DE541828C

DE541828C - Transformator mit einer stufenweise regelbaren Wicklung und einer Wicklung zum Ausgleich der Amperewindungsverteilung

Info

Publication number: DE541828C
Application number: DES79313D
Authority: DE
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens Corp
Priority date: 1927-04-21
Filing date: 1927-04-21
Publication date: 1932-01-18

Description

Transformator mit einer stufenweise regelbaren Wicklung und einer Wicklung zum Ausgleich der Amperewindungsverteilung Bei Transformatoren mit stufenweise regelbarer Wicklung, insbesondere bei solchen mit anzapfbarer Röhrenwicklung, geht beim Ausschalten der einzelnen Stufen die gleichmäßige Verteilung der Amperewindungen längs des Magnetschenkels verloren. Es tritt dann eine starke Streuung auf, -die die Verluste des Transformators erhöht. Außerdem «erden je nach der Wicklungsart axial oder radial auf die einzelnen Spulen wirkende Schubkräfte erzeugt. Man hat vorgeschlagen, eine gleichmäßige Amperewindungsverteilung bei allen Schaltstufen dadurch zu sichern, daß jede Wicklungsstufe aus einer sich über die ganze Länge des Magnetschenkels erstreckenden Röhre hergestellt wird. Da die Unterbringung dieser Röhren bei einer größeren Stufenzahl undurchführbar ist, hat man vorgeschlagen, die Leiter der einzelnen Wicklungsstufen parallel nebeneinander nach Art einer mehrgängigen Schraube aufzuwickeln. Diese Ausführung ist unbequem.
Es ist ferner vorgeschlagen worden, bei Transformatoren mit mehreren Regelstufen durch Einbau einer dritten, normalerweise unbelasteten Wicklung, einer Ausgleichswicklung, einen Ausgleich der Amperewindungsverteilung herbeizuführen und dadurch die bekannten Nachteile, die Erhöhung der Verluste, die radiale und axiale Beanspruchung der Spulen, zu beseitigen oder wenigstens zu vermindern. Aber auch hier treten beim Abschalten eines Teils der Regelstufen immer noch sehr große Ungleichmäßigkeiten in der Amperewindungsv erteilung auf. Diese Ungleichmäßigkeiten vollkommen auszuschalten ist Aufgabe der Erfindung. Erfindungsgemäß ist die Ausgleichswicklung in eine der Stufenzahl der regelbaren Wicklung entsprechenden Anzahl zueinander parallel geschalteter Windungsgruppen unterteilt, von denen jede wenigstens annähernd symmetrisch zu beiden Seiten der Mittelebene einer Wicklungsstufe angeordnet ist.
In der Zeichnung sind beispielsweise verschiedene Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes im Schema dargestellt.
Abb. I zeigt einen Transformator mit regelbarer Röhrenwicklung, Abb. 2 das dazugehörige Schaltbild.
Der Eisenkern i wird von der Erregerwicklung io und der in zwei Stufen 2i, 22 unterteilten Sekundärwicklung umschlossen. Zu beiden Seiten der Mittelebene l1IibI der Wicklungsstufe 21 sind die miteinander in Reihe geschalteten Spulen 3 i a, 31 b der Ausgleichswicklung angebracht. Ebenso sind zu beiden Seiten der Wicklungsstufe 22 zwei solche Spulen 32a, 32b angeordnet. Die Spulen 31a Und 3 ib, .32a und 32b bilden je eine Windungsgruppe derAusgleichswicklung. Die einzelnen Windungsgruppen sind, wie das Schaltbild (Abb. 2) zeigt, zueinander parallel geschaltet.
Die einzelnen Spulen der Ausgleichswicklung haben gleiche Windungszahl. Sie sind stromlos, wenn in jeder Windungsgruppe die gleiche Spannung induziert wird, d. h. wenn jede Windungsgruppe mit demselben Kraftfluß verkettet ist. Die Spannungen halten sich dann das Gleichgewicht. Sind jedoch beide Windungsgruppen mit verschiedenen Kraftflüssen verkettet, beispielsweise wenn durch Abschalten der Stufe 21 eine ungleichmäßige Amperewindungsverteilung längs des Magnetschenkels auftritt, so geht das Gleichgewicht der Spannungen verloren; die Windungsgruppen werden von Ausgleichsströmen durchflossen, die auf eine Vergleichmäßigung der Amperewindungsverteilung hinarbeiten.
Um in der Ausgleichswicklung eine bestimmte Potentialverteilung zu sichern und insbesondere um das Auftreten unerwünscht hoher Potentialdifferenzen zwischen benachbarten Wicklungsteilen zu verhüten, ist das Ende 2 der Spule 31a der Ausgleichswicklung mit dem Ende 3 der Spule 2i der Stufenwicklung verbunden (Abb.2).
In Abb. 3 ist beispielsweise die Anordnung der Ausgleichswicklung für einen Transformator mit Scheibenwicklung dargestellt. Die Spulen der Erregerwicklung sind mit io bezeichnet. Die Sekundärwicklung ist in zwei Stufen 21, 22 unterteilt, von denen jede aus drei in Reihe geschalteten Spulen Zia bis 21e, 22a bis 22c besteht. Annähernd symmetrisch zur Wicklungsstufe 21 ist die Windungsgruppe 3 1 der Ausgleichswicklung angebracht. Sie besteht aus zwei Spulen 31a, 3,b. Entsprechendes gilt für die zweite Stufe 22.
In den Abb. i bis 3 ist jede Wicklungsstufe der regelbaren Wicklung zwischen eine in zwei gleiche Hälften unterteilte Windungsgruppe der Ausgleichswicklung angeordnet. Die Ausgleichswicklung kann aber auch, wie Abb.4 zeigt, eine zur regelbaren Wicklung konzentrische Röhre bilden. Hier ist die regelbare Wicklung in vier Stufen 2,1 bis 24 unterteilt, desgleichen die Ausgleichswicklung in vier Windungsgruppen 3i bis 34. Die einzelnen Windungsgruppen sind zueinander parallel geschaltet. io ist die Erregerwicklung. Aber auch hier ist jede Windungsgruppe der Ausgleichswicklung, z. B. die Gruppe 3 i, ungefähr symmetrisch zu beiden Seiten der Mittelebene MM einer Stufe der regelbaren Wicklung, z. B. der Stufe 2i, angeordnet.
Bei Drehstromtransformatoren, deren Phasenwicklungen in Stern oder Doppelstern geschaltet sind, kann die Ausgleichswicklung auch dazu benutzt werden, die Potentialschwankungen des Sternpunktes zu verhüten. Zu diesem Zwecke werden erfindungsgemäß die Ausgleichswicklungen der einzelnen Phasen im Dreieck geschaltet.
Das Schaltbild eines solchen Transformators zeigt Abb. 5.
Die drei Phasen sind mit R, S, T bezeichnet; io sind die Primärwicklungen, 2t,22 die zwei Stufen der Sekundärwicklungen, 34 32 dieWindungsgruppen derAusgleichswicklung. Die Ausgleichswicklungen der einzelnen Phasen sind durch die Leiter 4 bis 6 zu einer geschlossenen Dreieckswicklung verbunden. In den Ausgleichswicklungen fließen zweierlei Ströme, ein Ausgleichsstrom, der auf die Vergleichmäßigung der Amperewindungsverteilung längs des Magnetschenkels einer Phase hinwirkt und nur die Windungsgruppen einer Phase durchfließt, ein zweiter Ausgleichsstrom, der die Potentialschwankungen des Sternpunktes verhütet und die Ausgleichswicklungen aller Phasen durchfließt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Transformator mit einer stufenweise regelbaren Wicklung und einer Wicklung zum Ausgleich der Amperewindungsverteilung, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichswicklung in eine der Stufenzahl der regelbaren Wicklung entsprechende Anzahl zueinander parallel geschalteter Windungsgruppen unterteilt ist, von denen jede wenigstens annähernd symmetrisch zu beiden Seiten der Mittelebene (MM, Abb. i) einer Wicklungsstufe angeordnet ist.
2. Transformator nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß jede Windungsgruppe der Ausgleichswicklung in zwei in Reihe geschaltete Spulen unterteilt ist, die zu beiden Seiten einer Wicklungsstufe der regelbaren Wicklung angeordnet sind.
3. Transformator nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß ein Punkt der Ausgleichswicklung mit einer anderen Wicklung des Transformators verbunden ist.
4. Transformator nach Anspruch i für Drehstrom mit Stern- oder Doppelsternschaltungen der Phasenwicklungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichswicklungen der Phasen (R, S, T) zwecks Unterdrückung der Potentialschwankungen des Sternpunktes im Dreieck geschaltet sind.