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Überwachungseinrichtung für mehrphasige Stufentransformatoren mit
getrennter Phasenregelung Bei mehrphasigen Stufentransformatoren ist es mitunter
wünschenswert, die einzelnen Phasen für sich zu regeln, um dadurch bleiche Ströme
in den einzelnen Phasen @zu ,bekommen. Besonders vorteilhaft ist eine derartige
Auseinanderregelung bei Ofentransformatoren. Nachteilig bei, dieser Regelmethode
ist, d.aß die Auseinanderregelung nicht beliebig weit ;getrieben werden kann, ohne
daßdabei die auftretenden unsymmetrischen Belastungen einzelner Kernteile, insbesondere
aber Übersättigungen der Kernrückschlüsse und -joche zu Störungen und Beschädigungen
des Gesamttransformators führen. Dem erfahrenen Bedienungspersonal gelingt es wähl,
derartige, durch allzu grobes Auseinanderregeln drohende Fehler durch Abschätzen
des Maßes der für den jeweiligen Transformator noch zulässigen Auseinanderregelung
zu verhüten. Von dem unerfahrenen Bedienungsmann kann dieses Feingefühl und Verständnis
aber nicht erwartet -,verden.
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Aufgabe der Erfindung ist es, hier A@b'bilfe zu schaffen und: die
Regelung so zu vereinfachen, daß auch unerfahrene Personen eine Auseinan.derregelung
;gefahrlos vornehmen können.
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Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß man eine Überwachungseinrichtung
für das unzulässig weite Auseinanderregeln mit dem zu überwachenden Transformator
.zusammenbaut, die mittels Hilfstransformatoren die magnetischen Beanspruchungen
des zu überwachenden Transformators
elektrisch nachbildet und.diese
mit Hilfe elektrischer Meßgeräte anzeigt, wobei der Anzeigewert ein Maß für das
zulässige oder unzulässige Auseinanderregeln darstellt.
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An Hand der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden.
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Die Fig. i zeigt ein Schaltbeispiel der erfindungsgemäßen n Einrichtung.
Mit i ist der zu schützende Transformator, z. B. ein Dreiphasentransformator, bezeichnet.
2 sind dessen regelbare Wicklungen und 3 dessen Sekundärwicklungen. q., q.' und
q." sind die beweglichen Stufenkontakte, die über die Kontaktbahn der zugehörigen
Regelwicklungen gleiten und die unabhängig voneinander verstellbar sind, so .daß
sich eine getrennte Einzelphasenregelung, beipielsweise bei q., ergibt. 5 ist ein
Satz aus drei Hilfstransformatoren, deren Primärwicklungen finit 6 bezeichnet sind.
Diese sind mittels der Leitungen 5o und der Sternpunktsleitung 51 an die Phasen
des zu überwachenden Transformators so angeschlossen, .daß jeder Primärwicklung
6 die Phasenspannung des zu überwachenden Transformators zugeführt ist. An. Stelle
der drei einphasigen Hilfstransformatoren kann auch ein Drehstromtransformator mit
fünfschenkligem Eisenkern verwendet werden. Die Wicklungen 2 und 3 des Haupttransformators
können beliebig in Stern oder in Dreieck geschaltet sein. Die in der Fig. i nur
angedeuteten Sekundärwicklungen 7 der Hilfstransformatoren müssen im einzelnen,
wie .dies die Fig. 2 zeigt, in Netzschaltung mit Widerstandsnachbildung geschaltet
sein, und zwar so, .daß das magnetische Netzwerk, wie dieses in Fig. 3 beispielsweise
für einen Fünfschenkelkern gezeichnet ist, durch ein elektrisches Netzwerk nachgebildet
wird. Dabei müssen den Flüssen im Eisenkern :des zu überwachenden Transformators
die an den Wicklungen des Hilfstransformators oder .den Widerständen auftretenden
Spannungen entsprechen.
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In dem magnetischen Netzwerk gemäß Fig. 3 sind 0u, 0" und
0, die Flüsse in den die Wicklungen 2 und 3 tragenden Kernschenkeln. @eR1
und OR2 sind die Flüsse in den beiden Rückschlußschenkeln und Oj, und 0,,2 die Flüsse
der Joche.
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In .dem dem magnetischenNetzwerk entsprechenden elektrischen Netzwerk
gemäß Fig. 2 sind mit io, ii und i2 die einzelnen Wicklungen der Sekundärwicklungen
7 .der Hilfstransformatoren 5 bezeichnet. UR 1, Uj 1, Uj 2 und UR,
sind vier in der aufgezählten Reihenfolge hintereinandergeschaltete Widerstände.
Verhalten sich die Widerstände der Nachbildung wie die magnetischen Leitfähigkeiten
des Eisenkerns des zu schützenden Transformators, so wird die Spannung am Widerstand
UR., dem Fluß OR1 in dem einen Rückschlußschenkel, die Spannung am Widerstand UR2
dem Fluß OR2 des anderen Rückschlußschenkels proportional sein. Ebenso müssen die
Spannungen an .den Widerständen Uj., bzw. UJ2 .den Jochflüssen Ojibzw. 0j2 proportional
sein.-Da bei .den verschiedenen Belastungen durch die Flüsse die magnetische Leitfähigkeit
wechselt, können, um zu einer sehr genauen Nachbildung mit Hilfe der Widerstände
zu kommen, die Widerstände spannungsabhängig gemacht werden, so daß also :der Abnahme
.der magnetischen Leitfähigkeit bei steigendem Fluß in gleicher Weise ein abnehmender
Widerstand bei steigender Spannung gegenübersteht. Derartige spannungsabhängige
Widerstände, z. B. Ura dioxydwiderstände, sind bekannt.
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Wenn die Sekundärwicklungen der Hilfstransformatoren so geschaltet
sind, daß die Wicklung io einerseits über den Anschluß 13 an das freie Ende des
Widerstandes Up -, und andererseits über die Leitung 14 an den Verbindungspunkt
der Widerstände Uji und Uj. iangeschlosisen äst und die Wicklung ii mit :der Wicklung
io in Reihe geschaltet ist und mit ihrem freien Ende über die Leitung 15 an das
freie Ende des Widerstandes UR 2 angeschlossen ist und endlich die Wicklung 12 über
dien Leiter 16 an den Verbindungspunkt der Widerstände UR, und Uj, und über ,den
Leiter 17 an den Verbindungspunkt der Widerstände UJ2 und UR2 angeschlossen ist,
.dann können die in den einzelnen Zweigen des elektrischen Netzwerkes auftretenden
Spannungen bzw. Ströme mit Hilfe von etwa an die jeweiligen Klemmen angeschlossenen
elektrischen Meßinstrumenten für sich gemessen werden. Es empfiehlt sich, die Skalen
der einzelnen Meßinstrumente dabei nach den jeweilig interessierenden Werten der
zulässigen Belastung in den entsprechend überwachten Teilen zu eichen. Um ein allzuweites,
gefährliches Auseinanderregeln zu signalisieren, können Kontaktzeigerinstrumente
benutzt werden, die beim höchst zulässigen Zeigerausschlag einen Stromkreis schließen
und eine :daran angeschlossene Signaleinrichtung, z. B. akustischer oder optischer
Art, betätigen, so daß das Bedienungspersonal, auch ohne daß .dieses den Stand der
Überwachungsinstrumente ständig überprüft, -auf die Gefahr aufmerksam wird und eine
weitere Auseinanderregelung unterläßt bzw. die bereits erfolgte weite Auseinanderregelung
rückgängig macht.
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Im allgemeinen ist an Hand der angezeigten Meßwerte der einzelnen
Instrumente genau feststellbar, bis zu welchem Maße die einzelnen Kernteile belastet
sind und ob eine weitere Belastung noch zuträglich ist. In der Fig.2 ist mit 18
das zum Widerstand UR, gehörige Meßinstrument bezeichnet. ig ist das Meßinstrument,
,das zum Widerstand UR2 gehört, 2o das zum Widerstand Uj, und 2 1 das zum Widerstand
UJ2 gehörige Meßinstrument. Wenn auch die Flüsse und 0", der die Wicklungen 2 und
3 tragenden Schenkel :des Eisenkerns überwacht werden sollen, dann können hierfür
die Meßinstrumente 22, 23 und 24 vorgesehen werden, die .den Sekundärwicklungen
io, ii und 12 des Hilfstransformators zugeordnet sind.
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In vielen praktischen Fällen wird es nicht unbedingt nötig sein, jeweils
alle Stellen des auseinandergeregelben Transformators zu überwachen, sondern es
wird vielfach schon genügen, wenn das
Bedienungspersonal überhaupü
aufmerksam gemacht wird, daß eine Überlastung. .des Transformators infolge .der
Auseinanderregelung droht. Um dieser Forderung zu genügen, kann man eine vereinfachte
Überwachungseinrichtung verwenden. Bei dieser werden zwar auch die Primärwicklungen
der Hilfstransformatoren wie bei der Fig. i an die Phasen des zu überwachenden Transformators
.angeschlossen, -die Sekundärwicklungen io, ii und 12 der Hilfstransformatoren dagegen
werden im offenen Dreieck geschaltet. An den Klemmen dieser Wicklung wird ein Spannungtsmeßgerät
angeschlossen. Bei dieser Schaltung gibt die Spannung .des offenen Dreiecks ein
Maß für die Unsymmetrie und damit ein Maß für .den Fluß, .der sich von Joch zu Joch
schließen muß. Ist das verwendete Meßinstrument für den zu überwachenden Transformator
geeicht, dann kann man mit der angegebenen Methode eine Überwachungseinrichtung
erhalten, die es gleichfalls gestattet, unerfahrenes.Bedienungspersonal zur Ausführung
.der Regelung bei Transformatoren mit Einzelphasenregelung heranzuziehen, ohne dabei
Gefahr zu laufen, daß der Transformator dadurch Schaden leidet. Dies ist besonders
dann möglich, wenn das Spannungsanzeigegerät ein Kontaktzeigerinstrument ist, das
mit einer Signaleinrichtung zusammenarbeitet. Das Instrument kann auch mit einem
Vorkontakt versehen werden, der gleichfalls mit einer Signaleinrichtung verbunden
ist, die bei ihrer Betätigung @das.Bedienungspersonal darauf aufmerksam macht, daß
bei der Weiterregelung das zulässige Maß des Auseinanderregelns demnächst erreicht
wird. An Stelle der Instrumente können auch Relais verwendet werden. Da zur Herstellung
der erfindungsgemäßenÜberwa;chungseinrichtung nur sehr kleine Hilfstransformatoren
und bekannte Meßinstrumente benötige werden, ist die Einrichtung einerseits billig
und andererseits sehr betriebssicher.