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Einphasentransformator für sehr hohe Spannung und Leistung Es ist
bekannt, bei Drehstromtransformatoren für sehr hohe Leistungen und Spannungen die
einzelnen Phasen auf drei Einphasentransformatoren zu verteilen. Damit solch ein
Einphasentransformator noch durch das Bahnprofil geht, kann er bei stehender Wicklungsanordnung
beispielsweise einen Kern mit fünf Schenkeln erhalten, von denen die drei mittleren
die Arbeitswicklungen tragen, während die beiden äußeren magnetische Rückschlüsse
bilden. Zwecks Unterdrückung von Sternpunktschwingungen dreifacher Frequenz sowie
zum Zweck der Nullpunktbelastung durch Erdschlußdrosseln werden solche Transformatoren
mit Tertiärwicklungen versehen, die untereinander in geschlossenem Dreieck geschaltet
werden und zur Kompensation der kapazitiven Netzbelastung im Leerlauf vielfach gleichzeitig
durch Drosseln belastet sind. Als Betriebsspannung für diese Tertiärwicklung wird
dabei im allgemeinen eine Mittelspannung zwischen io bis 30 ILV gewählt.
Das hat nun bei den üblichen Wicklungsanordnungen zur Folge, daß im Fall eines Kurzschlusses
auf der Tertiärseite infolge der gewaltigen Leistungen derartiger Übertragungseinrichtungen
ganz außerordentlich große Kurzschlußströme auftreten, die auch von neuzeitlichen
Schaltern nicht mehr bewältigt werden können. Man ist daher im allgemeinen gezwungen,
durch Einbau von zusätzliehen
Luftdräs:seln die Kurzschlußleistung
der Tertiärwicklunggsseite auf ein für die Schalter noch erträgliches Maß herabzusetzen.
Derartige Drosseln erfordern aber einen ganz erheblichen- Aufwand an Werkstoff und
Kosten, da sie im Kurzschluß unter Umständen Leistungen von über ioo MVA zu übernehmen
haben. Diesen Aufwand kann man ersparen, wenn es gelingt, durch eine geeignete Anordnung
der Tertiärwicklung im Transformator, selbst die Streuung zwischen dieser und den
Arbeitswicklungen des Transformators so weit zu erhöhen, daß allein durch diese
natürliche Streuinduktivität der Kurzschlußstrom der Tertiärseite auf das erforderliche
Maß gedrosselt wird. Die gedrängte Bauweise solcher Hochspannungs- und Hochleistungstransformatoren
erlaubt jedoch nicht, die Tertiärwicklung einfach dadurch genügend lose mit den
Arbeitswicklungen zu koppeln, daß man entsprechend große Streukanäle gegenüber den
Arbeitswicklungen vorsieht, da hierfür der nötige Platz fehlt.
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Die Erfindung hat die Aufgabe, für die Tertiärwicklung eines solchen
Einphasentransformators mit mehreren, beispielsweise drei bewickelten Schenkeln
und zwei Rückschlüssen eine genügend lose Kopplung ohne zusätzlichen Platzbedarf
zu erzielen. Erfindungsgemäß wird die Tertiärwicklung auf wenigstens einen mit Arbeitswicklungen
versehenen Schenkel sowie auf die beiden von Arbeitswicklungen freien Rückschlußschenkel
verteilt, und sämtliche Schenkel des Transformators werden gemeinsam von einer Schubwicklung
umschlossen. Insbesondere wird bei drei mit Arbeitswicklungen versehenen Schenkeln
die Tertiärwicklung hälftig auf den mittleren, mit einer Arbeitswicklung versehenen
Schenkel und die beiden von Arbeitswicklungen freien Rückschlüsse verteilt. Allgemein
wird bei n mit Arbeitswicklungen versehenen Schenkeln und zwei Rückschlüssen, wo
n ungerade ist, die Tertiärwicklung symmetrisch auf innere Schenkel und die beiden
Rückschlüsse
derart verteilt, daß auf den Rückschlüssen je
der n3 Windungen der Tertiärwicklung und auf den
inneren Schenkeln der Rest, das sind n3 Windungen, zu gleichen Teilen untergebracht
sind (vgl. Fig. 2 für n = 5 bewickelte Schenkel und zwei Rückschlüsse).
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Die Schuhwicklung umschließt stets sämtliche Schenkel. Unter Umständen
können die vonTertiärwicklungen freien Schenkel noch zusätzlich mit einer Hilfswicklung
versehen werden, die mit den entsprechenden Hilfswicklungen der anderen beiden Transformatoren
in Dreieck geschaltet ist und für den auf diese Schenkel entfallenden Anteil der
Erdschlußleistung bemessen ist.
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Die Erfindung bietet den Vorteil, daß trotz gedrängter Bauform eine
genügend lose Kopplung zwischen den Arbeitswicklungen und der Tertiärwicklung erzielt
wird. "Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung für drei mit Arbeitswicklungen bewickelte
Schenkel ist in Fig. i dargestellt.
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Auf die mittleren drei Schenkel des fünfschenkligen Eisenkerns z-
sind zu gleichen Teilen die Arbeitswicklungen -2 verteilt; von denen der Einfachheit
halber nur eine dargestellt ist. Die Tertiärwicklung 3 sitzt zur Hälfte auf dem
mittleren Schenkel, die andere Hälfte ist auf die beiden äußeren, von Arbeitswicklungen
freien Schenkel verteilt. Sämtliche Wicklungsschenkel sind von einer Schubwicklung
4 umschlossen. Die Amperewindungszahl isns der Schubwicklung 4 ist in diesem Fall
gleich dem vierten Teil der Gesamtamperewindungszahl 23n3 der Tertiärwicklung 3
und gleich dem dritten Teil der Gesamtamperewindungszahl i2fa, der Arbeitswicklung
2. Dadurch ergibt sich, wenn nur die Wicklungen 2 und 3 belastet sind, durch die
Wirkung der Schubwicklung 4 ein vollkommener Ausgleich der Amperewindungen für die
einzelnen Schenkel. Entsprechendes gilt auch bei anderen Belastungsarten. Als weiteres
Ausführungsbeispiel hierfür ist in Fig. 2 die Anordnung der Tertiärwicklung und
der Schubwicklung bei fünf mit Arbeitswicklungen bewickelten Schenkeln und zwei
von Arbeitswicklungen freien Rückschlüssen gezeigt. In diesem Fall ist die Tertiärwicklung
30 mit je einem Sechstel ihrer Windungszahl
auf die beiden Rückschlußschenkel 4o des Eisenkerns io und mit einem Drittel ihrer
Windungszahl auf die beiden dem Mittelschenkel 5o benachbarten
Hauptschenkel 6o und 70 verteilt. Mit 2o ist eine der zu gleichen Teilen
auf die fünf Hauptschenkel 5o bis go verteilten Arbeitswicklungen-bezeichnet. Die
zweite Arbeitswicklung ist der Einfachheit halber wieder weggelassen. Sämtliche
Wicklungsschenkel werden von der außen liegenden Schubwicklung 4oo umschlungen.
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Die Amperewindungszahl isns der Schubwicklung ist in diesem Fall gleich
dem sechsten Teil der Amperewindungszahl 23n.3 der Tertiärwicklung und gleich dem
fünften Teil der Gesamtamperewindungszahl i2ya, der Arbeitswicklung :2o.
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Ganz allgemein gilt bei n mit Arbeitswicklungen bewickelten Schenkeln
und zwei Rückschlüssen für das Amperewindungsgleichgewicht die Beziehung
Die Schubwicklung 4 kann gleichzeitig als Schirm für die Potentialsteuerung verwendet
werden.