EP0069284B1 - Schaltungsanordnung für die Wicklungen von Doppelstocktransformatoren - Google Patents
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- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F29/00—Variable transformers or inductances not covered by group H01F21/00
- H01F29/02—Variable transformers or inductances not covered by group H01F21/00 with tappings on coil or winding; with provision for rearrangement or interconnection of windings
Definitions
- the invention relates to a circuit arrangement for the windings of double-decker transformers, each with two undervoltage and high-voltage master windings which act electrically in parallel and are arranged spatially one above the other on common core legs and with coarse and / or fine-stage windings which can be connected to the high-voltage master windings by means of turners, selectors and load switches.
- double-deck transformers are sometimes used instead of two separate transformers which are separate from one another, the nominal power of each floor of a double-deck transformer being equal to the nominal power of one of these single transformers.
- the production and operating costs of these double-deck transformers lie between the costs for two individual transformers, the nominal power of which is equal to the nominal floor power, and the costs for a single transformer, the nominal power of which is the sum of the powers of the individual transformers.
- double-decker transformers have the advantage that, like two single transformers, they reduce the short-circuit power in each of the networks connected to the undervoltage.
- the invention is therefore based on the object of specifying a circuit arrangement for double-deck transformers which, when using only a single tap changer, excludes the occurrence of compensating currents between the tap windings of the two transformer storeys and which, owing to the possibility of using a single tap changer, eliminates the need for space and space Guaranteed inexpensive construction of double-deck transformers.
- this object is achieved in that only one common coarse and / or fine-stage winding is provided for the high-voltage master windings of the two transformer storeys assigned to the same phase, that approximately equal parts of each of the stages of the stage windings are arranged in each of the two transformer storeys, that these Parts of the step windings are each electrically connected in series with one another and that the parts of the step windings common to the two transformer storeys are connected to a selector and a load switch and, if appropriate, to a turner.
- the high-voltage master windings of the two transformer storeys are electrically connected in parallel with one another and electrically in series with the step windings.
- the tapping of the fine-stage winding via the selector and the load switch, which in each case carries the load current, is expediently at zero potential and the series connection of the fine-stage winding halves takes place via a selector contact terminal.
- the cross-sectional area of the winding conductor in the step winding halves is twice as large as the cross-sectional area of the winding conductor in the high-voltage master windings.
- the circuit arrangement according to the invention is very advantageous because, at the same time, it allows a very simple construction of the windings, in particular the step windings, and only a single step switching device is required for their implementation.
- Undervoltage windings 2 and 3 high-voltage master windings 4 and 5 and coarse and fine-stage windings are arranged around a core 1 which is layered in the usual manner from sheet metal.
- the two low-voltage windings 2 and 3 like the two high-voltage master windings 4 and 5, are arranged spatially axially one above the other.
- the two undervoltage windings 2 and 3 are completely electrically isolated from one another and serve to supply independent undervoltage networks.
- the two high-voltage master windings 4 and 5 are electrically connected in parallel with one another and electrically connected in series with the step windings.
- the coarse step winding is made up of two coarse step winding halves 6 and 7 and the fine step winding is made up of parts 9 and 10 of approximately the same size for each of the steps.
- One 9 of the parts 9 and 10 of each stage is on the upper floor and the other part 10 is arranged on the lower floor of the transformer.
- the winding ends of the parts 9 are connected to the winding inputs of the parts 10 and both the winding ends of the parts 10 and the winding inputs of the parts 9 are connected to terminals of taps 11.
- the coarse step winding halves 6 and 7 and the parts 9 and 10 of the fine step winding are each arranged spatially axially one above the other and thus represent winding tubes with very small radial dimensions. Both the coarse step winding halves 6 and 7 and the parts 9 and 10 of the fine step winding are due to their relatively low Number of turns and of the winding conductor cross section in the high-voltage master windings 6, 7 approximately twice as large a conductor cross-section can be easily manufactured in terms of production technology.
- a turner 8 and a selector with load switch 12 are provided for the electrical connection of the coarse and fine stage winding.
- the load line emanating from the load switch 12 is in the usual way, for example by grounding, at zero potential and forms a star point with the load lines emanating from the load switches 12 of the other phase. But it is also possible to connect the load lines to a delta connection.
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Description
- Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für die Wicklungen von Doppelstocktransformatoren mit je zwei elektrisch parallel wirkenden und räumlich übereinander auf gemeinsamen Kernschenkeln angeordneten Unterspannungs-und Oberspannungsstammwicklungen und mit durch Wender, Wähler und Lastschalter mit den Oberspannungsstammwicklungen verschaltbaren Grob- und/oder Feinstufenwicklungen.
- Derartige Doppelstocktransformatoren werden mitunter an Stelle von zwei, voneinander getrennten Einzeltransformatoren eingesetzt, wobei die Nennleistung jedes Stockwerks eines Doppelstocktransformators gleich der Nennleistung eines dieser Einzeltransformatoren ist. Die Herstellungs-und Betriebskosten dieser Doppelstocktransformatoren liegen zwischen den Kosten für zwei Einzeltransformatoren, deren Nennleistung gleich der Stockwerksnennleistung ist, und den Kosten für einen Einzeltransformator, dessen Nennleistung gleich der Summe der Leistungen der Einzeltransformatoren ist. Gegenüber den Einzeltransformatoren haben Doppelstocktransformatoren jedoch den Vorteil, dass sie, wie zwei Einzeltransformatoren, in jedem der an die Unterspannung angeschlossenen Netze die Kurzschlussleistung herabsetzen.
- Zur Einstellung des Übersetzungsverhältnisses in den einzelnen Transformatoren sind bisher zur Vermeidung von Ausgleichsströmen zwischen den Stufenwicklungen der beiden Stockwerke voneinander getrennte Wähler und Lastschalter mit lediglich gemeinsamen Antriebseinrichtungen eingesetzt worden. Nachteilig ist hierbei, dass dadurch sowohl der Raumbedarf als auch die Kosten für die Einstelleinrichtung ungünstig beeinflusst werden und dadurch die dem Doppelstocktransformator innewohnenden Vorteile nicht voll ausnutzbar sind.
- Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, für Doppelstocktransformatoren eine Schaltungsanordnung anzugeben, die bei Verwendung nur einer einzigen Stufenschalteinrichtung das Auftreten von Ausgleichsströmen zwischen den Stufenwicklungen der beiden Transformatorstockwerke ausschliesst und die infolge der Möglichkeit, mit dem Einsatz einer einzigen Stufenschalteinrichtung auszukommen, einen raum-und kostengünstigen Aufbau von Doppelstocktransformatoren gewährleistet.
- Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass für die derselben Phase zugeordneten Oberspannungsstammwicklungen beider Transformatorstockwerke jeweils nur eine gemeinsame Grob- und/oder Feinstufenwicklung vorgesehen ist, dass in jedem der beiden Transformatorstockwerke jeweils etwa gleich grosse Teile jeder der Stufen der Stufenwicklungen angeordnet sind, dass diese Teile der Stufenwicklungen jeweils untereinander elektrisch in Reihe geschaltet sind und dass die den beiden Transformatorstockwerken gemeinsamen Teile der Stufenwicklungen gemeinsam an je einen Wähler und einen Lastschalter und gegebenenfalls an einen Wender angeschlossen sind.
- Gemäss vorteilhaften Weiterbildungen der erfindungsgemässen Schaltungsanordnung ist vorgesehen, dass die Oberspannungsstammwicklungen der beiden Transformatorstockwerke untereinander elektrisch parallel und mit den Stufenwicklungen elektrisch in Reihe geschaltet sind. Dabei liegt zweckmässig die jeweils den Laststrom führende Anzapfung der Feinstufenwicklung über den Wähler und den Lastschalter an Nullpotential und erfolgt die Reihenschaltung der Feinstufenwicklungshälften über eine Wählerkontaktklemme. Dabei ist der Wickelleiterquerschnitt in den Stufenwicklungshälften doppelt so gross wie der Wickelleiterquerschnitt in den Oberspannungsstammwicklungen.
- Die erfindungsgemässe Schaltungsanordnung ist sehr vorteilhaft, weil sie gleichzeitig einen sehr einfachen Aufbau der Wicklungen, insbesondere der Stufenwicklungen, erlaubt und zu ihrer Realisierung ausserdem nur eine einzige Stufenschalteinrichtung erforderlich ist.
- Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer schematischen Darstellung in einer Zeichnung näher erläutert.
- Um einen in üblicher Weise aus Blechen geschichteten Kern 1 sind von innen nach aussen Unterspannungswicklungen 2 und 3, Oberspannungsstammwicklungen 4 und 5 sowie Grob- und Feinstufenwicklungen angeordnet. Die beiden Unterspannungswicklungen 2 und 3 sind ebenso wie die beiden Oberspannungsstammwicklungen 4 und 5 räumlich axial übereinander angeordnet.
- Die beiden Unterspannungswicklungen 2 und 3 sind galvanisch vollständig voneinander getrennt und dienen der Versorgung voneinander unabhängiger Unterspannungsnetze. Die beiden Oberspannungsstammwicklungen 4 und 5 sind ausgehend von einer gemeinsamen Hochspannungsklemme untereinander elektrisch parallel und mit den Stufenwicklungen elektrisch in Reihe geschaltet.
- Die Grobstufenwicklung ist aus zwei Grobstufenwicklungshälften 6 und 7 und die Feinstufenwicklung aus etwa gleich grossen Teilen 9 und 10 für jede der Stufen aufgebaut. Je eines 9 der Teile 9 und 10 jeder Stufe ist im oberen Stockwerk und der jeweils andere Teil 10 ist im unteren Stockwerk des Transformators angeordnet. Dabei sind zur Reihenschaltung der Teile 9 und 10 der Feinstufen die Wicklungsenden der Teile 9 mit den Wicklungseingängen der Teile 10 und sowohl die Wicklungsenden der Teile 10 als auch die Wicklungseingänge der Teile 9 mit Klemmen von Anzapfungen 11 verbunden.
- Die Grobstufenwicklungshälften 6 und 7 und die Teile 9 und 10 der Feinstufenwicklung sind jeweils räumlich axial übereinander angeordnet und stellen dadurch Wicklungsröhren mit sehr kleinen radialen Abmessungen dar. Sowohl die Grobstufenwicklungshälften 6 und 7 als auch die Teile 9 und 10 der Feinstufenwicklung sind infolge ihrer verhältnismässig niedrigen Windungszahlen und des gegenüber dem Wickelleiterquerschnitt in den Oberspannungsstammwicklungen 6, 7 etwa doppelt so grossen Wickelleiterquerschnittes fertigungstechnisch einfach herstellbar.
- Zur elektrischen Verschaltung der Grob- und Feinstufenwicklung ist ein Wender8 und ein Wähler mit Lastschalter 12 vorgesehen. Dabei liegt in üblicher Weise die von dem Lastschalter 12 ausgehende Lastleitung, beispielsweise durch Erdung, an Nullpotential und bildet mit den von den Lastschaltern 12 der anderen Phase ausgehenden Lastleitungen einen Sternpunkt. Es ist aber auch möglich, die Lastleitungen zu einer Dreieckschaltung zu verbinden.
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