DE845671C - Transformator - Google Patents

Description

• Transformator Bei der plötzlichen Abschaltung der Last von einer langen Hochspannungsleitung kann die Spannung rasch sehr hoch ansteigen bei gleichzeitigem Anwachsen der Frequenz infolge der Entlastung der das Netz speisenden Generatoren.
• Dieser Spannungsanstieg kann nun verhütet werden, wenn an die Hochspannungsleitung dauernd ein Stabilisierungstransformator angehängt ist, der die Eigenschaft aufweist, selbsttätig bei Auftreten einer Störung im Netz eine Ersatzbelastung zu verursachen.
• Gegenstand der Erfindung ist ein Transformator zur Verhütung des Spannungsanstieges bei der plötzlichen Entlastung langer Hochspannungsleitungen in Krafthetzen. Zur Erzielung des angestrebten Zweckes ist der Transformator so ausgebildet, daB er zwei magnetisch parallel geschaltete Kernsäulen aufweist, von welchen eine nur von der Primärwicklung umschlossen und so bemessen ist, daß sie hei Auftreten einer Störung bereits von einer gegenüber der Netzspannung mäßig erhöhten Spannung stark gesättigt ist, während die andere Kernsäule von der Sekundärwicklung und der Primärwicklung umschlossen und selbst im Störungsfall immer nur schwach gesättigt ist.
• In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines Stabilisierungstransformators schematisch in Fig. i im Längsschnitt dargestellt. Die Fig. ? zeigt ein Stromspannungsflußdiagramm.
• In Fig. 1 ist mit a eine rohrförmige radialgebleckte Kernsäule vezeic4net, die von der Primärwicklung w1 umschlossen ist. Diese Kernsäue ist so bemessen, daß sie bei einer nur geringen Erhöhung der Netzspannung bereits stark gesättigt ist, daß aber der Magnetisierungsstrom bei normaler Betriebsspannung noch nicht störend wirkt.
• . Im Innern dieser rohrförmigeci Kernsäule a liegt konzentrisch zu ihr die kreisrunde Kernsäule b, welche ebenfalls radialgeblecht ist. Die Kernsäule b trägt die Sekundärwicklung zu" sie ist somit von dieser und der Primärwicklung zv, umschlossen. Zur Schaffung des Raumes für die `'Wicklung zci3 dienen die Zwischenstücke f" f, des Eisenkernes: Die Kernsäule b ist so bemessen, daß sie auch im Störungsfall immer noch schwach gesättigt ist. Mit c sind in strahlenförmiger Gruppierung an die Kernsäule a angepreßte Rückschlußpakete bezeichnet, die aus U-förmigen Blechen aufgebaut und auch im Störungsfall nur schwach gesättigt sind. d ist ein Wasserwiderstand als Belastung der Sekundärwicklungwq des Stabilisierungstransformators. Das zu schützende Netz ist mit e bezeichnet.
• Die Wirkung dieses Stabilisierungstransformators ist nun folgende: Wenn, wie beschrieben, die innere Kernsäule b und die Rückschlußjoche c in allen Betriebsfällen dauernd nicht stark gesättigt sind, so folgt daraus, daß die resultierende Amperewindungszahl von Wicklung zu, und Wicklung zu, jederzeit nur klein ist. Sollte in Wicklung zu, entsprechend dem gesteigerten Amperewindungsbedarf bei zunehmender Spannung im Netz ein großer Strom J, fließen, so muß in Wicklung zu, ein angenähert gleich großer Strom entgegengesetzter Richtung vorhanden sein. Dieser Strom l3 fließt dann über den Wasserwiderstand d und verursacht dort Verluste, die sich proportional dem Quadrat des Stromes ändern. Bei kleinem Strom in der Wicklung zu, ist auch der Strom in der Wicklung zu, und damit der Verlust im Wasserwiderstand klein.
• Im Diagramm Fig. 2 ist mit 0, der Fluß in der Kernsäule a bezeichnet. In gleicher Richtung mit diesem Fluß liegt der Magnetisierungsstrom J, in der Wicklung zu" während der Strom 1, in der Wicklung w2 in entgegengesetzter Richtung liegt. Der Spannungsabfall E, am Wasserwiderstand d liegt in der gleichen Richtung wie der Kompensationsstrom 72, entgegengesetzt dazu die induzierte Spannung EQi. Die induzierte Spannung F._i setzt einen senkrecht dazu liegenden Fluß 02 in der Kernsäule b voraus. Die beiden Flüsse 0, und (P2 ergeben zusammen den kombinierten Fluß 01, 2 füT die Induzierung der .Wicklung zu,. Die in -der Wicklung zu, induzierte Spannung E,i, welche der Netzspannung. das Gleichgewicht hält, verläuft senkrecht zu (D1,2. Der Umstand, daß 02 senkrecht zu 0, steht, ist für die Wirkung des Stabilisierungstransformators günstig, weil dadurch nur eine geringe Entlastung der Sättigung in der Kernsäule a eintritt.
• Der Stabilisierungstransformator bewirkt somit, daß hei Eintreten einer Störung im Netz e bei steigender Erhöhung der Spannung selbsttätig eine Ohmsche Belastung ;eingeschaltet -wird, -welche;$ehr rasch, d. h. proportional dem Quadrat der Magnetisierungsamperewindungen, ansteigt. Dabei wird der steile Anstieg Jer Magnetisierungsamperewindungen legierter Transformatorenbleche bei Übersättigung ausgenutzt, um eine parallel geschaltete, ' schwach gesättigte Kernsäule zu beeinflussen, die ihrerseits eine Wicklung trägt. die über einen Widerstand geschlossen ist.
• '.Der cos P der Gesamtbelastung, der aus dem Magnetisierungsstrom und dem Belastungsstrom sich bestimmt, steigt mit der wachsenden Netzspan-- rrung, da 01 proportional der Spannung, 02 aber proportional den Magnetisierungsamperewindungen ist (s. Fig.2)-. Da die Amperewindungen in der Wicklung w, den AmpereNvindungen in der Wicklung zel, bis .auf einen für die Magnetisierung der Säule b notwendigen Teil das Gleichgewicht halten, werden auch Stromoberwellen im Niagnetisierungsstrom J, in der Wicklung zu. abgebildet, welche mit dem Strom 12 durch den Wasserwiderstand fließen und daselbst Arbeit verrichten müssen. Damit sind dann auch Oberwellen des Netzstromes gedämpft.
• Die beiden Kernsäulen können anstatt wie beim Beispiel konzentrisch ineinander, auch in einer Ebene nebeneinander angeordnet sein.
• Die Anwendung der Radialblechung für beide Kernsäulen bietet den besonderen Vorteil, daß aus dem 'Eisenkreis heraustretende störende Streufelder eng begrenzt sind.
• Ein Stabilisierungstransformator kann auch an den Klemmen des speisenden Generators angeschlossen werden, um dessen Spannungserhöhung direkt zu vermindern.
• Der Wasserwiderstand kann gegebenenfalls durch eine beliebige Kombination von Ohmschem und induktivem Widerstand ersetzt werden.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Transformator zur Verhütung des Spannungsanstieges bei der plötzlichen Entlastung langer Hochspannungsleitungen in Kraftnetzen, dadurch gekennzeichnet, daß er zwei magnetisch parallel geschaltete Kernsäulen aufweist, von welchen eine nur von der Primärwicklung' umschlossen und so bemessen ist, daß sie hei Auf= treten einer Störung bereits von einer- gegenüber der Netzspannung mäßig 'erhöhten Spannung stark gesättigt ist, während die andere Kernsäule von der Sekundärwicklung und der Primärwicklung umschlossen und selbst im Störungsfall immer nur schwach gesättigt ist.
2. 2. Transformator nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die -von der Primärwicklung umschlossene, im Störungsfall gesättigte Kernsäule rohrförmig ist und daß sie die im Störungsfall ungesättigte, die Sekundärwicklung tragende Kernsäule konzentrisch umgibt. .
3. 3. Transformator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet. daß beide Kernsäulen radialgeblecht sind.
4. 4. Transformator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daB an die von der Primärwicklung umschlossene rohrförmige Kernsäule im Störungsfall ungesättigte RückschluBpakete aus U-förmigen Blechen in strahlenförmiger Gruppierung angepreßt sind.
5. 5. Transformator nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß die Belastung der Sekundärwic<<clung ein Wasserwiderstand ist.