Schaltungsanordnung für die Wicklungen von Doppelstocktransformatoren

Abstract

 Doppelstocktransformatoren weisen elektrisch parallel wirkende und räumlich übereinander auf gemeinsamen Kemschenkeln angeordnete Unterspannungs- (2 und 3) und Oberspannungsstammwicklungen (4 und 5) auf, wobei die letzteren durch Wender (8), Wähler und Lastschalter (12) mit Grob- (6, 7) und/oder Feinstufenwicklungen (9, 10) verschaltet sind. Erfindungsgemäß ist für die derselben Phase zugeordneten Oberspannungsstammwicklungen (4 und 5) beider Transformatorstockwerke jeweils nur eine gemeinsame Grob- (6, 7) und/oder Feinstufenwicklung (9, 10) vorgesehen und ist in jedem der beiden Transformatorstockwerke jeweils etwa die Hälfte der Windungen jeder der Stufenwicklungen angeordnet. Dabei sind die Stufenwicklungshälften (6, 7 bzw. 9, 10) jeweils untereinander elektrisch in Reihe geschaltet und die den beiden Transformatorstockwerken gemeinsamen Stufenwicklungen sind gemeinsam an einen Wender (8), einen Wähler und einen Lastschalter (12) angeschlossen. Erfindungsgemäß aufgebaute Doppelstocktransformatoren sind zur Versorgung von galvanisch voneinander getrennten Niederspannungsnetzen geeignet, wobei der technische Aufwand infolge nur eines einzigen erforderlichen Stufenschalters sehr gering ist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für die Wicklungen von Doppelstocktransformatoren mit je zwei elektrisch parallel wirkenden und räumlich übereinander auf gemeinsamen Kernschenkeln angeordneten Unterspannungs- und Oberspannungs-Stammwicklungen und mit durch Wender, Wähler und Lastschalter mit den Oberspannungs- stammwicklungen verschaltbaren Grob- und/oder Feinstufenwicklungen.

[0002] Derartige Doppelstocktransformatoren werden mitunter an Stelle von zwei, voneinander getrennten Einzeltransformatoren eingesetzt, wobei die Nennleistung jedes Stockwerks eines Doppelstocktransformators gleich der Nennleistung eines dieser Einzeltransformatoren ist. Die Herstellungs- und Betriebskosten dieser Doppelstocktransformatoren liegen zwischen den Kosten für zwei Einzeltransformatoren, deren Nennleistung gleich der Stockwerksnennleistung ist und den Kosten für einen Einzeltransformator, dessen Nennleistung gleich der Summe der Leistungen der Einzeltransformatoren ist. Gegenüber den Einzeltransformatoren haben Doppelstocktransformatoren jedoch den Vorteil, daß sie, wie zwei Einzeltransformatoren, in jedem der an die Unterspannung angeschlossenen Netze die Kurzschlußleistung herabsetzen.

[0003] Zur Einstellung des Übersetzungsverhältnisses in den einzelnen Transformatorstockwerken der Doppelstocktransformatoren sind bisher zur Vermeidung von Ausgleichsströmen zwischen den Stufenwicklungen der beiden Stockwerke voneinander getrennte Wähler und Lastschalter mit lediglich gemeinsamen Antriebseinrichtungen eingesetzt worden. Nachteilig ist hierbei, daß dadurch sowohl der Raumbedarf als auch die Kosten für die Einstelleinrichtung ungünstig beeinflußt werden und dadurch die dem Doppelstocktransformator innewohnenden Vorteile nicht voll ausnutzbar sind.

[0004] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, für Doppelstocktransformatoren eine Schaltungsanordnung anzugeben, die bei Verwendung nur einer einzigen Stufenschalteinrichtung das Auftreten von Ausgleichsströmen zwischen den Stufenwicklungen der beiden Transformatorstockwerke ausschließt und die infolge der Möglichkeit, mit dem Einsatz einer einzigen Stufenschalteinrichtung auszukommen, einen raum- und kostengünstigen Aufbau von Doppelstocktransformatoren gewährleistet.

[0005] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß für die derselben Phase zugeordneten Oberspannungs- stammwicklungen beider Transformatorstockwerke jeweils nur eine gemeinsame Grob- und/oder Feinstufenwicklung vorgesehen ist, daß in jedem der beiden Transformatorstockwerke jeweils etwa gleich große Teile jeder der Stufen der Stufenwicklungen angeordnet sind, daß diese Teile der Stufenwicklungen jeweils untereinander elektrisch in Reihe geschaltet sind und daß die den beiden Transformatorstockwerken gemeinsamen Teile der Stufenwicklungen gemeinsam an je einen Wähler und einen Lastschalter und gegebenenfalls an einen Wender angeschlossen sind.

[0006] Gemäß vorteilhaften Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ist vorgesehen, daß die Oberspannungsstammwicklungen der beiden Transformatorstockwerke untereinander elektrisch parallel und mit den Stufenwicklungen elektrisch in Reihe geschaltet sind. Dabei liegt zweckmäßig die jeweils den Laststrom führende Anzapfung der Feinstufenwicklung über den Wähler und den Lastschalter an Nullpotential und erfolgt die Reihenschaltung der Feinstufenwicklungshälften über eine Wählerkontaktklemme. Dabei ist der Wickelleiterquerschnitt in den Stufenwicklungshälften doppelt so groß wie der Wickelleiterquerschnitt in den Oberspannungsstammwicklungen.

[0007] Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung ist sehr vorteilhaft, weil sie gleichzeitig einen sehr einfachen Aufbau der Wicklungen, insbesondere der Stufenwicklungen erlaubt und zu ihrer Realisierung außerdem nur eine einzige Stufenschalteinrichtung erforderlich ist.

[0008] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer schematischen Darstellung in einer Zeichnung näher erläutert.

[0009] Um einen in üblicher Weise aus Blechen geschichteten Kern 1 sind von innen nach außen Unterspannungswicklungen 2 und 3, Oberspannungsstammwicklungen 4 und 5 sowie Grob- und Feinstufenwicklungen angeordnet. Die beiden Unterspannungswicklungen 2 und 3 sind ebenso wie die beiden Oberspannungsstammwicklungen 4 und 5 räumlich axial übereinander angeordnet.

[0010] Die beiden Unterspannungswicklungen 2 und 3 sind galvanisch vollständig voneinander getrennt und dienen der Versorgung voneinander unabhängiger Unterspannungsnetze. Die beiden Oberspannungsstammwicklungen 4 und 5 sind ausgehend von einer gemeinsamen Hochspannungsklemme untereinander elektrisch parallel und mit den Stufenwicklungen elektrisch in Reihe geschaltet.

[0011] Die Grobstufenwicklung ist aus zwei Grobstufenwicklungshälften 6 und 7 und die Feinstufenwicklung aus etwa gleich großen Teilen 9 und 10 für jede der Stufen aufgebaut. Je eines 9 der Teile 9 und 10 jeder Stufe ist im oberen Stockwerk und der jeweils andere Teil 10 ist im unteren Stockwerk des Transformators angeordnet. Dabei sind zur Reihenschaltung der Teile 9 und 10 der Feinstufen die Wicklungsenden der Teile 9 mit den Wicklungseingängen der Teile 10 und sowohl die Wicklungsenden der Teile 10 als auch die Wicklungseingänge der Teile 9 mit Klemmen von Anzapfungen 11 verbunden.

[0012] Die Grobstufenwicklungshälften 6 und 7 und die Teile 9 und 10 der Feinstufenwicklung sind jeweils räumlich axial übereinander angeordnet und stellen dadurch Wicklungsröhren mit sehr kleinen radialen Abmessungen dar. Sowohl die Grobstufenwicklungshälften 6 und 7 als auch die Teile 9 und 10 der Feinstufenwicklung sind infolge ihrer verhältnismäßig niedrigen Windungszahlen und des gegenüber dem Wickelleiterquerschnitt in den Oberspannungsstammwicklungen 6, 7 etwa doppelt so großen Wickelleiterquerschnittes fertigungstechnisch einfach herstellbar.

[0013] Zur elektrischen Verschaltung der Grob- und Feinstufenwicklung ist ein Wender -8 und ein Wähler mit Lastschalter 12 vorgesehen. Dabei liegt in üblicher Weise die von dem Lastschalter 12 ausgehende Lastleitung, beispielsweise durch Erdung, an Nullpotential und bildet mit den von den Lastschaltern 12 der anderen Phase ausgehenden Lastleitungen einen Sternpunkt. Es ist aber auch möglich, die Lastleitungen zu einer Dreieckschaltung zu verbinden.

Ansprüche

1. Schaltungsanordnung für die Wicklungen von Doppelstocktransformatoren mit je zwei elektrisch parallel wirkenden und räumlich übereinander auf gemeinsamen Kernschenkeln angeordneten Unterspannungs- und Oberspannungsstammwicklungen und mit durch Wender, Wähler und Lastschalter mit den Oberspannungsstammwicklungen verschaltbaren Grob- und/oder Feinstufenwicklungen, dadurch gekennzeichnet ,

- daß für die derselben Phase zugeordneten Oberspannungs- stammwicklungen (4, 5) beider Transformatorstockwerke jeweils nur eine gemeinsame Grob- und/oder Feinstufenwicklung vorgesehen ist,

- daß in jedem der beiden Transformatorstockwerke jeweils etwa gleich große Teile (6, 9 bzw. 7, 10) jeder der Stufen der Stufenwicklungen angeordnet sind,

- daß die Teile (6, 7 bzw. 9, 10) der Stufen der Stufenwicklungen jeweils untereinander elektrisch in Reihe geschaltet sind und

- daß die den beiden Transformatorstockwerken gemeinsamen Teile (6, 7 bzw. 9, 10) der Stufenwicklungen gemeinsam an je einen Wähler und einen Lastschalter (12) und gegebenenfalls an je einen Wender (8) angeschlossen sind.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberspannungs- stammwicklungen (4, 5) der beiden Transformatorstockwerke untereinander elektrisch parallel und mit den Teilen (6, 7 bzw. 9, 10) der Stufenwicklungen elektrisch in Reihe geschaltet sind.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 und 2, da- durch gekennzeichnet , daß die jeweils den Laststrom führende Anzapfung (11) der Feinstufenwicklung über den Wähler und Lastschalter (₁2) an Nullpotential liegt.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 bis 3, da- durch gekennzeichnet, daß der Wickelleiterquerschnitt in den Teilen (6, 7 bzw. 9, 10) der Stufenwicklungen für den Summenstrom der Oberspannungsstammwicklungen bemessen ist.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 bis 4, da- durch gekennzeichnet , daß die Reihenschaltung der Teile (9, 10) der Feinstufenwicklung über Wählerkontaktklemmen erfolgt.

Zeichnung