NO153352B - Reguleringsvikling for transformatorer. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en reguleringsvikling for

en transformator som omfatter et i hovedsaken sylindrisk viklingslegeme med to endepartier og et antall i hoved-

saken like og skruelinjeformede ledere, hvorved hver av de skruelinjedeformede ledere strekker seg mellom de nevnte endepartier, danner et antall viklingsomløp og er sammensatt av minst to med hverandre parallellkoplede i hovedsaken skruelinjeformede lederdeler, idet de skruelinjeformede ledere utgjør sløyfer som er seriekoplet med hverandre ved hjelp av et antall overkoplinger, og idet et antall kjølekanaler er dannet ved at lederdelene i hver av de skruelinjeformede ledere er distansert i forhold til hverandre ved hjelp av et antall avstandsstykker.

Dimensjoneringen av reguleringsviklinger for

høye effekter med hensyn til transiente spenninger er ofte et kompromiss mellom spenningsisolering og kjøling. Med øket tykkelse av det faste isolasjonsmateriale som omgir lederdelene i sløyfene i en reguleringsvikling, øker spen-ningsholdfastheten mellom sløyfene, men kjølingen forrin-

ges. En viklings evne til å motstå og dempe transiente spenningsforløp beror i det minste delvis på viklingens evne til å lagre energi på grunn av sin iboende kapasi-

tans, og denne er på sin side avhengig av blant annet tykkelsen av isolasjonen mellom lederdeler og spennings-

fallet mellom disse. En øket tykkelse av isolasjonen gir dårligere kapasitive egenskaper.

Det har i lang tid vært vedtatt teknikk å

øke den langsgående kapasitans for sådanne viklinger ved å plassere ledere med stor spenningsforskjell ved siden av hverandre, slik det eksempelvis er kjent fra NO-patent-

skrift 71042. Dette har imidlertid ofte resultert i en vikling med redusert kjøling.

Formålet med oppfinnelsen er å tilveiebringe

en reguleringsvikling som har øket langsgående kapasitans for lagring av energi, hvorved spenningssvingninger under utenfra påtrykte, transiente forløp dempes, og samtidig bibeholde en god avkjøling.

Ovennevnte formål oppnås med en regulerings-

vikling av den innledningsvis angitte type som ifølge oppfinnelsen er kjennetegnet ved at et antall leder-

deler har hver sin berøringsflate som er anordnet i berø-

ring med en umiddelbar tilgrensende, men ikke i samme leder inngående lederdel, hvorved spenningen mellom to innbyrdes motstående punkter, som befinner seg på hver sin side av en slik berøringsflate, hos flertallet av disse berøringsflater er minst to ganger spenningen over én av de nevnte skruelinjeformede ledere.

Det vesentlige for oppfinnelsen er at leder-

delene i de seriekoplede sløyfer er slik plassert i for-

hold til hverandre at spenningsforskjellen mellom til-

grensende sløyfedeler blir den maksimalt tillatte med hensyn til sløyfedelenes driftsspenning, samtidig som kjølekanalene, som kan være radiale og/eller aksiale,

er plassert der spenningsforskjellen mellom sløyfedelene er minst.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det

følgende under henvisning til tegningen, der fig. 1 viser et skjematisk, aksialt snitt gjennom en vikling, fig. 2

viser i detalj et tverrsnitt gjennom et lederknippe, fig.

3 viser et snitt etter linjen III - III på fig. 2, fig. 4 viser et alternativ til viklingen ifølge fig. 1, og fig. 5

viser en vikling der lederdelene har rektangulært tverr-

snitt.

Fig. 1 viser i skjematisk form et aksialt

snitt gjennom en reguleringsvikling 11 ifølge oppfinnel-

sen. Viklingen er anordnet utenfor en isplersylinder 12

på kjent måte med et forutbestemt antall viklingsomløp.

Fig. 2 viser i detalj et tverrsnitt gjennom

et lederknippe som viklingen er oppbygget av. Det til-

svarende tverrsnitt er vist øverst på fig. 1. Leder-

knippet er i det viste eksempel oppbygget av ti ledere 1-10 som hver omfatter to parallelle og med hverandre parallellkoplede lederdeler la, lb - 10a, 10b. Dersom knippet er viklet N omløp, vil hele viklingen bestå av ti parallelt med hverandre forløpende, skruelinjeformede ledex*e, idet hver skruelinjef ormet leder utgjør en sløyfe

med N viklingsomløp. Sløyfene er seriekoplet med hverandre

ved hjelp av et antall overkoplinger, idet sifrene 1,, 2,

3 ..... 10 angir den rekkefølge i hvilken sløyfene følger etter hverandre i den seriekoplede gruppe. Sløyfens 1

nedre ende er f.eks. forbundet med sløyfens 2 øvre ende ved hjelp av en overkopling 16 på hvilken det på kjent måte er anordnet et uttak 17 for tilkopling til en kontakt i en viklingskopler. Fig. 2 viser at de to til én og samme skruelinjef ormet leder hørende, med hverandre parallellkoplede viklingsdeler, a og b, er anordnet etter hverandre i viklin- w.

gens aksiale retning. I radial retning befinner det seg like overfor hverandre to lederdeler som inngår i hver sin av to sløyfer som er anordnet umiddelbart etter hverandre i den seriekoplede gruppe, f.eks. lederdelene la og 2a eller lederdelene 4a og 3a. Mellom to således anordnede leder-

deler råder en spenning som svarer til 1/10 av hele vik-lingsspenningen, da det her er antatt at viklingen omfatter ti seriekoplede sløyfer.

For tilveiebringelse av effektiv avkjøling av viklingen, er det i den viste utførelse anordnet både aksiale og radiale kjølekanaler. Den aksiale kanal, som er be-

tegnet 13 på fig. 2, er ringformet og utformet mellom det viklingslag som inneholder sløyfene 1, 4, 5, 8 og 9, og det lag som inneholder sløyfene 2, 3, 6, 7 og 10. De radiale kanaler som er generelt betegnet 14, fremgår av fig. 3 og er dannet ved at avstandsstykker 15 er innlagt mellom annen-

hver viklingssløyfe i aksial retning. Fig. 3 viser et snitt etter linjen III - III på fig. 2 og viser deler av lederdelene 2b, 2a, 6a og 6b samt mellomliggende avstandsstykker eller avstandsklakker og to radiale kjøle-

kanaler 14. Fig. 2 viser at klakkene 15 er felles for de to viklingslag og strekker seg gjennom den aksiale kanal 13. Klakkene oppdeler derfor i en viss grad den mellom de to viklingslag beliggende, aksiale kanal 13 i et antall aksiale delkanaler som er forbundet med hverandre i tangen-

tial retning mellom klakkene.

Av fig. 2 og 3 fremgår at de lederdeler som

er beliggende på hver sin side av en klakk 15, har samme spenning. Mellom de inntil hverandre og mellom to klakker beliggende lederdeler råder derimot, bortsett fra i ett tilfelle, forholdsvis høy spenning, nemlig minst to ganger sløyfespenningen som har praktisk talt samme verdi for hver av de ti seriekoplede sløyfer.

Det fremgår av tegningen at spenningen mellom to i berøring med hverandre anordnede lederdeler er pro-duktet av sløyfespenningen og differansen mellom leder-delenes nummer. På fig. 2 er ovennevnte differanse f.eks. fire for parene 5a og la, 9a og 5b, 10a og 6b. På fig. 4

er differansen to for parene 4a og 2a, 4b og 2b, mens differansen er fire for de øvrige par.

Fig. 2 viser at de to parallelle lederdeler

a og b i hver sløyfe ligger i samme viklingslag. Denne utførelse gir spenningen null mellom de lederdeler som grenser til en radial kjølekanal 14. Mellom de lederdeler som grenser til den aksiale kjølekanal 13, råder derimot en spenning som svarer til spenningen over en sløyfe av viklingen.

I den på fig. 4 viste variant av fig. 2 ligger de to parallelle lederdeler a og b like overfor hverandre i hver sitt viklingslag. Dette medfører at det i den verti-kale kjølekanal 13 ikke er til stede noen spenning i radial retning. Over kjølekanalene 14 råder en sløyfespenning. Mellom to inntil hverandre og mellom to radiale kjølekana-ler beliggende sløyfedeler, eksempelvis la og 5a, råder en spenning som er fire ganger sløyfespenningen.

På fig. 1, 2 og 4 er lederdelene vist med i hovedsaken kvadratisk tverrsnitt. Som regel benyttes imidlertid rektangulært tverrsnittsareal. Da viklingens evne til å oppta og lagre energi beror på den kapasitive kopling mellom tilgrensende viklingsomløp, er det ved rektangulært tverrsnittsareal fordelaktig å plassere langsidene av leder-tverrsnittet av to inntil hverandre beliggende lederdeler mot hverandre, slik som vist på fig. 5. Alternativt kan lederdelene dreies 90°, slik at det rektangulære tverrsnittsareal har sin lengste utstrekning i aksial retning.

Hvilket av de to alternativer som er å foretrekke, beror blant annet på tilgjengelig plass i aksial henholdsvis radial retning. Også anordningen av kjølekanaler i aksial og/eller radial retning påvirkes av den tilgjengelige plass. Fig. 5 viser bare radiale kjølekanaler som er bestemt av avstandsklakkene 15. Alternativt kan forekomme bare aksiale, både aksiale og radiale eller ingen kjølekanaler.

Claims (2)

1. Reguleringsvikling for en transformator som omfatter et i hovedsaken sylindrisk viklingslegeme med to endepartier og et antall i hovedsaken like og skruelinjeformede ledere(1 - 10), hvorved hver av de skruelinjeformede ledere strekker seg mellom de nevnte endepartier, danner et antall viklingsomløp og er sammensatt av minst to med hverandre parallellkoplede, i hovedsaken skruelinjeformede lederdeler (la, lb - 10a, 10b), idet de skruelinjeformede ledere (1 - 10) utgjør sløyfer som er seriekoplet med hverandre ved hjelp av et antall overkoplinger (16), og idet et antall kjølekanaler (14) er dannet ved at lederdelene i hver av de skruelinjeformede ledere (1 - 10) er distansert i forhold til hverandre ved hjelp av et antall avstandsstykker (15), karakterisert ved at et antall lederdeler har hver sin berøringsflate som er anordnet i berøring med en umiddelbart tilgrensende, men ikke i samme leder inngående lederdel, hvorved spenningen mellom to innbyrdes motstående punkter, som befinner seg på hver sin side av en slik berøringsflate, hos flertallet av disse berøringsflater er minst to ganger spenningen over én av de nevnte skruelinjeformede ledere.

2. Reguleringsvikling ifølge krav 1, karakterisert ved at lederdelene (la, lb - 10a, 10b) har rektangulært tverrsnitt, og at to inntil hverandre beliggende lederdeler har sine langsider liggende mot hverandre .