mains current attenuated.

Die beiden Kernsäulen können anstatt wie beim Beispiel konzentrisch ineinander, auch in einer Ebene nebeneinander angeordnet sein.The two core columns can be concentric instead of as in the example be arranged in one another, also in one plane next to one another.

Die Anwendung der Radialblechung für beide Kernsäulen bietet den besonderen Vorteil, daß aus dem 'Eisenkreis heraustretende störende Streufelder eng begrenzt sind.The use of radial sheeting for both core columns offers something special Advantage that stray fields emerging from the 'iron circle are narrowly limited are.

Ein Stabilisierungstransformator kann auch an den Klemmen des speisenden Generators angeschlossen werden, um dessen Spannungserhöhung direkt zu vermindern.A stabilizing transformer can also be connected to the terminals of the feeding Generator can be connected in order to reduce its voltage increase directly.

Der Wasserwiderstand kann gegebenenfalls durch eine beliebige Kombination von Ohmschem und induktivem Widerstand ersetzt werden.The water resistance can optionally be any combination be replaced by ohmic and inductive resistance.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Transformer to prevent the voltage rise in the sudden relief of long high-voltage lines in power systems, characterized in that it has two magnetically parallel core columns, one of which is only enclosed by the primary winding 'and is dimensioned so that it occurs when a malfunction occurs a voltage that is moderately higher than the mains voltage is strongly saturated, while the other core column is enclosed by the secondary winding and the primary winding and is always only weakly saturated even in the event of a fault.

2. Transformer according to claim i, characterized in that that at least the one enclosed by the primary winding is saturated in the event of a fault The core column is tubular and that it has the unsaturated secondary winding in the event of a malfunction concentrically surrounds the supporting core column. .

3. Transformer after Claim 2, characterized. that both core columns are radially braided.

4th Transformer according to Claim 3, characterized in that the primary winding Enclosed tubular core column in the event of a fault, unsaturated return packets are pressed from U-shaped sheets in a radial grouping.

5. Transformer according to claim r, characterized in that the load on the secondary winding is a water resistance.