Einphasen-Wicklungsmodul und Anordnung von Einphasen-Wicklungsmodulen

Abstract

 Die Erfindung betrifft ein Einphasen-Wicklungsmodul (10,52,54,56,94,96,98) mit wenigstens einer elektrischen Wicklung (12,68,70,72,X1,X2,X3) und mit mehreren elektrischen Anschlussvorrichtungen (14,16,18,20,22,24,26,28,100). Wenigstens je drei elektrische Anschlussvorrichtungen (14,16,18) sind in einer ersten Anschlussgruppe (38) und wenigstens je drei Anschlussvorrichtungen (22,24,26) in einer zugeordneten zweiten Anschlussgruppe (40) angeordnet. Zwischen jeder Anschlussvorrichtung (14,16,18) der ersten Anschlussgruppe (38) und jeder Anschlussvorrichtungen (22,24,26) der zweiten Anschlussgruppe (40) besteht jeweils eine elektrische Verbindung (30,32,34), wodurch jeweils ein Anschlussvorrichtungspaar (14,24), (16,26), (18,22) gebildet ist. Die Anordnung der Anschlussvorrichtungen dieser Anschlussvorrichtungspaare (14,24), (16,26), (18,22) ist zyklisch gegeneinander vertauscht (62,64). Die Wicklung (12,68,70,72) ist mit dem ersten ihrer beiden Wicklungsenden mit einem dieser Anschlussvorrichtungspaare (14,24), (16,26), (18,22) verbunden und mit ihrem zweiten Ende mit einem weiteren Anschlussvorrichtungspaar.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Einphasen-Wicklungsmodul mit wenigstens einer ersten elektrischen Wicklung, welche zwei Wicklungsenden aufweist, und mit mehreren elektrischen Anschlussvorrichtungen. Die Erfindung betrifft zudem eine Anordnung von erfindungsgemäßen Einphasen-Wicklungsmodulen.

[0002] Es ist allgemein bekannt, dass in elektrischen Energieversorgungsnetzen Transformatoren zum Einsatz kommen. Deren Aufgabe besteht darin, Netzbereiche mit verschiedenen Spannungsebenen elektrisch miteinander zu koppeln. Für die Übertragung über längere Strecken sind hierbei höhere Spannungen, beispielsweise 10kV oder 110kV geeignet, weil die elektrischen Übertragungsverluste aufgrund des geringeren Stromflusses reduziert werden.

[0003] Elektrische Energieversorgungsnetze sind üblicher Weise als Drehstromnetze ausgeführt, d.h. als ein System von drei Einzelleitern, wobei Strom- und Spannung bei einer symmetrischen Netzbelastung zwischen den jeweiligen Leitern um jeweils 120° gegeneinander verschoben sind.

[0004] Folglich sind Transformatoren in derartigen Drehstromnetzen ebenfalls dreiphasig, d.h. mit wenigstens drei Wicklungen, auszuführen, wobei aber auch dreiphasige Wicklungen beziehungsweise Induktivitäten zum Einsatz kommen, beispielsweise zur Kompensation von elektrischer Blindleistung. Es besteht einerseits die Möglichkeit, die Wicklungen auf einem gemeinsamen Transformatorkern anzuordnen oder andrerseits drei einphasige Transformatoren bzw. Wicklungsmodule zu einer dreiphasigen Transformatorbank zu verschalten. Je nach Randbedingungen und Anforderungen im Netz erfolgt unterspannungsseitig beispielsweise eine Dreieckschaltung der Transformatorwicklungen und oberspannungsseitig eine Sternschaltung mit gemeinsamen Mittelleiter.

[0005] Aus Kostenersparnisgründen sind Einphasen-Wicklungsmodule bevorzugt baugleich auszuführen. Die Verschaltung von Einphasen-Wicklungsmodulen zu einer derartigen Transformatorbank wird üblicherweise durch externe Verbindungen vorgenommen, beispielsweise mittels Kupferstäben oder Kabeln, wobei die Verschaltung in die gewünschte Schaltgruppe ein platzaufwändiges Kreuzen bzw. Vertauschen der Verbindungsleiter erfordert.

[0006] Nachteilig an der Verschaltung von bisherigen gleichartigen Einphasen-Wicklungsmodule in eine Stern- bzw. Dreieckschaltung ist insbesondere der erforderliche hohe Aufwand bei der Zusammenschaltung, wobei zudem ein Risiko von irrtümlichen Fehlverschaltungen gegeben ist.

[0007] Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, ein Einphasen-Wicklungsmodul bereitzustellen, welches sich besonders einfach zu einer dreiphasigen Wicklung verschalten lässt. Es ist auch Aufgabe der Erfindung, eine diesbezügliche Anordnung von derartigen Einphasen-Wicklungsmodulen anzugeben.

[0008] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Einphasen-Wicklungsmodul mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.

[0009] Demgemäß kennzeichnet sich das erfindungsgemäße Einphasen-Wicklungsmodul dadurch, dass wenigstens je drei elektrische Anschlussvorrichtungen in einer ersten Anschlussgruppe und wenigstens je drei Anschlussvorrichtungen in einer zugeordneten zweiten Anschlussgruppe angeordnet sind, dass zwischen jeder Anschlussvorrichtung der ersten Anschlussgruppe und jeder Anschlussvorrichtungen der zweiten Anschlussgruppe jeweils eine elektrische Verbindung besteht, wodurch jeweils ein Anschlussvorrichtungspaar gebildet ist, dass die Anordnung der Anschlussvorrichtungen dieser Anschlussvorrichtungspaare zyklisch gegeneinander vertauscht ist und dass die erste Wicklung mit dem ersten ihrer beiden Wicklungsenden mit einem dieser Anschlussvorrichtungspaare verbunden ist und mit ihrem zweiten Ende mit einem weiteren Anschlussvorrichtungspaar.

[0010] Vorzugsweise sind drei Einphasen-Wicklungsmodule miteinander verschaltet, was genau der Anzahl an Phasen in einem Drehstromnetz entspricht. Die Verschaltung wird idealerweise so realisiert, dass die zweite Anschlussgruppe eines ersten Moduls mit der ersten Anschlussgruppe eines benachbarten weiteren vorzugsweise baugleichen Moduls verbunden ist, wobei hierbei eine Kreuzung bzw. Vertauschung der Verbindungsleiter aufgrund der bereits innerhalb des Einphasen-Wicklungsmoduls erfolgten zyklischen Vertauschung vermieden ist.

[0011] Aufgrund der zyklischen Vertauschung der Anordnung der Anschlussvorrichtungspaare ist bei drei derart verschalteten Einphasen-Wicklungsmodulen jede elektrische Phase des verbundenen Drehstromnetzes in jedem Einphasen-Wicklungsmodul anders geführt. Jede wenigstens eine erste Wicklung jedes Einphasen-Wicklungsmoduls ist somit mit wenigstens einem ihrer beiden Wicklungsenden mit einer unterschiedlichen elektrischen Phase verbunden. Damit ist eine dreiphasige Verschaltung der Einphasen-Wicklungsmodule gegeben.

[0012] Durch Bildung von Anschlusspaaren und die Integration einer zyklischen Vertauschung der elektrischen Verbindung als Teil des Einphasen-Wicklungsmoduls werden der Aufwand für die jeweilige externe Verschaltung vorteilhaft verringert und Fehlerquellen bei der Installation reduziert. Bei einer erfindungsgemäßen Verschaltung sind nämlich alle Verbindungselemente zwischen den Modulen - wie beispielsweise Kabel oder Metallschienen - kreuzungsfrei geführt.

[0013] In einer besonders bevorzugten Ausgestaltungsform des erfindungsgemäßen Einphasen-Wicklungsmoduls ist das weitere Anschlussvorrichtungspaar, mit dem die erste Wicklung mit ihrem zweiten Wicklungsende verbunden ist, ein weiteres der wenigstens drei zyklisch vertauschten Anschlussvorrichtungspaare, so dass sich bei Verschaltung dreier derartiger Einphasen-Wicklungsmodule eine Dreieckschaltung dieser Wicklungen ergibt.

[0014] In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weisen die erste und zweite Anschlussgruppe jeweils eine vierte Anschlussvorrichtung auf, wobei diese vierten Anschlussvorrichtungen ohne zyklische Vertauschung elektrisch miteinander verbunden sind. Das so gebildete vierte Anschlussvorrichtungspaar ist jeweils mit dem zweiten Ende der ersten Wicklung verbunden.

[0015] In vorteilhafter Weise ist so eine Sternschaltung der jeweils wenigstens einen ersten Wicklungen dreier miteinander verschalteter erfindungsgemäßer Einphasen-Wicklungsmodule realisiert.

[0016] In einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Einphasen-Wicklungsmoduls ist die geometrische Anordnung der Anschlussvorrichtungen der ersten Anschlussgruppe ähnlich der geometrischen Anordnung der Anschlussvorrichtungen der zweiten Anschlussgruppe.

[0017] Durch eine derartige ähnliche Ausgestaltung, beispielsweise längs einer Linie oder in einem winkelgleichen Dreieck, ist die Anordnung von Verbindungselementen zwischen einer ersten Anschlussgruppe eines ersten Moduls und einer gegenüberliegenden zweiten Anschlussgruppe eines zweiten Moduls weiter vereinfacht.

[0018] Entsprechend einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind mehrere baugleiche aneinandergrenzende Einphasen-Wicklungsmodule derart anordenbar, dass sich die Anschlussvorrichtungen von ersten und zweiten Anschlussgruppen benachbarter Module jeweils einander genau gegenüber befinden.

[0019] Die Verbindungselemente zwischen benachbarten Modulen sind demgemäß in diesem Fall alle parallel zueinander anzuordnen wodurch eine Fehlverschaltung bei der Montage praktisch ausgeschlossen ist. Es ist beispielsweise möglich, dass die Anschlussvorrichtungen eines Moduls jeweils als eine Vertiefung, beispielsweise in Form einer Buchse, ausgeführt sind, in welche ein formschlüssiges Verbindungselement, beispielsweise ein stabförmig ausgeformter Verbindungsleiter, einführbar ist.

[0020] Nach Einfügen aller vorgesehenen Verbindungsleiter ist ein benachbartes Modul durch eine seitliche Bewegung längs der Verbindungsleiter besonders einfach anzuschließen. Durch die Baugleichheit der jeweiligen Einphasen-Wicklungsmodule sind deren Herstellungskosten zudem vorteilhaft gesenkt.

[0021] Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die einander gegenüber befindlichen Anschlussvorrichtungen der ersten und der zweiten Anschlussgruppen von benachbarten Einphasen-Wicklungsmodule direkt miteinander durch Steckverbindungen verbindbar, wobei zusätzliche Verbindungselemente vorteilhaft vermieden sind. In diesem Fall sind beispielsweise die Anschlussvorrichtungen der ersten Anschlussgruppe als buchsenförmige Vertiefungen ausgeformt und die entsprechenden Gegenstücke einer zweiten Anschlussgruppe eines baugleichen Moduls als dazu formschlüssig ausgeformte Stecker. Es ist aber durchaus realisierbar, die Anschlussvorrichtungen der ersten und zweiten Anschlussgruppen jeweils verschieden auszuführen.

[0022] Durch den daraus resultierenden Entfall der Verbindungselemente ist eine elektrische Verbindung von Einphasen-Wicklungsmodulen durch einfaches Ineinanderschieben der den Einphasen-Wicklungsmodulen zugehörigen Verbindungselemente realisierbar und damit weiter vorteilhaft vereinfacht.

[0023] In einer weiteren Ausführungsform weist das erfindungsgemäße Einphasen-Wicklungsmodul eine dritte und eine dieser zugeordnete vierte Anschlussgruppe sowie eine zweite elektrische Wicklung auf, wobei die erste Wicklung magnetisch mit der zweiten Wicklung gekoppelt ist, welche mit wenigstens einem ihrer beiden Wicklungsenden mit einem Anschlussvorrichtungspaar der dritten und vierten Anschlussgruppe verbunden ist. Eine magnetische Koppelung ist beispielsweise durch eine gemeinsame Anordnung von erster und zweiter Wicklung um einen magnetischen Kern, beispielsweise aus Eisen, realisiert. Dies ist dem Fachmann jedoch aus dem Transformatorbau bekannt.

[0024] Ein derartiges Einphasen-Wicklungsmodul weist somit eine Primär- und eine Sekundärwicklung auf, welche in einem bestimmten Übersetzungsverhältnis zueinander stehen und als einphasiger Transformator verwendbar sind. Die Anschlüsse der Primärwicklung sind hierbei in der ersten bzw. zweiten Anschlussgruppe herausgeführt und die Anschlüsse der Sekundärwicklung in der dritten bzw. vierten Anschlussgruppe. Es ergeben sich somit wenigstens sechs Anschlussvorrichtungspaare.

[0025] Durch eine elektrische Verbindung dreier derartiger Einphasen-Wicklungsmodule ist in vorteilhafter Weise die Funktionalität eines dreiphasigen Transformators realisiert.

[0026] Je nachdem, ob das jeweils zweite Ende der ersten bzw. zweiten Wicklung eines Einphasen-Wicklungsmoduls auf ein viertes, nicht zyklisch vertauschtes Anschlussvorrichtungspaar oder auf ein weiteres der drei zyklisch vertauschten Anschlussvorrichtungspaare der zugeordneten Anschlussgruppen geführt ist, sind jeweils eine Stern- bzw. Dreieckschaltung der ersten bzw. zweiten Wicklungen realisiert.

[0027] Somit lassen sich die gängigen Schaltgruppen von dreiphasigen Transformatoren durch Verschalten dreier baugleicher Einphasen-Wicklungsmodule realisieren. Die jeweilige Schaltgruppe ist durch die jeweils zu verschaltenden Einphasen-Wicklungsmodule vorgegeben. Es ist selbstverständlich auch möglich, auf diese Weise einen dreiphasigen Transformator mit einer Tertiärwicklung zu realisieren, wobei in diesem Fall noch eine fünfte und sechste Anschlussgruppe anzuordnen sind. Bei jeder Sternschaltung einer Wicklung ist vorzugsweise der verschaltete Sternpunkt durch ein jeweils viertes, nicht zyklisch vertauschtes Anschlussvorrichtungspaar herauszuführen.

[0028] In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Einphasen-Wicklungsmoduls ist dieses mit einem geeigneten Isolationsmedium, beispielsweise auf Basis eines Harzes, vergossen. Derartige Harze sind sowohl als Einkomponentenharz als auch als Zweikomponentenharz mit Basismaterial und Härter verfügbar, wobei letztere Variante den Vorteil einer geringeren Aushärtungstemperatur des Harzes nach dem Verguss aufweist.

[0029] Bei einem vergossenen Einphasen-Wicklungsmodul sind vorzugsweise alle Wicklungen sowie die Verbindungen zwischen den Anschlussvorrichtungspaaren von dem Isolationsmaterial umschlossen. Auch die Anschlussgruppen sind in dem Vergussmaterial verankert bzw. in dieses eingelassen, so dass eine sehr hohe mechanische Belastbarkeit eines vergossenen Moduls realisiert ist. Zudem wird die Anfälligkeit gegen Verschmutzungen vorteilhaft reduziert. Eine Anschlussgruppe kann sowohl eine Anzahl von einzelnen Anschlussvorrichtungen sein, welche ohne direkte Verbindungselemente an oder in der Oberfläche des Einphasen-Wicklungsmoduls angeordnet sind, beispielsweise durch Verguss. Ein Anschlussmodul kann aber auch eine Baugruppe mit mehreren Anschlussvorrichtungen sein, welches als Gruppe an oder in der Oberfläche des Einphasen-Wicklungsmoduls angeordnet ist.

[0030] In einer bevorzugten Ausführungsform des Einphasen-Wicklungsmoduls sind die erste Wicklung und/oder die zweite Wicklung für eine elektrische Spannung von wenigstens 1kV vorgesehen. Ab dieser Spannungsebene ist der Einsatz von dreiphasigen Transformatoren besonders sinnvoll und die erfindungsgemäßen Vorteile, beispielsweise der reduzierte Aufwand bei der Verschaltung von Modulen, kommt besonders zum Tragen. Selbstverständlich sind erfindungsgemäße Einphasen-Wicklungsmodule auch für höhere Spannungen vorteilhaft, beispielsweise 10kV, 110kV oder 380kV.

[0031] Die Aufgabe wird auch gelöst durch eine Anordnung von drei Einphasen-Wicklungsmodulen, wobei diese nebeneinander angeordnet und über die jeweiligen Anschlussgruppen elektrisch miteinander verbunden sind. Besonders platzsparend ist die Anordnung der Module längs einer horizontalen oder vertikalen Linie.

[0032] In einer Variante der erfindungsgemäßen Anordnung sind alle Einphasen-Wicklungsmodule baugleich. Dies senkt einerseits durch Synergieeffekte deren Produktionsaufwand und reduziert auch die Lagerhaltung von Ersatztransformatoren. Bei einem dreiphasigen Transformator ist zur Lagerhaltung wenigstens ein kompletter Ersatztransformator vorzuhalten, wohingegen bei der erfindungsgemäßen Anordnung die Lagerhaltung eines einzigen Einphasen-Wicklungsmoduls ausreichend ist.

[0033] In verschiedenen Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Anordnung sind Stern- und oder Dreieckschaltung der jeweiligen Wicklungen realisiert.

[0034] Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anordnung werden mehr als drei, vorzugsweise aber ein ganzzahliges Vielfaches von drei, also sechs, neun, zwölf, fünfzehn etc. derartiger Einphasen-Wicklungsmodule miteinander verschaltet. Auf diese Weise lässt sich die Leistung der durch Verschaltung gebildeten Transformatorbank den jeweiligen Anforderungen anpassen, beispielsweise in Form einer Leistungssteigerung bei einem Netzausbau. Besonders vorteilhaft ist hierbei, dass stets jeweils nur baugleiche Module miteinander verschaltet werden.

[0035] Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmöglichkeiten sind den weiteren abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.

[0036] Anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele sollen die Erfindung, weitere Ausführungsformen und weitere Vorteile näher beschrieben werden.

[0037] Es zeigen:

Fig. 1

ein exemplarisches erstes Einphasen-Wicklungsmodul,

Fig. 2

eine exemplarische Sternschaltung von Einphasen-Wicklungsmodulen,

Fig. 2

eine exemplarische Dreieckschaltung von Einphasen-Wicklungsmodulen,

Fig. 4

eine exemplarische Verschaltung von drei Einphasen-Wicklungsmodulen zu einem Dreiphasen-Transformator sowie

Fig. 5

eine exemplarische Anordnung von drei Einphasen-Wicklungsmodulen

[0038] Fig. 1 zeigt ein exemplarisches quaderähnliches erstes Einphasen-Wicklungsmodul 10 mit einer ersten Anschlussgruppe 38 und einer zweiten Anschlussgruppe 40 in einer schematischen Schnittansicht. Die erste Anschlussgruppe 38 weist eine erste 14, eine zweite 16, eine dritte 18 und eine vierte 20 Anschlussvorrichtung auf, welche längs einer Linie äquidistant und parallel zueinander angeordnet sind. Die Anschlussvorrichtungen 15, 16, 18, 20 sind als stabförmige Erhebung eines leitenden Materials, beispielsweise Kupfer, ähnlich einem Stecker ausgeprägt.

[0039] Auf der gegenüberliegenden Seite des Einphasen-Wicklungsmoduls 10 sind die fünfte 22, sechste 24, siebte 26 und achte 28 Anschlussvorrichtungen der zugeordneten zweiten Anschlussgruppe 40 ebenfalls längs einer Linie in äquidistanten Abständen angeordnet. Die erste Anschlussvorrichtung 14 ist über eine zyklisch vertauschte erste elektrische Verbindung 30 mit der sechsten Anschlussvorrichtung 24 verbunden, die zweite Anschlussvorrichtung 16 ist über eine zyklisch vertauschte dritte elektrische Verbindung 34 mit der siebenten Anschlussvorrichtung 26 verbunden und die dritte Anschlussvorrichtung 18 ist über eine zyklisch vertauschte zweite elektrische Verbindung 32 mit der fünften Anschlussvorrichtung 22 verbunden. Die vierte Anschlussvorrichtung 20 ist über eine nicht-zyklisch vertauschte vierte Verbindung 36 mit der achten Verbindungsvorrichtung 28 verbunden.

[0040] Die Verbindungsvorrichtungen 22, 24, 26, 28 der zweiten Anschlussgruppe sind jeweils als buchsenähnliche Vertiefung ausgeprägt, deren Innenraum formschlüssig auf die steckerähnlichen Anschlussvorrichtungen 14, 16, 18, 20 der gegenüber befindlichen ersten Anschlussgruppe 38 angepasst ist. Somit lassen sich die Anschlussvorrichtungen der ersten Anschlussgruppe 38 des ersten Einphasen-Wicklungsmoduls 10 in die Anschlussvorrichtungen einer zweiten Anschlussgruppe 40 eines baugleichen Einphasen-Wicklungsmoduls 10 schieben, womit dann ein direkter elektrischer Kontakt zwischen den jeweiligen Anschlussvorrichtungen [14, 16, 18, 20], [22, 24, 26, 28] hergestellt ist. Vorzugsweise enthält eine derartige Steckverbindung einen federähnlichen Mechanismus, der einen sicheren elektrischen Kontakt auch bei geringfügigen Toleranzen der jeweiligen Anschlussvorrichtungen sicherstellt.

[0041] Eine erste Wicklung 12 des ersten Einphasentransformators 10 ist mit ihrem ersten Ende mit dem zyklisch vertauschten ersten Anschlussvorrichtungspaar, welches aus der dritten 18 und fünften 22 Anschlussvorrichtung gebildet ist, verbunden. Das zweite Ende der Wicklung ist mit dem vierten nicht zyklisch vertauschten Anschlussvorrichtungspaar, welches aus der vierten 20 und achten 28 Anschlussvorrichtung gebildet ist, verbunden.

[0042] Fig. 2 zeigt eine exemplarische Sternschaltung von drei baugleichen Einphasen-Wicklungsmodulen. Mit der Bezugsziffer 112 sind drei ineinander geschobene Einphasen-Wicklungsmodule gezeigt, bei denen das jeweilige zweite Ende des Wicklungsleiters der jeweiligen Wicklungen X1, X2, X3 auf den gemeinsamen Mittelleiter N1 geführt ist. Es ist gut zu sehen, dass die Anschlussvorrichtungen der einzelnen Module ineinander greifen und so eine elektrische Verbindung zwischen den Einphasen-Wicklungsmodulen herstellen. Das entsprechende elektrische Ersatzschaltbild ist mit der Bezugsnummer 114 gekennzeichnet.

[0043] Fig. 3 zeigt in analoger Weise eine exemplarische Dreieckschaltung von drei baugleichen Einphasen-Wicklungsmodulen. Mit der Bezugsziffer 122 sind drei ineinander geschobene Einphasen-Wicklungsmodule gezeigt, bei denen das jeweilige zweite Ende des Wicklungsleiters der jeweiligen Wicklungen X1, X2, X3 auf ein weiteres zyklisch vertauschtes Anschlussvorrichtungspaar geführt ist. Mit der Bezugsnummer 124 ist das entsprechende elektrische Ersatzschaltbild gekennzeichnet.

[0044] Fig. 4 zeigt eine exemplarische Verschaltung 50 von drei baugleichen quaderförmigen Einphasen-Wicklungsmodulen 52, 54, 56, welche längs einer nicht gezeigten Linie nebeneinander angeordnet sind, zu einem Dreiphasen-Transformator. Jedes Einphasen-Wicklungsmodul 52, 54, 56 weist auf seiner einen Seite eine erste und eine dritte Anschlussgruppe auf und auf der jeweils gegenüberliegenden Seite eine zugeordnete zweite beziehungsweise vierte Anschlussgruppe, wobei die benachbarten Einphasen-Wicklungsmodule 52, 54, 56 entsprechend der Beschreibung aus Fig. 1 miteinander verschaltet sind.

[0045] Die Einphasen-Wicklungsmodule 52, 54, 56 sind als vergossen anzunehmen, d.h. die aus dem magnetischen Kern, den Wicklungen und den weiteren Komponenten gebildete Kontur ist mit einem entsprechenden Harz vergossen und es ist beispielsweise eine überwiegend quaderförmige oder scheibenförmige Außenkontur gebildet.

[0046] Die ersten Wicklungen 68, 70, 72 der Einphasen-Transformatorwicklungsmodule 52, 54, 56 sind elektrisch im Dreieck geschaltet, wobei die gesamte Verschaltung mit der Bezugsnummer 58 gekennzeichnet ist. Eine Verbindung der aus den Einphasen-Transformatorwicklungsmodule 52, 54, 56 gebildeten Transformatorbank mit den ersten Drehstromleitern R1, S1, T1 erfolgt an den ersten Anschlussgruppe des in einer Randposition angeordneten zweiten Einphasen-Transformatorwicklungsmoduls 52. Exemplarisch ist die zyklische Vertauschung der durchgeschleiften Drehstromleiter im vierten Einphasen-Transformatorwicklungsmoduls 56 durch die Bezugsnummer 62 angedeutet.

[0047] Die ersten Wicklungen 68, 70, 72 der jeweiligen Einphasen-Wicklungsmodule 52, 54, 56 sind über eine jeweilige magnetische Kopplung 80, 82, 84 mit der zugehörigen zweiten Wicklung 74, 76, 78 verbunden. Eine magnetische Koppelung ist beispielsweise durch eine gemeinsame Anordnung von erster 80, 82, 84 und zweiter 74, 76, 78 Wicklung um einen magnetischen Kern, beispielsweise aus Eisen, realisiert. Das Übersetzungsverhältnis zwischen jeweiliger erster und zweiter Wicklung beträgt beispielsweise 1 zu 10, wie beispielsweise für einen Transformator mit einer Nennspannung von 1 kV / 10kV benötigt wird.

[0048] Die elektrische Verschaltung der zweiten Wicklungen 74, 76, 78 ist mit der Bezugsnummer 60 angedeutet. Diese sind in Sternschaltung angeordnet, wobei jede Wicklung in diesem Fall mit einem ihrer beiden Enden auf einen gemeinsamen Mittelleiter geführt ist. Die Verbindung der Transformatorbank mit den zweiten Drehstromleitern R2, S2, T2 sowie dem Mittelleiter N2 erfolgt analog zu der Verbindung mit den ersten Drehstromleitern R1, S1, T1. Die zyklische Vertauschung von drei der vier durchgeschleiften Leiter ist wieder exemplarisch im vierten Einphasen-Wicklungsmodul 56 mit der Bezugsnummer 64 angedeutet.

[0049] Fig. 5 zeigt eine weitere exemplarische Anordnung von drei als vergossen angenommenen, baugleichen Einphasen-Wicklungsmodulen 94, 96, 98 in einer dreidimensionalen Ansicht. Die Einphasen-Wicklungsmodule entsprechen im Wesentlichen den in Fig.2 dargestellten Modulen 52, 54, 56 und sind längs einer Linie in einem Abstand angeordnet, welcher mit der Bezugsziffer 102 markiert ist.

[0050] Sieben Anschlussvorrichtungen der ersten und dritten Anschlussgruppe sind jeweils als steckerähnliche Erhebung ausgeprägt und summarisch mit der Bezugsziffer 100 gekennzeichnet. Nicht gezeigt sind die entsprechenden Gegenstücke der zweiten und vierten Anschlussgruppen auf der jeweils gegenüber liegenden Seite der Einphasen-Wicklungsmodule 94, 96, 98. Die Gegenstücke sind buchsenähnlich ausgeprägt, formschlüssig auf die stecherähnlichen Erhebungen angepasst und jeweils längs einer Linie mit den gezeigten Anschlussvorrichtungen angeordnet.

[0051] Die Einphasen-Wicklungsmodule sind durch einen Verschiebevorgang längs des mit der Bezugsziffer 102 gekennzeichneten Abstandes ineinander zu schieben, so dass bei deren aneinander grenzender Anordnung eine elektrische Verbindung gegeben ist.

Bezugszeichenliste

[0052] 

10

Exemplarische erstes Einphasen-Wicklungsmodul

12

Erste Wicklung des ersten Einphasen-Wicklungsmoduls

14

Erste Anschlussvorrichtung

16

Zweite Anschlussvorrichtung

18

Dritte Anschlussvorrichtung

20

Vierte Anschlussvorrichtung

22

Fünfte Anschlussvorrichtung

24

Sechste Anschlussvorrichtung

26

Siebente Anschlussvorrichtung

28

Achte Anschlussvorrichtung

30

Erste elektrische Verbindung

32

Zweite elektrische Verbindung

34

Dritte elektrische Verbindung

36

Vierte elektrische Verbindung

38

Erste Anschlussgruppe

40

Zweite Anschlussgruppe

50

Exemplarische Verschaltung von drei Einphasen-Wicklungsmodulen

52

Zweites Einphasen-Wicklungsmodul

54

Drittes Einphasen-Wicklungsmodul

56

Viertes Einphasen-Wicklungsmodul

58

Verschaltung der ersten Wicklungen der Einphasen-Wicklungsmodule in einer Dreieckschaltung

60

Verschaltung der zweiten Wicklungen der Einphasen-Wicklungsmodule in einer Sternschaltung

62

Erste zyklische Vertauschung der elektrischen Verbindungen

64

Zweite zyklische Vertauschung der elektrischen Verbindungen

68

Erste Wicklung des zweiten Einphasen-Wicklungsmoduls

70

Erste Wicklung des dritten Einphasen-Wicklungsmoduls

72

Erste Wicklung des vierten Einphasen-Wicklungsmoduls

74

Zweite Wicklung des zweiten Einphasen-Wicklungsmoduls

76

Zweite Wicklung des dritten Einphasen-Wicklungsmoduls

78

Zweite Wicklung des vierten Einphasen-Wicklungsmoduls

80

Erste magnetische Kopplung

82

Zweite magnetische Kopplung

84

Dritte magnetische Kopplung

90

Exemplarische Anordnung von drei Einphasen-Wicklungsmodulen

94

Fünftes Einphasen-Wicklungsmodul

96

Sechstes Einphasen-Wicklungsmodul

98

Siebtes Einphasen-Wicklungsmodul

100

Anschlussvorrichtungen der ersten und dritten Anschlussgruppe des siebten Einphasen-Wicklungsmoduls

102

Abstand

110

Sternschaltung von Einphasen-Wicklungsmodulen

112

Erste Anordnung von Einphasen-Wicklungsmodulen

114

Ersatzschaltbild für Sternschaltung

120

Dreieckschaltung von Einphasen-Wicklungsmodulen

122

Zweite Anordnung von Einphasen-Wicklungsmodulen

124

Ersatzschaltbild für Dreieckschaltung

R1, S1, T1

Phasenkennzeichnung

R2, S2, T2

Phasenkennzeichnung

N1, N2

Nulleiter

X1, X2, X3

Wicklungen

Ansprüche

1. Einphasen-Wicklungsmodul (10, 52, 54, 56, 94, 96, 98) mit wenigstens einer ersten elektrischen Wicklung (12, 68, 70, 72, X1, X2, X3), welche zwei Wicklungsenden aufweist, und mit mehreren elektrischen Anschlussvorrichtungen (14, 16, 18, 20, 22, 24, 26, 28, 100), dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens je drei elektrische Anschlussvorrichtungen (14, 16, 18) in einer ersten Anschlussgruppe (38) und wenigstens je drei Anschlussvorrichtungen (22, 24, 26) in einer zugeordneten zweiten Anschlussgruppe (40) angeordnet sind, dass zwischen jeder Anschlussvorrichtung (14, 16, 18) der ersten Anschlussgruppe (38) und jeder Anschlussvorrichtungen (22, 24, 26) der zweiten Anschlussgruppe (40) jeweils eine elektrische Verbindung (30, 32, 34) besteht, wodurch jeweils ein Anschlussvorrichtungspaar (14, 24), (16, 26), (18, 22) gebildet ist, dass die Anordnung der Anschlussvorrichtungen dieser Anschlussvorrichtungspaare (14, 24), (16, 26), (18, 22) zyklisch gegeneinander vertauscht (62, 64) ist und dass die erste Wicklung (12, 68, 70, 72, X1, X2, X3) mit dem ersten ihrer beiden Wicklungsenden mit einem dieser Anschlussvorrichtungspaare (14, 24), (16, 26), (18, 22) verbunden ist und mit ihrem zweiten Ende mit einem weiteren Anschlussvorrichtungspaar.

2. Einphasen-Wicklungsmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere Anschlussvorrichtungspaar, mit dem die erste Wicklung (12, 68, 70, 72, X1, X2, X3) mit ihrem zweiten Wicklungsende verbunden ist, ein weiteres der wenigstens drei zyklisch vertauschten Anschlussvorrichtungspaare (14, 24), (16, 26), (18, 22) ist, so dass sich bei Verschaltung dreier derartiger Einphasen-Wicklungsmodule eine Dreieckschaltung (124) dieser Wicklungen ergibt.

3. Einphasen-Wicklungsmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste (38) und zweite (40) Anschlussgruppe jeweils eine vierte Anschlussvorrichtung (20, 28) aufweisen, dass diese vierten Anschlussvorrichtungen (20, 28) ohne zyklische Vertauschung elektrisch miteinander verbunden (36) sind und so ein viertes Anschlussvorrichtungspaar (20, 28) gebildet ist und dass die erste Wicklung (12, 68, 70, 72) mit ihrem zweiten Wicklungsende mit diesem (20, 28) elektrisch verbunden ist, so dass sich bei Verschaltung dreier derartiger Einphasen-Wicklungsmodule eine Sternschaltung (114) der Wicklungen ergibt.

4. Einphasen-Wicklungsmodul nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die geometrische Anordnung der Anschlussvorrichtungen (14, 16, 18, 20) der ersten Anschlussgruppe (38) ähnlich der geometrischen Anordnung der Anschlussvorrichtungen (22, 24, 26, 28) der zweiten Anschlussgruppe (40) ist.

5. Einphasen-Wicklungsmodul nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere baugleiche aneinandergrenzende Einphasen-Wicklungsmodule (10, 52, 54, 56, 94, 96, 98) derart anordenbar sind, dass sich die Anschlussvorrichtungen (14, 16, 18, 20, 22, 24, 26, 28, 100) von ersten (38) und zweiten Anschlussgruppen (40) benachbarter Module (52, 54, 56), (94, 96, 98) jeweils einander gegenüber befinden.

6. Einphasen-Wicklungsmodul nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet dass die einander gegenüber befindlichen Anschlussvorrichtungen (14, 16, 18, 20, 22, 24, 26, 28, 100) der ersten (38) und einer zweiten (40) Anschlussgruppen zwecks elektrischer Verbindung miteinander durch Steckverbindungen verbindbar sind.

7. Einphasen-Wicklungsmodul nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieses (10, 52, 54, 56, 94, 96, 98) eine dritte und eine zugeordnete vierte Anschlussgruppe sowie eine zweite elektrische Wicklung (74, 76, 78) aufweist, wobei die jeweilige erste Wicklung (68, 70, 72) magnetisch mit der zweiten Wicklung (74, 76, 78) gekoppelt (80, 82, 84) ist und dass diese (74, 76, 78) mit wenigstens einem ihrer beiden Wicklungsenden mit einem Anschlussvorrichtungspaar (14, 24), (16, 26), (18, 22) der dritten und vierten Anschlussgruppe verbunden ist.

8. Einphasen-Wicklungsmodul nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte und vierte Anschlussgruppe entsprechend der ersten (38) und zweiten (40) Anschlussgruppe nach einem der Ansprüche 5 oder 6 ausgestaltet sind.

9. Einphasen-Wicklungsmodul nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieses vergossen ist.

10. Einphasen-Wicklungsmodul nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Wicklung (12, 68, 70, 72, X1, X2, X3) und/oder die zweite Wicklung (74, 76, 78) für eine elektrische Spannung von wenigstens 1 kV vorgesehen ist.

11. Anordnung von drei Einphasen-Wicklungsmodulen (10, 52, 54, 56, 94, 96, 98) entsprechend einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Einphasen-Wicklungsmodule (10, 52, 54, 56, 94, 96, 98) nebeneinander angeordnet sind und über die jeweiligen Anschlussgruppen (38, 40) elektrisch miteinander verbunden (58, 60) sind.

12. Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Einphasen-Wicklungsmodule (10, 52, 54, 56, 94, 96, 98) baugleich sind.

13. Anordnung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten (12, 68, 70, 72, X1, X2, X3) und/oder zweiten Wicklungen (74, 76, 78) jeweils in elektrischer Sternschaltung (60, 114) miteinander verbunden sind.

14. Anordnung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten (12, 68, 70, 72, X1, X2, X3) und/oder zweiten (74, 76, 78) Wicklungen jeweils in elektrischer Dreieckschaltung (58, 124) miteinander verbunden sind.

15. Anordnung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Einphasen-Wicklungsmodule (10, 52, 54, 56, 94, 96, 98) ein ganzzahliges Vielfaches von drei beträgt.

Zeichnung