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Publication number: DES0036615MA
Authority: DE

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

Tag der Anmeldung: 4. Dezember 1953 Bekanntgeinacht am 2. August 1956Registration date: December 4, 1953. Announced on August 2, 1956

DEUTSCHES PATENTAMTGERMAN PATENT OFFICE

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 hinsicht-. Hch 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.The invention relates to a transformer for very high voltages and powers, which has a high-voltage winding designed as a layer winding and rigidly earthed at the star point and equipped with an additional delta winding and charging current compensation coils is. In the case of transformers of this type, as is known, the quasi-stationary final distribution deviates accordingly the winding structure selected in each case. The division of the total number of turns on the individual layers more or less from the straight line and consequently also from the line in general linear initial distribution.

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 Endverteiluhg der Stoßspannung in bezug auf die Anfänge und Enden der¹ 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,Tests have shown that the transition from the initial to the final distribution of the surge voltage in such cases is not only accompanied by the compensatory vibrations caused by the sagging within the individual layers, but also by additional compensatory vibrations caused by the The initial and final distribution of the impulse voltage does not coincide with respect to the beginnings and ends of the ¹ layers. This creates additional stress on the layer insulation, especially at the points where it is already most stressed.

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nämlich zwischen den Lagenenden bzw. -anfangen, bedingt durch die Abweichung der Anfangs- und Endverteilung an den Enden der Spule.namely between the ends or beginnings of the layers, due to the deviation of the beginning and Final distribution at the ends of the coil.

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 phaseriweise innerhalb der Dreiecks wicklung einschaltet und ihre drei außenliegenden Klemmen direkt kurzschließt. Wenn bei der angegebenen Lösung die Induktivität der Kompensationsspülen zur Erzielung einer fast linearen Endverteilüng bzw: am die Anfangs- und Endverteilung der Stoßspannung in Übereinstimmung zu bringen, nicht ausreicht, kann zusätz-Hch 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. Überein-Stimmung der Anfangsstoßspannungsverteilung mit der Endverteilung erreicht werden.The invention is based on the object for transformers with high-voltage layer windings and triangular winding as well as compensation coils specify a switching arrangement with which it is possible is to suppress these additional compensatory vibrations and the susceptibility to vibrations such transformers to decrease. According to the invention this is achieved by the compensation coils switched on in phases within the triangular winding and their three directly short-circuits external terminals. If in the given solution the inductance of the Compensation rinsing to achieve an almost linear end distribution or: at the start and Bringing the final distribution of the surge voltage into agreement is not sufficient, can add-Hch according to another proposal in a manner known per se by choosing the layer capacities and / or by choosing the number of turns of the individual layers of the high-voltage layer winding another approximation or agreement of the initial impulse voltage distribution with the final distribution can be achieved.

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 WeiseThe advantage of the invention is that on the one hand it is extremely effective electrically and on the other hand, requires no additional components in terms of design and is therefore cheap. Another The advantage of the invention is that they can also be used in operational cases without difficulty leaves, in which the compensation coils are not used or taken out of service must what z. B. is the case when the overhead line connected to the transformer with a Load is operated, which is equal to or approximately equal to their natural power. Here can according to the invention in a simple manner

4D 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 Kernsäulenstummel bis 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.4D help by improving the controllability of the Compensation coils not by adding or disconnecting turns, but in a known manner Way by changing the air gap while keeping the number of turns constant undertakes. Is the load on the overhead line such that the compensation coils are used for charging current compensation purposes are not needed at all, then you can make them completely ineffective by removing the air gap completely disappears, namely by the fact that the core column stubs are up to their mutual Moves contact against each other, so that the otherwise .between them existing air gap is completely bridged. This can be done by simple and cheap means either by hand or if desired, can also be achieved by a motor. If you proceed in this way, the compensation coils remain in operation, because they take apart from the pure, but completely insignificant magnetizing current for the iron routes there is no current component for compensation purposes. In this regard they are therefore completely ineffective with regard to the additional vibrations to be suppressed However, if there were shock waves, they turn out to be - so far the initial distribution is linear, which is to be aimed for - in this operating state even even more effective than in operation with a pronounced compensation task. The proposed switching arrangement the compensation coils bring in addition to the suppression of the additional vibrations of the layers of the high-voltage winding, which is solidly earthed at the star point, one more at the same time Another advantage with single-pole earth faults, which are known to be the most frequent risk of short-circuits. The resulting stresses are now handled by the compensation coils in fought in two ways, once directly through the current-limiting effect of the coils and that other / sometimes indirect, because the proposed switching type despite the presence of a triangular winding the yoke inductance of the transformer is made effective.

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 1,2, 3 sowie die Kompensationsspule KS mit ihren Phasenwicklungen 4, 5, 6. Wie aus dem Schaltschema ersichtlich, sind die Phasenwicklungen 4, 5, 6 , der Kompensationsspule je phasenweise zwischen die Anschlußpunkte 7, 8 bzw. 9, 10 bzw. 11, 12 in die Dreieckswicklung DW eingeschaltet. Mittels der die Schaltpunkte 8, 10, 12 verbindenden Schaltverbindung 13 ist die Gesamtheit der Dreiecks wicklung und der Kompensationsspulen kurzgeschlossen. Die Schaltpunkte 8, 10, 12 sind vorteilhaft die außenliegenden Klemmen der Kompensationsspule.The drawing shows a circuit example according to the invention, in which the transformer windings themselves are omitted. It only shows the triangular winding DW of interest with its phase windings 1, 2, 3 and the compensation coil KS with its phase windings 4, 5, 6. As can be seen from the circuit diagram, the phase windings 4, 5, 6 of the compensation coil are each in phases between the connection points 7, 8 or 9, 10 or 11, 12 switched into the delta winding DW . By means of the switching points 8, 10, 12 connecting the switching connection 13, the entirety of the triangular winding and the compensation coils are short-circuited. The switching points 8, 10, 12 are advantageously the external terminals of the compensation coil.

Claims

PATENT CLAIMS: '

1. Transformer for very high voltage and power with solidly earthed at the star point High-voltage layer winding and additional triangular winding as well as charging current compensation coils, characterized in that the compensation coils for the purpose of approximation or correspondence of the initial and final distribution the surge voltage is switched on in phases within the delta winding and its three preferably external terminals no are directly short-circuited.

2. Transformer according to claim 1, characterized characterized that in the operating cases in which the compensation coils are not used or have to be taken out of service, e.g. B. when connecting the transformer to a Overhead line operating with a load equal to or approximately equal to its natural one Power is the controllability of the compensation coils in a manner known per se by changing the core air gap while maintaining the number of turns of the compensation coils is made.

3. Transformer according to claim 1 and 2, characterized characterized that to ineffectively the compensation coils for charging

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Current compensation purposes their pillar stubs up to mutual contact z. B. by hand or moved by motor.

4. Transformer according to claim ι to 3, characterized in that in the cases in which the inductance of the compensation coils to achieve a match the initial and final distribution of the surge voltage alone is not sufficient, additionally in an known way through a suitable choice of the layer capacities and / or the number of turns the high-voltage layer winding a further approximation or correspondence of the initial surge voltage distribution is reached with the final distribution. '

Considered publications:
German patent specifications No. 646919, 891 713.

1 sheet of drawings