DE911865C

DE911865C - Transformer with additional reactance for current limitation

Info

Publication number: DE911865C
Application number: DEA11297D
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Koechling; Dr-Ing Habil Werner Kraemer
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1940-10-05
Filing date: 1940-10-05
Publication date: 1954-05-20

Description

Transformator mit zusätzlicher Reaktanz zur Strombegrenzung Zur Erzielung kurzschlußfester Wicklungen bei Transformatoren ist es erforderlich, Mittel zur Begrenzung des Kurzschlußstromes vorzusehen. Diese bestehen im allgemeinen in einer genügend groß gewählten Kurzschlußspannung des Transformators selbst. Es gibt jedoch Fälle, in denen die wünschenswerte Höhe der Kurzschlußspannung auf diesem Wege nicht ohne weiteres erreichbar ist. Bei Mehrwicklungstransformatoren z. B. kommt es häufig vor, daß eine der Wicklungen infolge ihrer zwangläufig gegebenen räumlichen Anordnung eine zu kleine Kurzschlußspannung erhält. Besitzt diese Wicklung auch noch eine kleinere Leistung als die übrigen Wicklungen, so liegt ihre Kurzschlußspannung fast stets unterhalb der, z. B. gemäß RET, zulässigen.Transformer with additional reactance for current limitation To achieve short-circuit-proof windings in transformers, it is necessary to have means for Limitation of the short-circuit current is to be provided. These generally consist of one sufficiently large selected short-circuit voltage of the transformer itself. There are, however Cases in which the desirable level of the short-circuit voltage is not in this way can be easily reached. In multi-winding transformers z. B. it happens frequently before that one of the windings as a result of their inevitable spatial arrangement receives a short-circuit voltage that is too low. This winding also has one lower power than the other windings, so their short-circuit voltage is almost always below the, z. B. according to RET, permissible.

Es ist bekannt, zur Erhöhung der Kurzschlußspannung solcher Wicklungen von Transformatoren besondere Drosselspulen in dem Transformatorkessel vorzusehen und den gefährdeten Wicklungen vorzuschalten. Diese Drosselspulen fallen als Strombegrenzungsspulen relativ groß aus. Sie sind daher bei gegebenen Raummassen schwer unterzubringen. Außerdem erhöhen sie natürlich das Gewicht und die Herstellungskosten des betreffenden Transformators.It is known to increase the short-circuit voltage of such windings of transformers to provide special reactors in the transformer tank and upstream of the endangered windings. These reactors fall as current limiting coils relatively large. They are therefore difficult to accommodate given the given space. In addition, they naturally add to the weight and manufacturing costs of the subject Transformer.

Erfindungsgemäß wird nun nicht eine besondere Drosselspule vorgesehen, sondern die erforderliche zusätzliche Induktivität wird dadurch erhalten, daß um geeignete Teile des Transformatorkernes selbst Windungen gelegt «erden, die den zu schützenden Wicklungen vorgeschaltet werden. Zweckmäßig wählt man die Kernteile bzw. die Schaltung der Wicklungsteile so, daß die Induktion des Hauptflusses aufgehoben wird. Da sich der Hauptfluß und der Fluß der Hilfswicklungen überlagern, steigt im Kurzschlußfalle beim Verringern des Hauptflusses und dem damit verbundenen Ansteigen der Permeabilität die Induktivität der Hilfswicklungen an. Schließlich läßt sich die Drosselwicklung, die häufig nur aus je einer oder einigen Windungen besteht und als Zylinder ausgebildet sein kann, zugleich als Steuerungsschild für das elektrische Feld zwischen den Kernteilen und den Hauptwicklungen bzw. auch als erdkapazitive Kupplung für die angeschlossene, dem Ladeeinfluß der Hauptwicklung ausgesetzte Wicklung verwenden.According to the invention, a special choke coil is not provided, but the required additional inductance is obtained by the fact that um suitable parts of the transformer core itself are placed in windings that make the windings to be protected are connected upstream. The core parts are expediently chosen or the connection of the winding parts in such a way that the induction of the main flux is canceled will. Since the main flux and the flux of the auxiliary windings overlap, it increases in the Short-circuit trap when reducing the main flow and the associated increase the permeability of the inductance of the auxiliary windings. Finally you can the choke winding, which often only consists of one or a few turns and can be designed as a cylinder, at the same time as a control shield for the electrical Field between the core parts and the main windings or also as earth capacitive Coupling for the connected winding that is exposed to the charging influence of the main winding use.

In Fig. i ist der Erfindungsgegenstand in einer als Beispiel anzusehenden Ausführungsform als Einphasenmanteltransformator gezeigt. Auf dem Hauptschenkel i sind die Transformatorenwicklungen Z, 3, d. angeordnet, auf die Rückschlußschenkel 5 und 6 sind die Drosselwindungen 7 und 8 gewickelt, die beim Ausführungsbeispiel so geschaltet sind, daß sich ihre Spannung gegenseitig aufhebt. Diese Drosselwindungen sind der zu schützenden Hauptwicklung so vorgeschaltet, daß an den über Deckel geführten Anschlußklemmen 9 und io die erhöhte Kurzschlußspannung auftritt.In Fig. I, the subject matter of the invention is to be seen as an example Embodiment shown as a single-phase jacket transformer. On the main thigh i are the transformer windings Z, 3, i.e. arranged on the yoke leg 5 and 6, the throttle windings 7 and 8 are wound, which in the exemplary embodiment are switched so that their voltage cancel each other out. These inductor windings are connected upstream of the main winding to be protected in such a way that the Terminals 9 and io the increased short-circuit voltage occurs.

Da der Eisenquerschnitt der Drossel im Verhältnis zu ihrer Leistung sehr groß ist, so genügen nur wenige Windungen, in vielen Fällen nur ein geschlitzter Blechzylinder. In dieser Form eignet sich die Wicklung, wie aus Fig.2 zu entnehmen ist, besonders gut als elektrostatische Abschirmung des kantigen Joches gegen die Oberspannungswicklung4.Because the iron cross-section of the choke in relation to its power is very large, only a few turns are sufficient, in many cases only a slotted one Sheet metal cylinder. The winding is suitable in this form, as can be seen from FIG is particularly good as an electrostatic shield of the angular yoke against the High voltage winding 4.

Während in Fig. i ein Ausführungsbeispiel gezeigt ist, bei dem die Drosselwicklungen schaltungsmäßig symmetrisch zur Hauptwicklung liegen, bringt Fig.3 eine Ausführungsform, bei welcher die Drosselwindungen unmittelbar in Reihe miteinander liegen.While in Fig. I an embodiment is shown in which the Choke windings are symmetrically connected to the main winding, Fig. 3 an embodiment in which the throttle windings are directly in series with one another lie.

Bei Kerntransformatoren und 1VIehrphasentransformatoren läßt sich die Erfindung ebenfalls durchführen, indem, wie in Fig. d, gezeigt, die Drosselwindungen durch den gelochten oder geschlitzten Schenkel jeder Phase so hindurchgeführt sind, daß die Induktion des Hauptflusses ausgeschaltet ist. Eine besonders einfache Anwendung der Erfindung ergibt sich, wenn, wie in Fig. 5 gezeigt, die Drosselwindungen für die Zusatzinduktivität so um die Joche gelegt sind, daß der Fluß sich durch die Luft schließen kann.With core transformers and 1V multi-phase transformers also practice the invention by, as shown in Figure d, the inductor windings are passed through the perforated or slotted legs of each phase in such a way that that the induction of the main flow is switched off. A particularly simple application of the invention results when, as shown in FIG. 5, the throttle windings for the additional inductance are so placed around the yokes that the flow is through the Air can close.

Die praktische Ausführung nach Fig.4 macht besonders dann, wenn, wie fast immer. die zu schützende Wicklung am Eisenkern liegt und die kleinste Spannung aufweist, insofern keinerlei Schwierigkeiten, weil der Abstand zum Joch mit Rücksicht auf die Kurzschlußfestigkeit der Wicklung ebenso groß ist wie der der Höchstspannungswicklung, so daß in dem zur Isolation nicht erforderlichen ohnehin vorhandenen Raum die Windungen zur Erhöhung der Kurzschlußspannung dieser Wicklung untergebracht werden können. Außerdem ist bei größeren Kernen sowieso in der Kernmitte quer zu den Backen ein Schlitz vorhanden, der zur Kühlung dient und auch bei vielleicht stellenweiser Erweiterung die Windungen zur Vergrößerung der Reaktanz aufnehmen kann. Unter Umständen genügt übrigens bereits ein Bolzenloch.The practical implementation according to Figure 4 makes especially when, how almost always. the winding to be protected is on the iron core and the lowest voltage has, insofar as no difficulties, because the distance to the yoke with consideration the short-circuit strength of the winding is as great as that of the extra-high voltage winding, so that the turns are in the space that is not required for insulation anyway can be accommodated to increase the short-circuit voltage of this winding. In addition, with larger cores there is anyway in the middle of the core across the jaws There is a slot that is used for cooling and also if it is widened in places can accommodate the turns to increase the reactance. It may be enough By the way, already a bolt hole.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Transformer with additional reactance for current limitation in the event of a short circuit, characterized in that the additional reactance is provided by auxiliary windings is achieved, which are arranged on core parts of the transformer so that by the main flow a voltage is not induced. z. Transformer according to claim i, characterized in that throttle windings (7, 8) on the yoke legs a jacket transformer are arranged. 3. Transformer according to claim i, characterized by dimensioning the core and the auxiliary windings in such a way that in the event of a short circuit, So with decreasing terminal voltage of the main winding and decreasing core saturation, an increase in the reactance of the auxiliary windings occurs. 4. Transformer according to claim i, characterized in that the throttle windings (7, 8) through slots in the leg are performed, so that the turns are partly one core half and partly the wrap around the other half of the core, in opposite directions. 5. Transformer according to claim i, characterized in that _ that the turns - parallel to the yoke flow around the yokes are placed and that the flow generated by the throttle windings is through the Air closes.