Hochspannungswicklung mit starrer Erdung Die Hochspannungswicklungen
von Transformatoren werden mitunter aus mehreren verschiedenartigen Wicklungen,
z. B. aus Röhren- und Lagenwicklungsteilen, die in Serie geschaltet sind, aufgebaut.
Wenn solche Wicklungen am Ende starr geerdet werden, treten bekanntlich bei Stoßbeanspruchungen
zusätzliche Ausgleichsschwingungen auf, da meist die Anfangs- und Endspannungsverteilung
in bezug auf die Anfänge und Enden der einzelnen Wicklungsteile nicht zusammenfallen.
Wird ein Transformator ohne Dreieckswicklung ausgeführt, dann ergeben sich bei einer
solchen Wicklungsanordnung beispielsweise nach der Fig. i, bei der die Hochspannungswicklung
einerseits aus einem mit der Eingangsklemme io verbundenen Lagenwicklungstei.l i,
der aus einer größeren, weiter nicht dargestellten Anzahl Lagen zusammengeschaltet
sein kann, und andererseits aus einem mit dem Lagenwicklungsteil über die Leitung
ii in Reihe geschalteten, aus Scheibenspulen aufgebauten Röhrenwicklungsteil z besteht,
der bei 12 geerdet ist, Anfangs- und Endspannungsverteilungen
in
den einzelnen Wicklungsteilen, wie dies in der Fig. a wiedergegeben ist. Hier ist
mit AL die Anfangsspannungsverteilung in allen Lagen der Lagerwicklung r
(F ig. z) und mit AR die Anfangsspannungsverteilung der Röhrenwicklung a bezeichnet.
Wegen der starren Erdung des Endes der Röhrenwicklung a und wegen des Fehlens einer
Dreieckshilfswicklung ist, wie aus Fig. a ersichtlich, die E ndspannungsverteilung
E längs der gesamten Wicklungsanordnung eine Gerade. Des weiteren ersieht man aus
der Fig, a, daß die Endpunkte A der Anfangsspannungsverteilung und der Endpunkt
B der Endspannungsverteilung der gesamten Lagerwicklung und damit des Anfangs der
Röhrenwicklung nicht zusammenfallen. Dadurch führen also nicht nur sämtliche Spulen
der Röhrenwicklung a, sondern ebenso auch sämtliche Lageranfänge und Lagerenden
der Lagerwicklung i Schwingungen gegeneinander und gegen Erde aus. Die Lagerenden
erreichen während des Ausgleichsvorganges Spannungen gegen Erde, die unter Umständen
beachtlich höher sind, als wenn auch die Röhrenwicklung als Lagerwicklung ausgeführt
worden wäre. Bei dem in Frage stehenden Wicklungsaufbau der Hochspannungswicklung
gehen also die bekannten Vorteile der mit geerdetem Wicklungsende ausgeführten Lagerwicklung
weitgehend verloren, d. h., dieser Vorteil kommt bei einer Wicklungsanordnung nach
Fig. i nicht mehr ganz zur Geltung, da, wie festgestellt wurde, das kapazitive Spannungsverhältnis
zwischen dem auf den gesamten Lagenwicklungsteil i bei der Anfangsspannungsverteilung
entfallenden Spannungsanteil ULA und- dem auf die Röhrenwicklung entfallenden Spannungsanteil
URA nicht mit dem Spannungsverhältnis
der beiden Wicklungsteile bei der Endverteilung übereinstimmt. In einfacher Weise
kann man hier eine weitgehende Ausschaltung der zusätzlichen Ausgleichsschwingungen
und Spannungsbeanspruchungen dadurch erreichen, daß man gemäß der Erfindung die
Spannungsverhältnisse nach der Formel
macht, indem man' das Verhältnis der wirksamen Eingangskapazität der Röhrenwicklung
CR zu der gesamten wirksamen Serienkapazität aller Lagen der Lagerwicklung CL gleichmacht
dem Verhältnis der Windungszahl aller Lagen der Lagerwicklung WL zu der Windungszahl
der Röhrenwicklung WR, also
Da im allgemeinen die Windungszahl WR der Röhrenwicklung 2 bei praktischen
Wicklungsausführungen vielfach größer gewählt wird als die Windungszahl aller Lagen
der Lagerwicklung, muß man gemäß der Erfindung dafür sorgen, daß die Serienkapazität
CL der Lagerwicklung größer gemacht wird als die Eingangskapazität der Röhrenwicklung.
Dies läßt sich in an sich bekannter Weise auf verschiedene Weise erreichen, nämlich
durch entsprechende Wahl der Lagerzahl oder durch verschiedene Wahl der Abstände
zwischen den einzelnen Lagen oder durch Einbringen von entsprechendem Isoliermaterial
zwischen den einzelnen Lagen, das eine höhere Dielektrizitätskonstante hat als das
zwischen Lagen- und Röhrenwicklung bzw. das zwischen der Röhrenwicklung und Erde
eingebrachte Isoliermaterial.High-voltage winding with rigid grounding The high-voltage windings of transformers are sometimes made up of several different windings, e.g. B. from tube and layer winding parts, which are connected in series, built. If such windings are rigidly earthed at the end, it is known that additional compensating vibrations occur in the event of shock loads, since the initial and final voltage distribution in relation to the beginnings and ends of the individual winding parts do not usually coincide. If a transformer is designed without a triangular winding, then with such a winding arrangement, for example according to FIG , and on the other hand of a tubular winding part z connected in series with the layer winding part via the line ii, composed of disc coils, which is grounded at 12, initial and final voltage distributions in the individual winding parts, as shown in Fig. a. Here, AL denotes the initial voltage distribution in all layers of the bearing winding r (Fig. Z) and AR denotes the initial voltage distribution of the tube winding a. Because of the rigid grounding of the end of the tube winding a and because of the lack of a triangular auxiliary winding, as can be seen from FIG. It can also be seen from FIG. A that the end points A of the initial voltage distribution and the end point B of the final voltage distribution of the entire bearing winding and thus of the beginning of the tube winding do not coincide. As a result, not only do all the coils of the tubular winding a, but also all the beginnings and ends of the bearing winding i vibrate against each other and against earth. During the balancing process, the ends of the bearings reach voltages against earth that are considerably higher than if the tube winding had also been designed as a bearing winding. In the case of the winding structure of the high-voltage winding in question, the known advantages of the bearing winding with a grounded winding end are largely lost, that is, this advantage is no longer fully applicable in a winding arrangement according to FIG between the voltage portion ULA allotted to the entire layer winding part i in the initial voltage distribution and the voltage portion URA allotted to the tube winding not with the voltage ratio of the two winding parts coincides with the final distribution. In a simple manner, the additional compensatory oscillations and voltage stresses can be largely eliminated by using the voltage ratios according to the formula according to the invention makes by 'the ratio of the effective input capacitance of the tube winding CR to the total effective series capacitance of all layers of the bearing winding CL equal to the ratio of the number of turns of all layers of the bearing winding WL to the number of turns of the tube winding WR, so Since in general the number of turns WR of the tubular winding 2 is chosen to be many times greater in practical winding designs than the number of turns of all layers of the bearing winding, it must be ensured according to the invention that the series capacitance CL of the bearing winding is made greater than the input capacitance of the tube winding. This can be achieved in a manner known per se in various ways, namely by appropriate selection of the number of bearings or by different choices of the distances between the individual layers or by introducing appropriate insulating material between the individual layers, which has a higher dielectric constant than that between the layers. and tube winding or the insulating material introduced between the tube winding and earth.
Die vorgenannten Maßnahmen können selbstverständlich auch miteinander
kombiniert werden. In besonderen Fällen, in denen die vorgenannten Maßnahmen nicht
zum Ziele führen, kann zwischen Anfang und Ende der Lagerwicklung auch noch eine
zusätzliche Kapazität eingeschaltet werden.The aforementioned measures can of course also be combined with one another
be combined. In special cases in which the aforementioned measures fail
can lead to the goal between the beginning and the end of the warehouse development
additional capacity can be switched on.
In jenen Fällen aber, die allerdings in der Praxis seltener sind,
wo die Windungszahl der Röhrenwicklung kleiner als die Windungszahl der Lagenw icklung
sein wird, muß entsprechend der Forderung der Erfindung CR größer als CL gemacht
werden. Auch diese Forderung ist unschwer erfüllbar. Man kann zu diesem Zweck entweder
die Lagenwicklung mit verhältnismäßig vielen Lagen ausführen, oder es kann das Isoliermaterial
zwischen den Lagen eine niedrigere Dielektrizitätskonstante haben wie das zwischen
der Lagerwicklung und der Röhrenwicklung bzw. zwischen der Röhrenwicklung und Erde
eingebrachte Isoliermaterial. Auch Röhrenwicklungen mit Scheibenspulen, deren einzelne
Spulen aus ineinander gewickelten Leitern bestehen, führen zum Ziel, und ebenfalls
kann gegebenenfalls eine zusätzliche Kapazität zwischen Anfang und Ende der Röhrenwicklung
eingeschaltet sein. Auch hier können zwei oder mehrere der angeführten an sich bekannten
Maßnahmen gleichzeitig miteinander verwendet werden. In jenen Fällen, wo man in
der Aufteilung der gesamten Windungszahl der beiden Wicklungen freie, Hand hat,
kann man auch so verfahren, daß man die Windungszahlen so festlegt, daß sie in Verbindung
mit den vorgenannten. Maßnahmen die erfindungsgemäßen Bedingungen erfüllen.In those cases, however, which are less common in practice,
where the number of turns of the tube winding is less than the number of turns of the layer winding
CR must be made larger than CL according to the requirement of the invention
will. This requirement is also easy to meet. You can do this either
execute the layer winding with a relatively large number of layers, or it can be the insulating material
have a lower dielectric constant between the layers than that between
the bearing winding and the tube winding or between the tube winding and earth
introduced insulation material. Also tube windings with disc coils, their individual
Coils made of interwoven conductors lead to the goal, and so do
can optionally add an additional capacitance between the beginning and the end of the tube winding
to be on. Here, too, two or more of the cited known per se can be used
Measures are used simultaneously with each other. In those cases where you are in
has a free hand in dividing the total number of turns of the two windings,
one can also proceed in such a way that one fixes the number of turns in such a way that they are connected
with the aforementioned. Measures meet the conditions according to the invention.