DE932851C - Vorrichtung zum Schutz von Regelwicklungen von Transformatoren - Google Patents

Description

• Vorrichtung zum Schutz von Regelwicklungen von Transformatoren Bei Transformatoren für mittlere Spannungen von etwa 3o bis 6o kV und verhältnismäßig großer Leistung, die eine getrennte Regelwicklung für den meist großen Regelbereich besitzen, ist es vielfach nicht möglich, die Regelwicklung, so wie dies bei Hochspannungstransformatoren bekannt ist, aus mehrgängigen Schraubenspiralen in der Form aufzubauen, daß jede Stufe eine Lage darstellt, die sich über die ganze Wickellänge erstreckt. Aus wickeltechnischen Gründen ist man 'bei den in Frage stehenden Transformatoren für mittlere Spannungen gezwungen, eine Regelwicklungsausführung zu wählen, die neben einem zu- und absetzbaren, sogenannten Grobstufenteil einen Feinstufenteil besitzt, der aus einer einzigen Zylinderspule mit zahlreichen Anzapfungen besteht. Der an den Anzapfkontakten der Feinstufen entlang schaltbare Wanderkontakt der Reguliereinrichtung ist dabei an den Knotenpunkt angeschlossen. Trifft eine derartige Transformatorwicklung eine Überspannungswelle und kommt es infolge der dadurch ausgelösten Ausgleichsischwingung zu einem Sternpunktüberschliag, so entsteht an dem dem Knotenpunkt ,benachbarten Feinstufenteil der Regelwicklung ein außerordentlich steiles Spannungsgefälle. Da der Knotenpunkt je nach der Stellung .des Stufenwählers an jeder der Anzapfungen der Regelwicklung liegen kann, muß bei der Auslegung der Windungs@isolation für die gesamte Feinstufe darauf Rücksicht genommen werden. Ferner m.uß die Windungsisolation der Grobstufe, die eine ähnlich ungünstige Anfangsspannungsverteilung besitzt, in ganz entsprechender Weise verstärkt werden. Das bedeutet einen erhöhten Platzbedarf für die Wicklung, da die Isolation des Regelteils stärker als in der Stammwicklung bemessen werden mu$. Allein nicht nur die Regelwicklung benötigt mehr Platz und mehr Isolation, sondern auch die Isolierstrecken in dem zugehörigen Stufenwähler müssen für die erhöhte Beanspruchung durch die Überspannung beim Sternpunktü'berschlag ausgelegt werden. Eine wesentliche Ersparnis an Platz für den Schalter und eine erhebliche Erhöhung der elektrischen Sicherheit für Schalter und Wicklung wäre erreichbar, wenn es gelänge, die @pannungsverteilung innerhalb der Regelwicklung von Anfang nämoc sicma italtenwie des,bei den bekannten ei g@sc'hirmten Regelwicklungen der Fän ist-" bei -denen, zw-isc@en_ die einzelnen @egelwic e ungstele elektrostatische Schirme_ein ebrac'ht sinä:#e'e"-derärtige, mehrere Schirme aufweisende Wic#lungsausfü'hrung ist mit Rücksicht auf den Raumbedarf bei Transformatoren für mittlere Spannungen nicht tragbar. Eine wesentlich raumsparendere und trotzdem wirkungsvolle Schirmanordnung bringt die Erfindung.
• Erfindungsgemäß ist bei aus einem ungeregelten Wicklungsteil, einem zu- und abschaltbaren Grobstufenteil und einem außen auf den Grobstufenteil aufgebrachten einlagigen und sich über die ganze Wickellänge erstreckenden Feinstufenteil aufgebauten Regelwicklungen die elektrostatische Abschirmeng .in Form einer nur wenige Windungen aufweisenden, sich über die ganze Wickellänge erstreckenden leerlaufenden Wicklungsspirale in die Isolation zwischen Fein- ,und Grobstufenteil eingesetzt. Dabei ist dieser elektrostatische Schirm mit dem mit dem Transformatorknotenpunkt verbundenen Wanderkontakt der Reguliereinrichtung galvanisch leitend verbunden.
• In der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Wicklungs- und Schirmanordnung wiedergegeben. Fig. i zeigt eine schematischeAnordnung einer gemäß der Erfindung ausgebildeten Regelwicklung. Mit i ist der ungeregelte Wicklungsteil, mit 2 der Grobstufenteil und mit 3 der Feinstufenteil bezeichnet. Beide Wicklungen erstrecken sich über die ganze Wickellänge. Dabei ist die Feinstufe außen auf der Grobstufenwicklung unter Zwischenschaltung einer entsprechenden festen I-solierschieht und unter Belassung von bedarfsmäßig vorzusehenden Kühlkanälen aufgebracht. 4 ,ist ein Umschalter, mittels dem der Grobstufenteil zu- oder abschaltbar ist. Mit 5 ist eine elektrostatische Abschirmung angedeutete Diese besteht aus einer nur wenige Windungen aufweisenden leerlaufenden Kupferspule. Auch sie erstreckt sich über die ganze Wickellänge und ist in das zwischen dem Grob- und Feinstufenteil eingebrachte feste Isoliermaterial eingewickelt. Die Stufenkontakte der Feinstufe sind mit 6 angedeutet. An diesen Kontakten gleitet der Wanderkontakt 7 der Reguliereinrichtung entlang, der einerseits mit dem Knotenpunkt 8 des Transformators und andererseits über- die Leitung 9 mit dem einen Ende io der Abschirmwicklung 5 galvanisch leitend verbunden ist. Der ungeregelte Wicklungsteil i kann beliebig aus mehreren in Reihe geschalteten Lagenwicklungen oder Scheibenspulen aufgebaut sein. Die Abschlrmwicklung 5 stellt man zweckmäß,ig aus sehr dünnen Kupferflachband her, dessen Breitseite in Richtung der Wickelachse liegt. Dies ist möglich, da die Abschirmwicklung nicht vom Strom durchflossen wird. Die Isolation der Abschirmung kann verhältnismäßig gering sein, ebenso braucht die Schirmwindung nur für eine sehr geringe Windungsspannung isoliert zu werden. Um Entladungen infolge der Spannungsbeanspruchung ,gegen Erde zu vermeiden, wird man aber trotzdem kein blankes Kupferflachband benutzen, obwohl man unter Umständen auf.eine Schirmwindungsisolation gänzlich verzichten könnte, da der Strom gegenüber der Stammwicklung von der Grebstufe und gegenüber dem geerdeten Kessel und Eisenkern von der Feinstufe elektrostatisch abgeschirmt ist, so daß die Feldstärke gegen Erde auch bei holen Überspannungen verhältnismäßig klein bleibt.
• Von der erfindungsgemäßen Schirmanordnung, nämlich der Verwendung eines einzigen Schirmes zur Potentialsteuerung bei einziehenden Stoßspannungen kann man auch bei. Zusatztransformatoren mit Zu- und Gegenschaltung Gebrauch machen, weil sich hierbei ähnlich günstige Verhältnisse hinsichtlich Raumgewinn und Potentialvergleichmäßigung beim Wicklungsaufbau und bei der Her= stellung der Stufenregeleinrichtung ergeben. Die Fig: 2 zeigt ,schematisch eine derartige Ausführung. Hier ist mit 2o der ungeregelte Wicklungsteil bezeichnet. Dieser ist an die Netzleitung 21 angeschlossen. 22 ist der Feinstufenteil mit seinen Anzapfkontakten 23. Über diese gleitet der bewegliche Wanderkontakt 24 einer Reguliereinrichtung. Er ist mit der Netzleitung 25 verbunden. Mit 26 ist eine leerlaufende, in die Isolation zwischen den Wicklungen 2o und 22 eingebrachte, nur wenige Windungen flachen Kupferbandes umfassende Schirmwicklung bezeichnet. Diese ist über die Leitung 27 mit dem Wanderkontakt 24 der Reguliereinrichtung galvanisch leitend verbunden. Das Ende 28 der Wicklung 22 ist über die Leitung 29 und das Wicklungsende 30 über die Leitung 3 1 mit einem Umschalter 32 verbunden. Dieser ist wieder über die Leitung 33 an die Netzleitung 2 i bzw.' die Wicklung 2o angeschlossen. DieFeinstufenwicklung kann vermittels des Umschalters 32 dem ungeregelten Wicklungsteil zu- oder abgesetzt werden. Das Ende des ungeregelten Wicklungsteils 2o ist bei Drehstromtransformatoren mit -dem gegen Erde isolierten Sternpunkt 35 verbunden.
• Wie bereits vorgeschlagen, kann der elektrostatische Schirm auch in Form mehrerer geschlitzter Flachbandringe, die galvanisch miteinander verbunden sind, ausgeführt werden, wie dies die Fig. 3 zeigt.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Vorrichtung zum Schutz von Regelwicklungen von Transformatoren, insbesondere Le-istungstransformatoren gegen Stoßspannungen mit zur Verteilung des Stoßspannungspotentsals dienender, in die Regelwicklung eingesetzter elektrostatischer Abschirmung, die mit einem an Wicklungsanzapfungen entlang zu schaltenden, an den Knotenpunkt des Transformators angeschlossenen Wanderkontakt leitend verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß bei aus einem ungeregelten Wicklungsteil, einem zu- und abschaltbaren Grobstufenteil. und einem außen auf den Grobstufenteil aufgebrachten, einlagigen und sich über die ganze Wickelhöhe erstreckenden Feinstufenteil aufgebauter Regelwicklung die elektrostatische Abschirmung in Form einer nur wenige Windungen aufweisenden, sich gleichfalls über die ganze Wickellänge erstreckenden Wicklungsspirale in die Isolation zwischen Fein- und Grobstufenteil eingesetzt ist.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrostatische Schirm aus dünnem, mit seiner Breitseite in Richtung der Wicklungsachse liegendem Kupferband hergestellt ist.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Regelteil der Wicklung (Grob- und, Feinstufenteil) als Lagenwickl@ung und der ungeregelte Wicklungsteil (Stammwicklung) als Lagen- oder als Röhrenwicklung mit Scheibenwicklungen ausgeführt ist. q.. Vozrichtung zum Schutz von Regelwicklungen von Transformatoren gegen Stoßspannungen mit zur Verteilung des Stoßspannungspotentials dienender, in die Regelwicklung eingesetzter elektrostatischer Abschirmung, die mit einem an den Wicklungsanzapfungen entlang zu schaltendem Wanderkontakt leitend verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß bei im Zuge der Hochspannungsleitung liegenden Zusatztransformatoren mit Zu- und Gegenschaltung die Abschirmung in die zwischen Regelwicklung und ungeregeltem Wicklungsteil befindliche Isolation untergebracht ist.