DE957059C - Transformator fuer sehr hohe Spannung und Leistung mit am Sternpunkt starr geerdeterHochspannungslagenwicklung und zusaetzlicher Dreieckswicklung sowie Ladestrom-Kompensationsspulen - Google Patents

Description

• Transformator für sehr hohe Spannung und Leistung mit am Sternpunkt starr geerdeter Hochspannungslagenwicklung und zusätzlicher Dreieckswicklung sowie Ladestrom-Kompensationsspulen Die Erfindung bezieht sich auf einen Transformator für sehr hohe Spannungen und Leistungen, der eine als Lagenwicklung ausgeführte, am Sternpunkt starr geerdete Hochspannungswicklung besitzt und mit einer zusätzlichen Dreieckswicklung sowie Ladestrom-Kompensationsspulen ausgerüstet ist. Bei derartigen Transformatoren weicht bekanntlich die quasi stationäre Endverteilung entsprechend dem jeweils gewählten Wicklungsaufbau hinsichtlich der Aufteilung der gesamten Windungszahl auf die einzelnen Lagen mehr oder weniger von der Geraden und demzufolge auch von der im allgemeinen linearen Anfangsverteilung ab: Auf Grund von Versuchen wurde festgestellt, daß der übergang von der Anfangs- zur Endverteilung der Stoßspannung in solchen Fällen nicht nur von den Ausgleichsschwingungen begleitet wird, die von den Durchhängen innerhalb der einzelnen Lagen ausgelöst werden, sondern auch noch von zusätzlichen Ausgleichsschwingungen, die von dem Nichtzusammenfallen der Anfangs- und Endverteilung der Stoßspannung in bezug auf die Anfänge und Enden der Lagen bedingt sind. Dadurch entsteht eine zusätzliche Beanspruchung der Lagenisolation, und zwar gerade an den Stellen, an denen sie ohnehin schon am stärksten beansprucht wird, nämlich zwischen den Lagenenden bzw. -anfängen, bedingt durch die Abweichung der Anfangs- und Endverteilung an den Enden der Spule.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für Transformatoren mit Hochspannungslagenwicklung und Dreieckswicklung sowie Kompensationsspulen eine Schaltanordnung anzugeben, mit der es möglich wird, diese zusätzlichen Ausgleichsschwingungen zu unterdrücken und die Schwingungsanfälligkeit solcher Transformatoren zu verringern. Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß man die Kompensationsspulen phasenweise innerhalb der Dreieckswicklung einschaltet und ihre drei außenliegenden Klemmen direkt kurzschließt. Wenn bei der angegebenen Lösung die Induktivität der Kompensationsspulen zur Erzielung einer fast linearen Endverteilung bzw. um die Anfangs- und Endverteilung der Stoßspannung in Übereinstimmung zu bringen, nicht ausreicht, kann zusätzlich gemäß einem anderen Vorschlag in an sich bekannter Weise durch Wahl der Lagenkapazitäten und/oder durch Wahl der Windungszahlen der einzelnen Lagen der Hochspannungslagenwicklung noch eine weitere Annäherung bzw. Übereinstimmung der Anfangsstoßspannungsverteilung mit der Endverteilung erreicht werden.
• Der Vorteil der Erfindung liegt darin, daß sie einerseits elektrisch äußerst wirksam ist und andererseits ausführungsmäßig keine zusätzlichen Bauteile erfordert und daher billig ist. Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, daß sie sich ohne Schwierigkeit auch in den Betriebsfällen verwenden läßt, in denen die Kompensationsspulen nicht gebraucht oder außer Betrieb genommen werden müssen, was z. B. der Fall ist, wenn die an dem Transformator angeschlossene Freileitung mit einer Last betrieben wird, die gleich oder annähernd gleich ihrer natürlichen Leistung ist. Hier kann man sich gemäß der Erfindung in einfacher Weise dadurch helfen, daß man die Regelbarkeit der Kompensationsspulen nicht durch Hinzu- oder Abschalten von Windungen, sondern in an sich bekannter Weise ,durch Veränderung des Luftspalts bei gleichzeitiger Konstanthaltung der Windungszahl vornimmt. Ist die Belastung der Freileitung eine solche, daß die Kompensationsspulen für Ladestromkompensationszwecke überhaupt nicht gebraucht werden, dann kann man diese vollkommen unwirksam machen, indem man den Luftspalt völlig zum Verschwinden bringt, und zwar dadurch, daß man die Kernsäulenstummelbis zu ihrer gegenseitigen Berührung gegeneinander verschiebt, so daß der sonst zwischen ihnen vorhandene Luftspalt restlos überbrückt ist. Dies kann mit einfachen und billigen Mitteln entweder von Hand oder, wenn gewünscht, auch motorisch erreicht werden. Wenn man so verfährt, können die Kompensationsspulen in Betrieb bleiben, denn sie nehmen bis auf den reinen, aber völlig belanglosen Magnetisierungsstrom für die Eisenwege keine Stromkomponente für Kompensationszwecke auf. In dieser Hinsicht sind sie also völlig wirkungslos, _ hinsichtlich der zu unterdrückenden zusätzlichen Schwingungen der Lagen bei Stoßwellen aber erweisen sie sich - soweit die Anfangsverteilung linear ist, was anzustreben ist - in diesem Betriebszustand sogar noch wirksamer als bei Betrieb mit ausgesprochener Kompensationsaufgabe. Die vorgeschlagene Schaltanordnung der Kompensationsspulen bringt neben der Unterdrückung der zusätzlichen Schwingungen der Lagen der am Sternpunkt starr geerdeten Oberspannungswicklung gleichzeitig noch einen weiteren Vorteil bei einpoligen Erdschlüssen, die bekanntlich die häufigste Kurzschlußgefahr darstellen. Die daraus entstehenden Beanspruchungen werden nun von den Kompensationsspulen in zweierlei Hinsicht bekämpft, einmal direkt durch die strombegrenzende Wirkung der Spulen und das andere Mal indirekt, weil durch die vorgeschlagene Schaltart trotz des Vorhandenseins einer Dreieckswicklung die jochinduktivität des Transformators wirksam gemacht wird.
• Die Zeichnung zeigt ein Schaltbeispiel gemäß der Erfindung, bei dem die Transformatorwicklungen selbst weggelassen sind. Es zeigt lediglich die interessierende Dreieckswicklung DW mit ihren Phasenwicklungen i, 2, 3 sowie die Kompensationsspule KS mit ihren Phasenwicklungen q., 5, 6. Wie aus dem Schaltschema ersichtlich, sind die Phasenwicklungen q., 5, 6 der Kompensationsspule je phasenweise zwischen die Anschlußpunkte 7, 8 bzw. 9, 1o bzw. i i, 12 in die Dreieckswicklung DW eingeschaltet. Mittels der die Schaltpunkte 8, io, 12 verbindenden Schaltverbindung 13 ist die Gesamtheit der Dreieckswicklung und der Kompensationsspulen kurzgeschlossen. Die Schaltpunkte 8, 1o, 12 sind vorteilhaft die außenliegenden Klemmen der Kompensationsspule.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Transformator für sehr hohe Spannung und Leistung mit am Sternpunkt starr geerdeter Hochspannungslagenwicklung und zusätzlicher Dreieckswicklung sowie Ladestrom-Kompensationsspulen, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompensationsspulen zwecks Annäherung bzw. Übereinstimmung der Anfangs- und Endverteilung der Stoßspannung phasenweise innerhalb der Dreieckswicklung eingeschaltet und ihre drei vorzugsweise außenliegendenKlemmen direkt kurzgeschlossen sind.
2. 2. Transformator nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß bei den Betriebsfällen, in denen die Kompensationsspulen nicht gebraucht oder außer Betrieb genommen werden müssen, z. B. bei Anschluß des Transformators an eine Freileitung, die mit einer Last betrieben wird, die gleich oder annähernd gleich ihrer natürlichen Leistung ist, die Regelbarkeit der Kompensationsspulen in an sich bekannter Weise durch Veränderung des Kernluftspalts unter Beibehaltung der Windungszahl der Kompensationsspulen vorgenommen wird.
3. 3. Transformator nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Unwirksammachung der Kompensationsspulen für Ladestromkompensationszwecke ihre Säulenstummel bis zur gegenseitigen Berührung z. B. vorn Hand oder motorisch verschoben werden. q.. Transformator nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in den Fällen, in denen die Induktivität der Kompensationsspulen zur Erzielung einer Übereinstimmung der Anfangs- und Endverteilung der Stoßspannung allein nicht ausreicht, zusätzlich in an sich bekannter Weise durch geeignete Wahl der Lagenkapazitäten und/oder der Windungszahlen der Hochspannungslagenwicklung eine weitere Annäherung bzw. Übereinstimmung der Anfangs-Stoßspannungsverteilung mit der Endverteilung erreicht wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 6469i9, 891713-