DE938027C - Spar- oder Zusatztransformator mit ober- und unterspannungsseitiger Spannungsregelung - Google Patents

Spar- oder Zusatztransformator mit ober- und unterspannungsseitiger Spannungsregelung

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DE938027C
DE938027C DEJ8726A DEJ0008726A DE938027C DE 938027 C DE938027 C DE 938027C DE J8726 A DEJ8726 A DE J8726A DE J0008726 A DEJ0008726 A DE J0008726A DE 938027 C DE938027 C DE 938027C
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DE
Germany
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voltage
winding
additional transformer
undervoltage
control
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Expired
Application number
DEJ8726A
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English (en)
Inventor
Bernhard Dr-Ing Jansen
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Individual
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Publication date
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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F29/00Variable transformers or inductances not covered by group H01F21/00
    • H01F29/02Variable transformers or inductances not covered by group H01F21/00 with tappings on coil or winding; with provision for rearrangement or interconnection of windings
    • H01F29/025Constructional details of transformers or reactors with tapping on coil or windings

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Control Of Electrical Variables (AREA)

Description

  • Spar- oder Zusatztransformator mit Ober- und unterspannungsseitiger Spannungsregelung Insbesondere bei Transformatoren mit hohen Betriebsspannungen, bei denen man zur Beherrschung der Isolationsprobleme zur Erdung eines Poles bei Einphasenanlagen oder des Sternpunktes bei Dreiphasenanlagen übergeht, erweist es sich als zweckmäßig, zur Leistungsübertragung zwischen zwei Netzen mit verschieden hoher Spannung (Unter- und Oberspannung) statt der bei ungeerdeten Netzen üblichen Leistungstransformatoren die kleineren und billigeren Spartransformatoren oder Zusatztransformatoren anzuwenden. Auch bei Anwendung dieser Spar- oder Zusatztransformatoren besteht der Wunsch, sowohl die Höhe der Unterspannung als auch die der Oberspannung stufenweise zu regeln. Zu diesem Zweck ist vorgeschlagen worden, die Wicklungen, welche die Unterspannungsableitung bzw. die Oberspannungsableitung speisen, zum Teil als Stufenwicklungen auszubilden und diese mit Regelschaltern auszurüsten, die die stufenweise Erhöhung bzw. Erniedrigung der Spannungen an den Ableitungen bewirken. Wegen der Isolationsschwierigkeit und der Stoßspannungsempfindlichkeit ist es erforderlich, jede Stufenwicklung nebst Regelschalter auf einem möglichst niedrigen Spannungsniveau anzubringen. Im Bild z und 2 sind die bisherigen Vorschläge zur Regelung der Spannung an den ober- und unterspannungsseitigen Ableitungen dargestellt, die obigen Grundsätzen entsprechen. Bild r stellt einen Spartransformator zur Leistungsübertragung von der Oberspannung zur Unterspannung oder umgekehrt dar. Bild 2 zeigt in seinem oberen Teil einen Zusatztransformator, der vom Spannungspotential des unten gezeichneten, in das Unterspannungsnetz über die Ableitung US liefernden, normalen Leistungstransformators eine zusätzliche Leistung in das Oberspannungsnetz über die Ableitung OS abzugeben gestattet. In den Bildern i und 2 wird die Unterspannung -am Sternpunkt geregelt, während die Oberspannung im Spannungsbereich der Unterspannung geregelt wird. Trotz Erfüllung der Voraussetzung, daß auf einem möglichst niedrigen Spannungsniveau geregelt werden soll, ist der Aufwand zweier Stufenwicklungen und zweier Regelschalter mit der entsprechenden Zahl von Anzapfungszuleitungen zwischen Stufenwicklungen und Regelschaltern so groß, daß eine bemerkenswerte Einschränkung der Leistungsfähigkeit bahntransportfähiger Grenzleistungstransformatoren eintritt. Außerdem setzt ein Zusatztransformator gemäß Bild 2 das Vorhandensein eines* am Nullpunkt geregelten Leistungstransformators zur Speisung der Unterspannungsseite voraus. Das ist aber meistens nicht der Fall.
  • Die Erfindung schafft hier dadurch Abhilfe, daß beide Regelungen mit Hilfe der gleichen Stufenwicklung unter Verwendung zweier an diese Stufenwicklung angeschlossener Regelschalter durchgeführt werden. Die Stufenwicklung ist dabei im Spannungsbereich der Unterspannungsableitung US angeordnet und deren Anzapfungsableitungen sind mit den beiden Regelschaltern verbunden. Es werden also eine Stufenwicklung und deren Anzapfungsableitungen zu einem Regelschalter erspart. Dadurch vermindern sich der Aufwand und die Dimensionen beträchtlich.
  • Die besondere Art der Zusammenschaltung der Stufenwicklung sowie der beiden Regelschalter mit den Teilwicklungen und den unter- und oberspannungsseitigen Ableitungen US und OS des Spar- bzw. Zusatztransformators bewirkt es, daß die beiden Ableitungen unabhängig voneinander in ihrer Spannung geregelt werden können, und daß hierbei auch die Induktion des Eisenkerns mÖglichst konstant gehalten werden kann.
  • Die Bilder 3 bis 5 geben mögliche Anordnungen der Erfindung wieder. Bild 3 zeigt -einen Spartransformator, der auf dem Eisenkern i die beiden Stammwicklungen :2 und 3 der Unter- bzw. Oberspannungsseite und die Stufenwicklung 4 trägt. Die Anzapfungen der Stufenwicklung 4 sind mit den Kontakten der nur schematisch angedeuteten Regelschalter 5 und 6 verbunden; deren Ableitungen 7 und 8 führen einerseits zum' Anfang der oberspannungsseitigen Stammwicklung 3 und anderseits zur Unterspannungsableitung US. Dadurch kann der Regelschalter 5 das Potential der Oberspannung und der Regelschalter 6 das Potential der Unterspannung im Ausmaß -der Spannungsdifferenz der Stufenwicklung 4 regeln. Die für das - Übersetzungsverhältnis Oberspannung/ Unterspannung wesentliche Potentialdifferenz zwischen Ober- und Unterspannung kann jedoch um den doppelten Betrag geregelt werden. Wenn man beispielsweise den Regelschalter 5 in seine höchste Stellung und den Regelschalter 6 in seine tiefste Stellung bringt, erhält man die größte Potentialdifferenz (s. Bild 6 a). Umgekehrt kann man die kleinste Potentialdifferenz zwischen Ober- und Unterspannung hervorbringen, wenn man den Regelschalter 5 in seine tiefste und den Regelschalter 6 in seine höchste Stellung bringt (s. Bild 6c). Die mittlere Potentialdifferenz ergibt sich in der Mittelstellung (Bild 6b), die auch in Bild 3 angedeutet ist.
  • Bild 4 zeigt in seiner oberen Hälfte einen Zusatztransformator mit einer speisenden Parallelwicklung PW und einer spannungserhöhenden Reihenwicklung RW, von der ein Teil als Stammwicklung 3 und ein Teil als Stufenwicklung 4 ausgebildet ist. Genau -wie bei Bild 3 sind zwei Regelschalter 5 und 6 vorgesehen, deren Ableitungen 7 und 8 über die Stammwicklung 3 der Reihenwicklung RW mit der Oberspannungsableitung OS bzw. direkt mit der Unterspannungsableitung US verbunden sind. Außer dem Zusatztransformator ist im unteren Teil von Bild 4 ein normaler Leistungstransformator mit seiner Primärwicklung 9 und seiner Sekundärwicklung io gezeichnet. Letztere ist an die mittlere Anzapfung der Stufenwicklung 4 des Zusatztransformators angeschlossen, die dem mittleren Potential der Unterspannung entspricht. In der im Bild 4 angedeuteten Mittelstellüng der beiden Regelschalter 5 und 6 erhalten also die beiden Ober- und unterspannungsseitigen Ableitungen OS und US die dem Nennübersetzungsverhältnis entsprechenden Potentiale. Auch hier können die Potentialdifferenzen durch entsprechende Veränderung der Reglerstellung gemäß Bild 6 a bis 6 c, wie sie bei der Beschreibung des Spartransformators nach Bild 3 dargelegt wurde, im doppelten Ausmaß der Regelspannung der Stufenwicklung 4 vergrößert oder verkleinert werden.
  • Die Bilder 4 und 5, die in zeichnerischen Zusammenhang miteinander gebracht wurden, zeigen außer den beschriebenen Einzelheiten auch das Zusammenarbeiten eines normalen, für die Energieübertragung zur Unterspannung bestimmten Leistungstransformators, bestehend aus den Wicklungen 9, io mit einem Zusatztransformator, bestehend aus den Wicklungen PW, 3, 4 und einem Spartransformator mit den Wicklungen 2, 3, 4 zur beliebigen Leistungsübertragung von den Generatoren eines Kraftwerks K auf ein Unter- und ein Oberspannungsnetz sowie von einem dieser beiden Netze in das andere. Hierbei ist angenommen, daß das Oberspannungsnetz im allgemeinen vom Kraftwerk zu einem Netzknotenpunkt Leistung überträgt, während das Unterspannungsnetz sowohl vom Kraftwerk als auch vom Netzknotenpunkt Leistung zu den Unterverbrauchsstellen transportiert. Die eingezeichneten Pfeile geben die sich einstellenden Energierichtungen an. Hierbei ist im Bild 5 zusätzlich zu der Darstellung nach Bild 3 eine weitere Ableitung i i zum Unterspannungsnetz gezeichnet, die mit der mittleren Anzapfung der Stufenwicklung 4. verbunden ist. Hierdurch ist es beispielsweise mit Hilfe des Regelschalters 6 möglich, zwischen den rechts bzw. links abgehenden Unterspannungsableitungen i i bzw. i2 noch eine Potentialdifferenz zu schaffen, um damit die an der Ableitung i i hängenden Ausläuferleitungen mit einer anderen Spannung zu fahren als die an der Ableitung 12 hängende Kupplungsleitung. Selbstverständlich kann die Unterspannungsableitung i i auch mit einem nicht unter Last regelbaren Umsteller an die Anzapfungen der Stufenwicklung q. gelegt werden, wodurch man eine gewisse Anpassung des Spannungsniveaus an die gewünschte Netzspannung erhält.
  • Ferner ist im Bild 5 in Abänderung der Schaltung nach Bild 3 eine weitere Möglichkeit, wie die Stufenwicklung q. und die Regelschalter 5 und 6 mit den Stammwicklungen :2 und 3 sowie mit der Unterspannungsableitung US verbunden werden können, gezeichnet. Die Wahl der Schaltung richtet sich nach dem jeweiligen Verwendungszweck.
  • Ein wichtiges Ziel der Konstruktion und des Betriebes von Transformatoren ist die Vermeidung zu hoher Induktionen und zu hoher Induktionsschwankungen im Eisenkern, da hierdurch sowohl die Typenleistung des Transformators als auch die Eisenverluste ungebührlich ansteigen. Die Anwendung der erfindungsgemäßenSpannungsregelung gestattet es, die Induktion des Eisenkerns weitgehend konstant zu halten und innerhalb der Grenzen des Spannungsbereichs der Stufenwicklung unabhängig von dem Übersetzungsverhältnis zu regeln. Das geschieht dadurch, daß die beiden Regelschalter 5 und 6 in den Bildern 3 bis 5 gemeinsam in der gleichen Richtung höher oder tiefer verstellt werden, wie es die Bilder 6 d bis 6 f für ein bestimmtes Übersetzungsverhältnis andeuten. Hierdurch ergibt sich die Tatsache, daß die Regelrichtung (höher oder tiefer) der beiden Regelschalter 5 und 6 verschieden ist, je nachdem, ob eine Änderung des Übersetzungsverhältnisses (Potentialdifferenz) oder eine Änderung der Induktion des Eisenkerns erzielt werden soll. Im ersten Falle müssen die Regler 5 und 6 in entgegengesetzter Richtung (Pfeile 13), im zweiten Falle müssen sie in gleicher Richtung (Pfeile 1q.) höher oder tiefer geregelt werden. Deshalb empfiehlt es sich, für die Betätigung der beiden Regelschalter eine Steuereinrichtung vorzusehen, die es gestattet, beide Regelschalter unabhängig voneinander im beliebigen Regelsinn oder gemeinsam miteinander im gleichen "oder entgegengesetzten Regelsinn zu steuern.

Claims (3)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Spar- oder Zusatztransformator mit ober-und unterspannungsseitiger Spannungsregelung, dadurch gekennzeichnet, daß beide Regelungen mit Hilfe der gleichen Stufenwicklung unter Verwendung zweier an diese Stufenwicklung angeschlossener Regelschalter durchgeführt werden.
  2. 2. Spar- oder Zusatztransformator nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Stufenwicklung im Wicklungsbereich der Unterspannungsableitung angeordnet ist.
  3. 3. Spar- oder Zusatztransformator nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die beidenRegelschalter von einer Steuereinrichtung betätigt werden, die es gestattet, beide unabhängig voneinander im beliebigen Regelsinn oder gemeinsam miteinander im .gleichen oder entgegengesetzten Regelsinn zu steuern.
DEJ8726A 1954-06-01 1954-06-01 Spar- oder Zusatztransformator mit ober- und unterspannungsseitiger Spannungsregelung Expired DE938027C (de)

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