DE956150C - Transformer with tapped secondary winding and adjustable reactive current compensation - Google Patents

Transformer with tapped secondary winding and adjustable reactive current compensation

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DE956150C
DE956150C DEL18873A DEL0018873A DE956150C DE 956150 C DE956150 C DE 956150C DE L18873 A DEL18873 A DE L18873A DE L0018873 A DEL0018873 A DE L0018873A DE 956150 C DE956150 C DE 956150C
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transformer
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reactive current
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DEL18873A
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Inventor
Rudolf Kuechler
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Licentia Patent Verwaltungs GmbH
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Licentia Patent Verwaltungs GmbH
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    • HELECTRICITY
    • H01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/34Special means for preventing or reducing unwanted electric or magnetic effects, e.g. no-load losses, reactive currents, harmonics, oscillations, leakage fields
    • H01F27/341Preventing or reducing no-load losses or reactive currents
    • HELECTRICITY
    • H01BASIC ELECTRIC 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

Description

Transformator mit angezapfter Sekundärwicklung und einstellbarer Blindstromkompensation Bekanntlich wird durch Blindstromkompensation das Netz vom Blindstrom befreit, nicht aber der Motor oder Transformator, also nicht die Wicklung des elektrischen Gerätes. Aus diesem Grunde wurden Schaltungen bekannt, um die induktive Blindstromaufnahme z. B. eines Transformators, die durch den Magnetisierungsbedarf seines Eisenkernes und den der abgabeseitig angeschlossenen Verbraucher verursacht wird, mittels eines Kondensators zu kompensieren.Transformer with tapped secondary winding and adjustable reactive current compensation It is well known that reactive current compensation does not remove the reactive current from the grid but the motor or transformer, not the winding of the electrical device. For this reason, circuits have been known for the inductive reactive current consumption z. B. a transformer, which is caused by the magnetization requirement of its iron core and caused by the consumer connected on the output side, by means of a To compensate capacitor.

So wurde beispielsweise die Sekundär- oder Abgabewicklung eines Transformators zum. Teil mit Anzapfungen versehen, die mit einem Stufenschaltwerk verbunden sind. Ein Kondensator ist dabei zwischen eine Phase und die Anzapfungen geschaltet, so daß die Anpassung seines Ladestromes an 'den jeweiligen Blindslrombedarf durch das an die Anzapfungen angeschlossene Stufenschaltwerk unter Last erzielt werden kann.For example, this was the secondary or output winding of a transformer to the. Part provided with taps that are connected to a step switchgear. A capacitor is connected between a phase and the taps, see above that the adaptation of its charging current to 'the respective Blindslrombedarf by the tap changer connected to the taps can be achieved under load.

Ein Ausführungsbeispiel dieser bekannten Schaltung zeigt Fig. r. Dabei ist mit r die Primärwicklung und mit z die Sekundärwicklung bezeichnet, wobei die letztere mit verschiedenen Anzapfungen 3 versehen ist. Zwischen die Leitung q. und die dem jeweiligen Betriebsfall entsprechende Anzapfung 3 ist ein Kondensator 5 geschaltet. Wie daraus zu ersehen ist, ergibt sich auf der Abgabeseite des Transformators sowohl eine Reihen- als auch eine Parallelschaltung einer relativ großen Kapazität mit den S#treuinduktivitätsanteilen der durch den jeweiligen Abgriff des Stufenschaltwerkes unterteilten Abgabewicklung. Dies hat aber zur Folge, daß die Eigenfrequenzen des Transformators weit unter die Eigenfrequenzwerte normaler Transformatoren sinken, woraus sich der Nachteil ergibt, daß die Harmonischen der Netzspannung unliebsame Resonanzerscheinungen hervorrufen. Diese Resonanzerscheinungen können dadurch vermieden werden, daß die Streuinduktivitätsanteile der Abgabewicklung genügend klein gehalten werden, da die Größe des Kondensators durch die zu kompensierende Blindlast festgelegt ist. Bezüglich des Kondensators wirkt die Sekundärwicklung wie ein Spartransformator ohne Rückwirkung auf die Primärseite.An embodiment of this known circuit is shown in FIG. Included is the primary winding with r and the secondary winding with z, where the the latter is provided with different taps 3. Between the line q. and the tap 3 corresponding to the respective operating case is a capacitor 5 switched. As can be seen from this, it results on the output side of the transformer both a series and a parallel connection of a relatively large capacity with the S # fair inductance components of the respective tap of the tap changer subdivided delivery winding. However, this has the consequence that the natural frequencies of the Transformer far below the natural frequency values of normal transformers sink, from which there is the disadvantage that the harmonics of the mains voltage are unpleasant Cause resonance phenomena. This can avoid these resonance phenomena that the leakage inductance components of the delivery winding are kept sufficiently small because the size of the capacitor is determined by the reactive load to be compensated is. With regard to the capacitor, the secondary winding acts like an autotransformer without repercussions on the primary side.

Ufn die. Streuinduktivitätsanteile herabzumindern, wurden bereits Schaltungen verwendet, bei denen auf jedem . Transformatorschenkel eine Schubwicklung als Tertiärwicklung vorgesehen ist. Die Kopplung zwischen Primär- und Sekundärwicklung mittels einer Schubwicklung bewirkt nur die Umwandlung eines radialen Querfeldes in ein axiales Längsfeld, wodurch nur eine unzureichende Verringerung.der Streuinduktivität erzielt wird, da zwischen der Schubwicklung und der angezapften Wicklung die Primärwicklung angeordnet ist, wodurch zwangläufig zwischen Schubwicklung und angezapfter Wicklung ein großer Abstand besteht.Ufn the. To reduce leakage inductance components have already been Circuits used where on each. Transformer leg a thrust winding is intended as a tertiary development. The coupling between primary and secondary winding by means of a thrust winding only causes the conversion of a radial transverse field in an axial longitudinal field, whereby only an insufficient reduction of the leakage inductance is achieved because the primary winding is between the thrust winding and the tapped winding is arranged, whereby inevitably between the thrust winding and the tapped winding there is a great gap.

Durch die Erfindung wird hier Abhilfe geschaffen. Sie besteht darin, daß die mit Anzapfungen versehenen Wicklungsteile gegenseitig und mit der Stammwicklung durch entsprechende Wicklungsausbildung derart verkoppelt sind, daß die Streuinduktivität vernachlässigbar klein ist. Dies wird beispielsweise dadurch erreicht, daß die Abgabewicklung, insbesondere aber der Teil der Abgabewicklung, der mit Anzapfungen versehen ist, als Lagenwicklung ausgeführt ist, wobei die Anzapfungen an den Lagenübergängen angeordnet sind.The invention provides a remedy here. It consists in that the winding parts provided with taps mutually and with the main winding are coupled by appropriate winding design in such a way that the leakage inductance is negligibly small. This is achieved, for example, in that the delivery winding, but in particular the part of the delivery winding that is provided with taps, is designed as a layer winding, the taps being arranged at the layer transitions are.

Ein Ausführungsbeispiel- der Erfindung ist in Fig. a schemätisch dargestellt. Auf den Kern 6 sind die Abgabewicklungen 7, 8 und konzentrisch darüber die Primärwicklung 9 aufgebracht. Während die Primärwicklung 9 eine beliebige Wicklungsart aufweisen kann, wird der mit Anzapfungen versehene Teil 7 der Abgabewicklung als Lagenwicklung ausgeführt. Dabei hat man es in der Hand, den Streuinduktivitätsanteil des mit dem nicht gezeichneten Kondensator in Reihe liegenden Wicklungsteiles, der wegen der bewirkten Spannungsresonanz besonders gefährlich werden kann, dadurch bevorzugt zu verkleinern, daß man die Stufenwicklung 7 konzentrisch innerhalb der Stammwicklung 8 anordnet.An exemplary embodiment of the invention is shown schematically in FIG. The output windings 7, 8 are on the core 6 and the primary winding concentrically above it 9 applied. While the primary winding 9 have any type of winding can, the tapped part 7 of the dispensing winding is a layer winding executed. You have it in your hand, the leakage inductance component of the with the not shown capacitor lying in series winding part, because of the caused voltage resonance can be particularly dangerous, thereby preferred to reduce the size of the step winding 7 concentrically within the main winding 8 arranges.

Eine vollkommene Kopplung der einzelnen mit Anzapfungen versehenen Spulen wird in an sich bekannter Weise dadurch erreicht, daß die Leiter der einzelnen Spulen als parallele Leiter zusammengefaßt und sämtliche Leiter gemeinsam als verstürzte Wicklung gewickelt werden.A complete coupling of the individual taps Coils is achieved in a manner known per se in that the conductors of the individual Coils combined as parallel conductors and all conductors together as collapsed Winding to be wound.

Zum Schutz des Transformators gegen überspannungen ist es bei diesen Schaltungen besonders zweckmäßig, in an sich bekannter Weise Überspannungsableiter vorzusehen, da der Kondensator, der zu einem Teil der Abgabewicklung parallel geschaltet ist, einen relativ geringen Widerstand für die Überspannungen, also praktisch einen Kurzschluß des parallel liegenden Wicklungsteiles darstellt, so daß mit der ganzen Überspannung der restliche mit dem Kondensator in Reihe liegende Wicklungsteil beansprucht ist, Aus diesem Grunde ist jeweils zwischen Sternpunkt des Transformators und dem Spannungsabgriff für den Kondensator ein Überspannungsableiter vorgesehen, um den; Transformator vor Schaden zu bewahren.These are used to protect the transformer against overvoltages Circuits particularly expedient, surge arresters in a manner known per se to be provided as the capacitor, which is connected in parallel to part of the output winding is, a relatively low resistance for the overvoltages, so practically one Short circuit of the parallel winding part represents, so that with the whole Overvoltage stresses the rest of the winding part lying in series with the capacitor is, For this reason there is always between the neutral point of the transformer and the Voltage tap for the capacitor, a surge arrester provided to the; To protect the transformer from damage.

In Fig. 3 ist ein Ausführungsbeispiel für diesen Schutz bei Anwendung der erfindungsgemäßen Schaltung schematisch dargestellt. Gezeichnet sind lediglich die Abgabewicklungen io, 11, 1z eines Drehstromtransformators, wobei jeweils zu einem Teil der Wicklung ein Kondensator 13, 1q., 15 parallel geschaltet ist. Parallel zu den restlichen Wicklungsteilen ist pro Phase je ein Überspannungsableiter 16, 17, 18 geschaltet. Diese-Überspannungsableiter 16, 17, r8 dienen dazu, Überspannungen aufzunehmen, die einzeln auf jede Phase auftreffen können. Um dreiphasige Überspannungen aufnehmen zu können, ist es bekanntlich zweckmäßig, zusätzlich noch einen zwischen Sternpunkt und Erde liegenden überspannungsableiter-ig vorzusehen.In Fig. 3 an embodiment of this protection is shown schematically when using the circuit according to the invention. Only the output windings io, 11, 1z of a three-phase transformer are shown, a capacitor 13, 1q., 15 being connected in parallel to one part of the winding. A surge arrester 16, 17, 18 is connected for each phase in parallel to the remaining winding parts. These surge arresters 16, 17, r8 are used to absorb surge voltages that can hit each phase individually. In order to be able to absorb three-phase overvoltages, it is known to be expedient to additionally provide a surge arrester between the star point and earth.

Claims (1)

PATENTANSPRÜCHE: i. Transformator mit angezapfter Sekundärwicklung und einstellbarer Blindstromkompensation, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Anzapfungen versehenen Wicklungsteile gegenseitig und mit der Stammwicklung durch entsprechende Wicklungsausbildung derart verkoppelt sind, daß die Streuinduktivität vernachlässigbar klein ist. z. Transformator nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgabewicklung als Lagenwicklung mit Anzapfungen an den Lagenübergängen ausgeführt ist. 3. Transformator nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgabewicklung als verstürzte Wicklung ausgeführt ist, wobei die einzelnen parallelen Leiter der verstürzten Wicklung die mit Anzapfungen versehenen Spulen darstellen. q.. Transformator nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stufenwicklung konzentrisch innerhalb der Stammwicklung an- . geordnet ist. 5. Transformator nach Anspruch i bis q., dadurch gekennzeichnet, da,B je Phase zwischen Sternpunkt der mit Anzapfungen versehenen Wicklungsteile und Abgriff des Kondensators ein Überspannungsableiter eingeschaltet ist. 6. Transformator nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Sternpunkt des Transformators und Erde ein Überspannungsableiter eingeschaltet ist. PATENT CLAIMS: i. Transformer with tapped secondary winding and adjustable reactive current compensation, characterized in that the winding parts provided with taps are mutually coupled and with the main winding by means of appropriate winding design in such a way that the leakage inductance is negligibly small. z. Transformer according to Claim i, characterized in that the output winding is designed as a layer winding with taps at the layer transitions. 3. Transformer according to claim i, characterized in that the output winding is designed as a collapsed winding, the individual parallel conductors of the collapsed winding representing the coils provided with taps. q .. Transformer according to claim i to 3, characterized in that the step winding an- concentrically within the main winding. is ordered. 5. Transformer according to claim i to q., Characterized in that, B per phase between the star point of the winding parts provided with taps and the tap on the capacitor, a surge arrester is switched on. 6. Transformer according to claim i to 5, characterized in that a surge arrester is switched on between the neutral point of the transformer and earth.
DEL18873A 1954-05-21 1954-05-21 Transformer with tapped secondary winding and adjustable reactive current compensation Expired DE956150C (en)

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