DE915589C

DE915589C - Anordnung zur Oberwellenkompensation bei Drehstrom-Transformatoren bzw. -Drosselspulen, die aus drei Einphasengliedern bestehen

Info

Publication number: DE915589C
Application number: DEA7132D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Habil Werner Kraemer
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1939-09-05
Filing date: 1939-09-05
Publication date: 1954-07-26

Description

Anordnung zur Oberwellenkompensation bei Drehstrom-Transformatoren bzw. -Drosselspulen, die aus drei Einphasengliedern bestehen Es ist bereits vorgeschlagen worden, bei Drehstrom-Transformatoren bzw. -Drosselspulen, die aus drei Einphasengliedern bestehen, eine Oberwellenkompensation dadurch zu erzielen, daß man die Schenkel aufspaltet und durch eine Sternwicklung auf der einen und eine Dreieckwicklung auf der anderen Schenkelhälfte eine Verschiebung der Teilflüsse um 30° gegeneinander erzielt. Hierbei umschließt die Hauptwicklung gemeinsam beide Teilschenkel.
Diese Anordnung ist jedoch insofern nachteilig, als man den Schenkel aufteilen und unter die Hauptwicklung Hilfswicklungen in zwei verschiedenen Schaltungsarten legen muß. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, diesen Nachteil zu vermeiden.
Nach dem Prinzip der magnetischen Sterndreieckschaltung werden erfindungsgemäß die Kerne so ausgelegt, daß zur Ausbildung eines sinusförmigen Flußverlaufes die ungeteilten Schenkel in üblicher Weise Magnetisierungs-AW mit positiven fünften und siebenten Harmonischen anfordern, während das Joch durch geeignete Ausbildung eines magnetischen Dreiecks in der Dreiphasenschaltung eine negative fünfte und siebente Harmonische aufnimmt. Ist die magnetische Auslegung derart, daß gleiche Magnetisierungsscheinleistungen für Joche und Schenkel gebraucht werden, d. h. 1'0; 'AWai ° -'(PI 'AWsk, findet Überwellenkompensation statt.
Um die fünfte und siebente Harmonische der Jochmagnetisierung umzukehren, muß der Jochfluß aufgespalten und seinen Komponenten eine Phasenverschiebung von 6o° zueinander gegeben werden. Es ist dann, wie das Schaubild nach Fig. i a erkennen läßt, der resultierende Jochfluß O;1 + (P; 2 gleich dem Schenkelfluß 0s.
In den Fig. i b, i c und i d sind zweckmäßige Ausführungsformen des Kernes dargestellt.
Die erforderliche Phasenverschiebung der Teilflüsse im Joch um 6o°, d. h. um ± 30° gegen den resultierenden Jochfluß, der gleich dem Schenkelfluß ist, erzielt man durch Hilfswicklungen, die, in Dreieck geschaltet, von einer verketteten Spannung des Drehstromsystems erregt werden. Diese Spannung wird zweckmäßig von in Stern geschalteten Hilfs- oder Arbeitswicklungen auf den Schenkeln erzeugt. Wie das Diagramm nach Fig. 2 a erkennen läßt, ergeben sich hierbei keine Schwierigkeiten. Da aber wegen des Fehlens der dritten Stromharmonischen im dreiphasigen Magnetisierungsstrom sich im Schenkelfluß eine dritte Flußharmonische auszubilden versucht, die den Kompensationsvorgang stört, muß eine Arbeits- oder Hilfswicklung W$ auf den Schenkeln in Dreieck geschaltet werden, wie in Fig. 2b dargestellt ist. Besteht hierzu keine Möglichkeit, so kann die DreieckschaItung der Jochwicklung in zwei getrennte Dreieckwicklungen aufgelöst «erden, wie Fig. 3 zeigt, die in der Lage sind, die dritte Harmonische beider Flußkomponenten und damit des Schenkelflusses auszulöschen.
Durch die elektrische Ankopplung der Jochteile wird die Aufteilung des Schenkelflusses in zwei gleich große um 6o° gegeneinander verschobene Flußkomponenten erzwungen. Läßt man nun eine der Jochwicklungen fort, so tritt in der Flußaufteilung keine Veränderung ein. Beispielsweise wird nach Fig. x a dem Schenkel der Fluß 0, durch die Hauptwicklung und einem der beiden Jochteile der Teilfluß 01, aufgezwungen. Dann muß nach dem Flußdiagramm die zweite Jochhälfte auch ohne Kopplungswicklung zwangläufig den restlichen Fluß (Pj, führen, da die Beziehung os -f- (Pi i -I- 0,2 = o ergibt.
Diese Maßnahme hat weniger für den bisher behandelten Mantelkern (Fig. id), als für den Zweischenkelkern (Fig. i b, i c) Bedeutung, da sie ermöglicht, nur den außenliegenden Teil des gespaltenen Joches zu bewickeln und das Fenster von Hilfswindungen frei zu halten.
Ebenso wie beim oberwellenfreien Dreischenkeltransformator in magnetischer Sterndreieckschaltung kann auch hier zur Vermeidung von Jochstreuung der größere Teil der zur Kompensation erforderlichen Joch-AW durch Wahl verschiedener Jochinduktionen in den bewickelten Jochteil verlegt werden. Auch lassen sich alle hierzu angegebenen Schaltungen sinngemäß auf die vorliegende Anordnung übertragen. Es kann daher z. B. die Jochwicklung auch an eine vorhandene Dreieckwicklung auf den Schenkeln angeschlossen werden.
Schließlich ist es möglich, die 6o°-Aufspaltung der Jochflüsse durch eine Hilfsspannung E3 über zwei Jochwicklungen vornehmen zu lassen, die auf der Schenkelspannung senkrecht steht und daher zum Schenkelfluß 0s einen Hilfsfluß Oi addiert. Eine derartige Anordnung, die Fig. 6 a bis 6 c wiedergibt, hat den Vorteil, daß in einfacher Weise der Kompensationswinkel durch Veränderung der Größe der Hilfsspannung leicht beeinflußt werden kann. Damit ist die Möglichkeit gegeben, die Kompensation bei Fehlbemessung in gewissen Grenzen abzugleichen. Das gleiche ist natürlich auch bei den übrigen dargestellten Ankopplungsarten möglich, nur daß hier die Hilfsspannung nicht nur in der Größe, sondern auch im Winkel geändert werden muß. Am besten ist hierzu die in Fig. 4 dargestellte vereinfachte Jochschaltung geeignet.
Durch geeignete Anzapfung von Kopplungswicklung und Jochwinkel kann der Phasenwinkel der Flußkomponenten im Joch verändert werden, wie in Fig. 5 a bis 5 c schematisch dargestellt ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: r. Anordnung zur Oberwellenkompensation bei Drehstrom-Transformatoren bzw. -Drosselspulen, die aus drei Einphasengliedern mit ungeteiltem Kern bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß in den aufgeteilten Jochen des Zweischenkelkernes (Fig. i b, i c) bzw. in den beiden Rückschlußschenkeln (Fig. i a) bei Mantelkernen über Hilfswicklungen der Fluß in zwei annähernd um 6o° gegeneinander phasenverschobene Komponenten aufgespalten wird, so daß eine Umkehrung der fünften, siebenten. . . Harmonischen in den resultierenden Joch-AW eintritt und bei gleichem Magnetisierungsbedarf von Jochen und Schenkeln diese Oberwellen im gesamten Magnetisierungsstrom des Transformators verschwinden.
2. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Jochwicklungen an Hilfs-oder Arbeitswicklungen auf den Schenkeln mit Spannungen geeigneter Phasenlage angeschlossen werden, wobei die Jochwicklungen zur Unterdrückung der dritten Flußharmonischen eine Dreieckschaltung oder wesensgleiche Schaltung bilden.
3. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß an die Jochwicklung eine gegen die Phasenspannung um 30° verschobene Spannung gelegt wird (Fig. 2, 3, 4).
4. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß an die Jochwicklung eine gegen die Phasenspannung um go° verschobene Spannung gelegt wird (Fig. 6).
5. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß nur eine Hälfte des aufgespaltenen Joches bzw. nur ein Rückschlußschenkel eine Hilfswicklung erhält (Fig. 5c).
6. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der überwiegende AW-Anteil des Joches in den bewickelten Jochteil verlegt wird.
7. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß bei Zweischenkeltransformatoren nur das obere oder das untere Joch gespalten wird (Fig. ib). B. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß beide Joche gespalten werden (Fig. ,c). g. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Entstehung einer dritten Flußharmonischen im Schenkelfluß durch eine Dreieckwicklung auf den Schenkeln oder auf den Jochen unterdrückt wird. io. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß durch Änderung der Hilfsspannungen in Größe und Phase eine Überkompensation oder Unterkompensation erzielt wird (Fig. 5).