DE767485C - Drosselspulenanordnung, insbesondere zur Spannungsregelung von Wechselstromfernleitungen - Google Patents

Description

• Drosselspulenanordnung, insbesondere zur Spannungsregelung von Wechselstromfernleitunaen Es ist bekannt, in Wechselstromanlagen zur Verminderung der kapazitiven Ladeströme Drosselspulen mit Eisenkernen zu verwenden, bei denen der Risenkern bei normaler Netzspannung bis über das Knie seiner Charakteristik gesättigt ist. Um bei Stromänderungen der Drossel im Verhältnis i : io die, Spannungsänderung innerhalb 30% zu halten., hat man die Induktion des Eisens bei normaler Spannung etwa zu 15 5oo. Gauß gewählt. Um sie unterhalb 2o % zu halten., wurde vorgeschlagen, die untere Grenze der Induktion au)f etwa 18 3oo Gauß und die maximale vergrößerte Induktion auf a2 ooo Gauß zu erhöhen. Dieser hohe Induktionswert tritt hier also nur bei überhöhten. Spannungen auf. Im normalen Betrieb liegt die Induktion bei etwa 15 ooo biss 18 ooo Gauß. Ferner ist es bekannt, hei derartigen Drosselspulen die dritte Harmonische des Stromes oder der Spannung oder beider Größen. durch magnetische oder elektrische Verkettung zu unterdrücken. Die fünfte, siebente Harmonische usw. lassen sich aber mit den für diesen Zweck vorgeschlagenen Mitteln nicht beseitigen. Wenn bei dieser bekanntem Schaltung für Drosseln von einer Unterdrückung anderer höherer Harmonischer als der dritten. die Rede ist, so. gilt dies nur für die 3 m-fachen Harmonischen, wobei m eine beliebige ungerad. e Zahl sein kann. also für die neunte usw. Harmonische. Für die Unterdrückung der 3 Fr ± i-ten, wobei a jede beliebig gerade Zahl s .-in kann. also der fünften, siel:enten Harmonischen usw.. sind die angegebaieii Mittel, wie erwähnt, ungeeignet.
• Mit Rücksicht auf diese Harmonischen. von denn namentlich die fünfte hei stärkerer Sättigung des Eisens stark ausg°prägt ist, ist es praktisch nicht- möglich, für die Spannungsregelung in «'echselstromanlagen, namentlich in Fernleitungsnetzen> mit hochgesättigten Drosselspulen zu arbeiten, da sonst das Netz durch die Harmonischen zu stark gestört wird, namentlich wenn Resonanzerscheinungen auftreten. Mit Rücksicht auf Materialersparnis wird man aber trotzdem versuchen, die Induktion möglichst hoch zti legen, jedech nicht so hoch, daß sich die Zenannten höheren Harmonischen störend bemerkbar machen. Man wird also. im allgemeinen bei solchen Drosseln mit dem Eisenaufwand nicht unter eine bestimmte Grenze heruntergehen können. Da ferner die EisenvL-rltist.° proportional dzin Eisenvolumen sind, werden sich auch die @-erluste solcher Drosseln nicht tuit°r eine b;atimmte Grenze heraldrücken lassen.
• Es ist bekannt, die fünfte und siebentc Oberwelle im Nlagnetisierungsrtrom von Transformatoren oder Drosselspulen dadurch herabzusetzen, daß man gleich große Transformatoren oder Drosselspulen. von denen der (die,) eine in Stern, der (die) andere in Dreieck geschaltet ist, parallelschaltet.
• Die Erfindung hat die Aufgabe, bei hochasättigten, eisengeschlossenen Drosselspulen, wie sie beispielsweise zur Spannungsregelung in Fernleitungen eingesetzt werden, einerseits durch über das Bekannte hinausgehende Kombinationen unterschiedlicher Innenschaltung, unterschiedlicher Wicklungslage oder unterschiedlichen Kernaufbaues dafür zu sorgen, daß die in den verschiedenen Einheiten auftretenden Oberwellen sich. nach außen ganz oder teilweise aufheben. andererseits durch geeignete Wahl der Sättigung des Eisenkerns die Dauerverlti,ste im Verhältnis zur -Nennleistung der Drosseln so weit herabzusetzen, daß sie ungefähr gleich oder kleiner als diejenigen normaler Phasenschieber gleicher Leistung werden. Zu letzterem Zweck wird die Sättigung d,-s Eisenkerns in den Drosseln erfindangsgcmäß so hoch getrieben, daß da: \"e-rliälttiis der Eisenverluste zur Kennleistung gleich oder kleiner als o.oi 5 ist. Die Eisctiverluste können dabei kleiner als 2o Watt pro Kilogramm sein.
• Durch die Erfindung ergibt sich außer dem Vorteil, daß die. Verluste der Drosselanordnung herabgesetzt werden, noch der weitere Vorteil einer Verringerung d-°s Eisenbedarfs. Eisen b-@cnd-ers hoher Pertneal>ilität ist dazu nicht crforderlicli, wie folgende Betrachtung zeigt: Di. llagnetisi:rungaeistttng .\ eines Isul>il;z°ntimeters einer Eisensorte ergibt :ich zu andererseits ist wobei .-I11' die Amperewindungen pro 7_entirneter, ?i die Induktion, f die Frequenz und Y die Perineabilität des Eisens ist. Daraus ergibt sich aber Die @lagnetisierungsleistung je KulAkzentimeter wird also um so größer, je kleiner tr ist. Da nun die Leistung der Drossel gleichzeitig die Magnetisierungsleistung ist und da nach dir Erfindung das Verhältnis von Eisenverlusten zu Nennleistung in bestimmtem 11aße verkleinert «-erden soll und sich die @"erl;leinerung dieses Verhältnisses durch entspro-cli-etide Vergrößerung der Drosselleistung erzielen läßt, wird überraschenderweise der Eisenkern um so kleiner, je kleiner die Permeabilität ist.
• Besonders günstig ist es, das Verhältnis von Eisenverlusten zu Nennleistung gleich o.oi oder kleiner zu wählen. Bei den normalen Transformato,renblechen ist dann die Induktion ungefähr 22 ioo Gauß. Zwecks Unterdrückung der höheren Harmonischen in derartigen Drosselspulenanordnungen braucht man nicht wie bei einer bekannten Transforrnatoranordnung zwei dreischenkelige Drosselspulen, von denen die eine in Stern, die andere in Dreieck geschaltet ist, parallel zu schalten, sondern man kann beispielsweise auch zwei in Stern ge-schaltete Drosselspulen verwenden, von denen die eine einett dreischenkeligen, dieandereeinenviersehenkeligen Kern besitzt. oder man kann die eine Drosselspule unmittelbar an das -Netz anschließen, die zweite über einen Drehtransformator, dessen innere Phasenverschiebung so eingestellt ist, daß sich die Oberwellen im resultierenden Strom aufheben. Man kann auch die Drosselspulen in Serie schalten (Stern-Zick-Zack- oder Zick-Zack-Zick-Zack-Schaltung). Besonders vorteilhaft ist es, für die zwei Drossel pulen ein gemeinsames Joch vorzusehen, derart, daß in übereinanderliegenden Schenkeln die Flüsse jeweils um 30° gegeneinander versetzt sind. Will man noch mehr Oberwellen unterdrücken. so kann man schließlich vier oder mehr Drosselspulen verwenden, deren Flüsse um 15' gegeneinander versetzt sind..
• Die Erfindung ist auch anwendbar, wenn es sich um gleichstromvormagnetisierte Drosselspulen handelt. Bei diesen, wird jede Einheit, welche fünf, sieben usw. Oberwellen gleicher Größe, aber entgegengesetzten: Vorzeichens wie die andere Einheit liefert, aus zwei 'gleichen Drosselspulen hergeistellt, die vom Gleichfeld im entgegengesetzten: Sinnes durchisetzt werden. Vorteilhaft wird man: für alle vier Drosselsputen einen, gemeinsamen Eisenkern vorsehen, der zweimal sechs Schenkel mit einem gemeinsamen Joch besitzt. Auf den oberen, nebeneinanderl:iegenden Schenkeln -,verden beispielsweise die in. Stern geschalteten Wicklungen von zwei Drosselspulen und auf den darunterliegemden sechs Schenkeln die in Dreieck geschalteten. Wicklungen der anderen beiden Drosselspulen aufgebracht.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Dros,selspulenanoT@dnung, insbesondere zur Spannungsregelung von. Wechselstromfernleitungen, dadurch, gekennzeichnet, d'aß einerseits jeweils zwei oder mehrere- mit geschlossenem Eisenweg ausgeführte hochgesättigte Drosselspulen. mit unterschiedlicher Innenschaltung, unterschiedlicher Wicklungslage oder unterschiedlichen Aufbau des Eisenkernes derart in Reihe, Kaskade oder parallel zusammengeschaltet sind, daß die in den verschiedenen Einheiten auftretenden 3 n ± i-ten, Oberwellen sich nach außen ganz oder teilweise auffheben und daiß andererseits die Sättigung der Eisenkerne so hoch getrieben ist, daß das Verhältniis von Eisenverlusten zu Nennleistung (Magnetisierungsleistun.g) gleich oder kleiner als o,oi5 ist.
2. 2. Drosselspulenanordnung nach Anspruch i, dadurch: gekennzeichnet, daß die Eisenverluste kleiner als 2o Watt pro Kilogramm sind. Zur Abgrenzung des, Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren, folgende Druckschriften in Betracht gezogen: worden Deutsche Patentschriften Nr.467 836, 463 583, 440 793; schweizerische Patentschrift Nr. 99 852; französische Patentschrift Nr. 571 6i9; BBC.-Mltt., 192i, S. io9; JAJEE, 1926, S.755; Goldstein, »Die Meßwandler in Theorie und Praxis«, Berlin 1928, Abb. 7 u. 41.