DE892173C - Aus Einphasentransformatoren bestehender Grosstransformator hoher Leistung - Google Patents

Description

• Aus Einphasentransformatoren bestehender Großtransformator hoher Leistung Bei der Transformation sehr hoher Leistungen besteht wegen der hohen Kurzschlußleistung des Netzes häufig die Notwendigkeit, eine Leistungsunterteilung vorzunehmen. Zu diesem Zweck kann man entweder mehrere Transformatoren parallel schalten, oder man verwendet "Mehrwicklungstransformatoren, bei denen auf jedem Schenkel beispielsweise die Niedervoltwicklungen in zwei gleiche Teile aufgeteilt werden und die Aufteilung der Leistung durch Zusatzreaktanzen erfolgt.
• Bei Großtransformatoren, die aus mehreren Einphasentransformatoren bestehen, erhält man erfindungsgemäß eine besonders vorteilhafte Möglichkeit der Leistungsaufteilung, wenn man die Einphasentransformatoren als Zwei- oder Mehrschenkelkerntypen ausführt, die Hochvoltwicklungen auf jedem Schenkel beispielsweise sämtlich parallel schaltet und die Niedervoltwicklung auf jedem Schenkel getrennt speist bzw. getrennt belastet. Tritt nunmehr in einem Netzteil ein Kurzschluß auf, so beschränkt sich dieser auf die Wicklungen des betreffenden Schenkels.
• Im nachstehenden wird die Erfindung an Hand der Zeichnung noch näher erläutert.
• In Fig. r bilden die drei Einphasentransformatoren mit den Kernen r, a, 3 zusammen einen Großtransformator hoher Leistung. Sie besitzen zweischenklige Kerne, wobei auf jedem Schenkel eine Primärwicklung 4, 5, 6, 7, 8, 9 und eine Sekundärwicklung io, 1i, 12, 13, 14, 15 vorgesehen ist. Bei dem Ausführungsbeispiel sind die Primärwicklungen jedes Einphasentransformators parallel geschaltet, während die entsprechenden Sekundärwicklungen verschiedenen Netzteilen angehören.
• Die Wirkungsweise des Erfindungsgegenstandes ist folgende, wobei auf Fig. 2 Bezug genommen wird.
• Wenn in einem der beiden Sekundärnetze ein Kurzschluß auftritt, so beschränkt sich dieser in seiner Ausdehnung auf die Wicklung des betreffenden Schenkels des Einphasentransformators. In bezug auf die Gesamtleistung des Transformators findet der Kurzschluß bei zt-Schenkeln jetzt die ft-fache Kurzschlußspannung vor. Eine Beeinflussung der übrigen Netzteile über die parallelen Schenkel findet praktisch nicht statt, da bei Vernachlässigung des im Verhältnis zur Streureaktanz sehr geringen Ohmschen Widerstandes der Wicklung bei starrer Hochvoltseite die Flüsse beider Schenkel gleich bleiben. Im Kurzschlußfall ist also der Hauptfluß 0, zusammen mit dem Streufluß 0,i gleich dem Fluß 02 des anderen Schenkels. Der Ohmsche Spannungsabfall in der kurzgeschlossenen Wicklung wird eine geringe Senkung des Gesamtflusses O1 ges im kurzgeschlossenen Schenkel i bewirken und die Differenz zwischen dem wirklich in der Wicklung auftretenden und dem wirksamen verketteten Streufluß den Fluß O1 ges ein wenig erhöhen. Diese geringen Flußdifferenzen gleichen sich im Fenster des Transformators als Streufluß aus, der in der gesunden Wicklung einen entsprechenden Kompensationsstrom hervorruft. Da aber bei Hochleistungstransformatoren der Magnetisierungsstrom einen so kleinen Anteil am. Nennstrom hat, daß, wenn der gesamte Fluß bei völliger Absperrung des einen Schenkels durch den Luftraum des Fensters fließen müßte, der Magnetisierungsstrom des gesunden Schenkels nur einen Bruchteil des Nennstromes ausmachen würde, wird der Kurzschluß in i keine nennenswerte Verschiebung der Strombelastung in 2 hervorrufen. Man könnte die Leistungsaufteilung auf der Niedervoltseite auch auf der Hochvoltseite fortsetzen, derart, daß jetzt völlig getrennte Transformationssysteme sich auf einem Kern befinden (Fig. 3). Erforderlich sind nur annähernd gleiche Flüsse für jeden Schenkel. Mäßige Unterschiede, beispielsweise durch Spannungsabfälle, würden nicht stören, da sich diese Flüsse, wie bereits dargestellt, durch einen Luftfluß im Fenster ausgleichen würden. Befürchtet man bei dauernden größeren Flußdifferenzen Zusatzverluste durch den Streufluß, so kann für den Flußausgleich ein entsprechend schwach bemessener Hilfsschenkel vorgesehen werden, der in Fig. 3 mit 16 bezeichnet ist.
• Damit würde der Einphasentransformator mit zwei und mehreren Schenkeln den Idealfall einer Energieverteilung darstellen, da er Transformation, Sammelschienen und Trennung der Energiezweige in sich vereinigt.
• Fig. q. zeigt in einem Ausführungsbeispiel die Aufteilung der Gesamtleistung in drei Energiezweige. Hier ist' ein Vergleich des einphasigen Fünfschenkelkerns mit dem dreiphasigen Fünfschenkelkern gleicher Leistung angebracht, denn man könnte ja auch die Aufteilung der Leistung in drei Einphaseniransformatoren gleicher Bauart in üblicher Weise vornehmen. Als Vorteil der ersteren Bauart ergibt sich neben einem geringen Eisenaufwand in den Jochen auch eine geringere Fensterweite, da die Hochvoltwicklungen im Fenster bei Parallelschaltung derHochvoltseiten keinePotentialdifferenz haben. Ferner sind in diesem Fall statt 3 + i nur 2 Hochvoltdurchführungen erforderlich, wie sich überhaupt das Isolationsproblem wesentlich vereinfacht. In Fig. 5 schließlich ist, ebenfalls schematisch, eine Vierfachaufteilung gezeigt. .

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Aus Einphasentransformatoren mit Zwei-oder Mehrschenkelkernen bestehender Großtransformator hoher Leistung, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Schenkel der Einphasentransformatoren eine Hoch- und eine Niedervoltwicklung trägt, die praktisch unabhängig von den Wicklungen der übrigen Schenkel erregt und belastet wird.
2. 2. Großtransformator nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochvoltwicklungen parallel geschaltet sind, während die Niedervoltwicklungen auf elektrisch getrennte Netze arbeiten.
3. 3. Großtransformator nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein schwächer bemessener Hilfsschenkel (i6) vorgesehen ist, der die Flußdifferenzen der Hauptschenkel aufnimmt (Fig. 3). q.. Großtransformator nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß bei n-facher Unterteilung der Kern der Einphasentransformatoren als n -I- 2-Schenkelkern ausgeführt ist (Fig. ¢ und 5).