[0001] Die vorgestellte Erfindung betrifft eine Elektrodenanordnung für einen elektrischen
Transformator, einen Transformator und ein Verfahren zum Konfigurieren eines elektrischen
Transformators.
[0002] Elektrische Transformatoren werden zum Transformieren von elektrischem Strom in verschiedene
Spannungen bzw. Spannungslagen verwendet. Insbesondere im Hochspannungsbereich eingesetzte
Transformtoren sind technisch aufwendig und entsprechend teuer in der Herstellung.
[0003] Es ist bekannt, einen elektrischen Transformator durch eine spezifische Konfiguration
von elektrischen Komponenten, wie bspw. jeweiligen Drosselspulen, zum Bereitstellen
einer spezifischen Ausgangsleistung, d.h. einem elektrischen Strom mit vorgegebenen
spezifischen Eigenschaften, zu konfigurieren.
[0004] Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorgestellten Erfindung, eine Möglichkeit
zum kostengünstigen und einfachen Anpassen eines Leistungstransformators für verschiedene
Eigenschaften eines in ein Versorgungsnetz einzuspeisenden elektrischen Stroms bereitzustellen.
Insbesondere ist es eine Aufgabe der vorgestellten Erfindung, eine variable Einstellung
einer Netzspannung und/oder einer Kurzschlussspannung eines Leistungstransformators
zu ermöglichen.
[0005] Die voranstehend genannte Aufgabe wird gelöst durch den jeweiligen Gegenstand der
unabhängigen Ansprüche. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus
den jeweiligen Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten
Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Elektrodenanordnung
bzw. dem erfindungsgemäßen Transformator beschrieben sind, selbstverständlich auch
im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und jeweils umgekehrt, sodass
bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig
Bezug genommen wird bzw. Bezug genommen werden kann.
[0006] In einem ersten Aspekt betrifft die vorgestellte Erfindung eine Elektrodenanordnung
für einen elektrischen Transformator. Die Elektrodenanordnung umfasst eine Elektrodenmatrix
mit einer Anzahl Verbindungselektroden und eine Anzahl Verbinder, wobei jeder Verbinder
mindestens zwei Verbindungselemente zum reversiblen elektrischen Verbinden mit Gegenverbindungselementen
mindestens zweier Verbindungselektroden umfasst, und wobei die Anzahl Verbinder in
einer Vielzahl unterschiedlicher Verbinderkonfigurationen an der Elektrodenmatrix
anordenbar ist. Ein durch eine erste Anzahl Verbinder bildbarer Verbund an Verbindungselektroden
umfasst in einer ersten Verbinderkonfiguration vier Verbindungselektroden und in einer
durch eine weitere Anzahl Verbinder gebildeten alternativen zweiten Verbinderkonfiguration
mehr oder weniger als vier Verbindungselektroden. Zumindest in der ersten Konfiguration
ist zumindest eine der vier Verbindungselektroden dazu konfiguriert, eine Komponente
des Transformators elektrisch zu kontaktieren.
[0007] Unter einer Verbinderkonfiguration ist im Kontext der vorgestellten Erfindung eine
Anzahl Verbinder zu verstehen, die eine Anzahl Verbindungselektroden zu einem Verbund
an Verbindungselektroden elektrisch verbinden. Entsprechend kann durch eine jeweilige
Verbinderkonfiguration eine jeweilige elektrische Verschaltung der Verbindungselektroden
umgesetzt bzw. geändert werden.
[0008] Unter einem Verbinder ist im Kontext der vorgestellten Erfindung ein elektrisch leitendes
Element zu verstehen, das dazu konfiguriert ist, mindestens zwei Verbindungselektroden
mechanisch und elektrisch zu koppeln. Insbesondere ist unter einem Verbinder ein länglich
gestrecktes Objekt mit einer festen bzw. starren Form zu verstehen.
[0009] Sämtliche Verbinder der vorgestellten Elektrodenanordnung bilden zusammen einen Verbinderkit.
Ausgewählte Verbinder des Verbinderkits ergeben zusammen mit jeweiligen Verbindungselektroden
der Elektrodenanordnung einen Verbund bzw. eine Schaltgruppe. Dabei entscheidet eine
Verbinderkonfiguration, d.h. eine jeweilige Anzahl und Ausrichtung von an jeweiligen
Verbindungselektroden der Elektrodenmatrix angeordneten Verbindern darüber, welche
Verbindungselektroden untereinander elektrisch und mechanisch gekoppelt sind bzw.
werden. Dies bedeutet, dass durch eine Auswahl von Verbindern aus dem Verbinderkit
und deren Anordnung an jeweiligen Verbindungselektroden ein Verbund erzeugt werden
kann und der Verbund durch Hinzufügen von Verbindern aus dem Verbinderkit oder durch
Entfernen von Verbindern von den Verbindungselektroden geändert werden kann.
[0010] Die vorgestellte Elektrodenanordnung kann durch die erfindungsgemäß vorgesehenen
Verbinder mit verschiedenen Verbinderkonfigurationen bereitgestellt werden, dazu kann
eine erste Auswahl Verbinder in einer ersten Ausrichtung zueinander, d.h. in einer
ersten Verbinderkonfiguration und eine weitere Auswahl Verbinder in einer zweiten
Ausrichtung zueinander, d.h. in einer weiteren Verbinderkonfiguration an den Verbindungselektroden
der Elektrodenmatrix angeordnet werden. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Anordnung
der Verbinder manuell durchgeführt wird, wobei selbstverständlich auch eine maschinelle
bzw. automatische Anordnung der Verbinder an den Verbindungselektroden möglich ist.
[0011] Zum Ändern bzw. zum Wechseln einer Verbinderkonfiguration kann eine Anzahl Verbinder
an jeweiligen Verbindungselektroden der Elektrodenmatrix angeordnet werden. Die Anzahl
Verbinder kann insbesondere in einem Zustand an jeweiligen Verbindungselektroden der
Elektrodenmatrix angeordnet werden, in dem die Elektrodenmatrix in einem Transformator
eingebaut ist. Alternativ kann die Anzahl Verbinder an der Elektrodenmatrix angeordnet
werden und die Elektrodenmatrix zusammen mit der Anzahl Verbinder in einen Transformator
eingebaut, d.h. an jeweiligen elektrischen Komponenten des Transformators angeordnet
werden.
[0012] Die vorgestellte Elektrodenanordnung umfasst eine Elektrodenmatrix, d.h. eine Vielzahl
von Verbindungselektroden, die in einem vorgegebenen Abstand zueinander angeordnet
sind. Insbesondere umfasst eine Elektrodenmatrix eine Vielzahl von Spalten und eine
Vielzahl von Reihen mit Verbindungselektroden. Insbesondere sind jeweilige Verbindungselektroden
der Elektrodenmatrix rechtwinklig zueinander ausgerichtet, sodass sich eine rechteckige
Elektrodenmatrix ergibt.
[0013] Die Verbindungselektroden der Elektrodenmatrix umfassen jeweils eine Vielzahl von
elektrischen Anschlüssen zur elektrischen Kontaktierung elektrischer Komponenten eines
Transformators.
[0014] Die vorgestellte Elektrodenanordnung ist dazu konfiguriert, an einem elektrischen
Transformator angeordnet zu werden.
[0015] Die vorgestellte Elektrodenanordnung ist insbesondere dazu konfiguriert, einen Transformator
mit verschiedenen Schaltgruppen zu betreiben.
[0016] Die erfindungsgemäß vorgesehenen Verbindungselektroden der Elektrodenanordnung sind
dazu konfiguriert, mit jeweiligen elektrischen Komponenten eines Transformators, wie
bspw. Spulen, insbesondere Drosselspulen, verbunden zu werden. Dazu umfasst jede Verbindungselektrode
eine Vielzahl elektrischer Anschlüsse, durch die jeweilige Verbindungselektroden mit
mindestens einer Komponente des Transformators verbindbar sind.
[0017] Durch die Vielzahl elektrischer Anschlüsse können die Verbindungselektroden mit besonders
starken elektrischen Strömen beaufschlagt werden, da jeweilige Einzelströme durch
jeweilige Anschlüsse zu einer jeweiligen Verbindungselektrode geleitet und dort aufsummiert
werden können. Entsprechend eignen sich jeweilige erfindungsgemäß vorgesehenen Verbindungselektroden
insbesondere zur elektrischen Kontaktierung mehrerer Stromquellen bzw. mehrerer elektrischer
Komponenten eines Transformators. Entsprechend eignet sich die vorgestellte Elektrodenanordnung
insbesondere zum Bereitstellen von elektrischen Strömen mit einer Stromstärke von
mehr als 1500 Ampere vorzugsweise mehr als 2000 Ampere, besonders bevorzugt mehr als
2500 Ampere.
[0018] Es kann vorgesehen sein, dass eine Anzahl, insbesondere drei der Verbindungselektroden
als Belegelektroden mit elektrischen Spulen des Transformators verbunden sind, durch
die jeweilige Phasen eines Drehstroms fließen. Weiterhin kann es vorgesehen sein,
dass die Belegelektroden als fest vorgesehene Komponenten jedem Verbund an Verbindungselektroden
zugrunde liegen, sodass die Belegelektroden zusammen mit einer Anzahl optional durch
jeweilige Verbinder bzw. eine entsprechender Verbinderkonfiguration hinzufügbaren
Verbindungselektroden einen Verbund an Verbindungselektroden bilden bzw. zu einem
jeweiligen Verbund an Verbindungselektroden erweitert werden können.
[0019] Es kann vorgesehen sein, dass die Anzahl Verbinder dazu ausgebildet sind, jeweilige
Verbindungselektroden dazu zu konfigurieren, in zumindest einer Verbinderkonfiguration
den Transformator dazu zu konfigurieren einen elektrischen Strom mit einer ersten
Spannung bereitzustellen und in einer alternativen weiteren Verbinderkonfiguration
einen elektrischen Strom mit einer von der ersten Spannung verschiedenen zweiten Spannung
bereitzustellen.
[0020] Durch eine fest vorgegebene Mindestauswahl an Verbindungselektroden, d.h. vorgegebenen
Belegelektroden, kann ein durch die vorgestellte Elektrodenanordnung gebildeter Verbund
derart gestaltet sein, dass dieser stets für einen Betrieb eines Transformators wesentliche
Elemente, wie bspw. jeweilige Spulen eines Drehstromkreises zu einem Verbund koppelt.
[0021] Durch zusätzlich zu jeweiligen Belegelektroden in einen Verbund aufgenommene, d.h.
durch jeweilige Verbinder mit den Belegelektroden elektrisch und mechanisch gekoppelte
Verbindungselektroden, können elektrische Eigenschaften eines Ausgangsstroms eines
Transformators verändert werden. Dies bedeutet, dass ein Verbund an Verbindungselektroden,
der bspw. drei Belegelektroden umfassen kann, mittels einer Anzahl Verbinder bzw.
einer alternativen weiteren Verbinderkonfiguration zu einem Verbund erweitert werden
kann, der zusätzlich zu den Belegelektroden eine Anzahl Verbindungselektroden umfasst,
die mit elektrischen Komponenten eines Transformators, wie bspw. mit Drosselspulen
verbindbar bzw. verbunden sind, um eine Spannung des durch den Verbund bedingten Ausgansstroms
des Transformators zu ändern. Entsprechend kann der Transformator durch die erfindungsgemäße
Elektrodenanordnung, je nach Anforderung, zum Bereitstellen einer ersten Spannung
oder zum Bereitstellen einer zweiten Spannung konfiguriert werden, ohne dass der Transformator
an sich umgebaut bzw. abgeändert werden muss.
[0022] Insbesondere eignet sich die vorgestellte Elektrodenanordnung zum Betreiben eines
Transformators mit verschiedenen Übersetzungsverhältnissen, d.h. mit verschiedenen
Verhältnissen zwischen einer Primärspannung und einer Sekundärspannung des Transformators,
durch Verwendung verschiedener Verbinderkonfigurationen.
[0023] Es kann vorgesehen sein, dass die Anzahl Verbinder in zumindest einer Verbinderkonfiguration
jeweilige Verbindungselektroden der Anzahl Verbindungselektroden dazu konfigurieren,
elektrische Komponenten des Transformators in einer Sternschaltung und in einer alternativen
weiteren Verbinderkonfiguration in einer Dreieckschaltung elektrisch zu verbinden.
[0024] Zusätzlich oder unabhängig von einer elektrischen Kopplung jeweiliger elektrischer
Komponenten eines Transformators, wie bspw. Drosselspulen, mit jeweiligen stromführenden
Spulen durch einen entsprechenden Verbund an Verbindungselektroden können elektrische
Eigenschaften eines durch einen Transformator bereitzustellenden Stroms durch einen
Wechsel zwischen einem Verbund für eine Sternschaltung und einem Verbund für eine
Dreieckschaltung angepasst werden.
[0025] Durch eine Elektrodenanordnung, die mittels einer ersten Verbinderkonfiguration jeweilige
Komponenten eines Transformators in einer Sternschaltung und mittels einer zweiten
Verbinderkonfiguration jeweilige Komponenten des Transformators zu einer Dreieckschaltung
verbindet, kann der Transformator, je nach Anforderung, in der Sternschaltungskonfiguration
oder in der Dreieckschaltungskonfiguration betrieben werden, ohne dass der Transformator
an sich umgebaut bzw. abgeändert werden muss.
[0026] Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass die Anzahl Verbinder jeweilige Verbindungselektroden
dazu konfigurieren, in zumindest einer Verbinderkonfiguration den Transformator für
eine erste Kurzschlussspannung und in einer alternativen weiteren Verbinderkonfiguration
den Transformator für eine zweite von der ersten Kurzschlussspannung verschiedene
Kurzschlussspannung zu konfigurieren.
[0027] Die erfindungsgemäße Elektrodenanordnung kann dazu konfiguriert sein, einen Transformator
für verschiedene Kurzschlussspannungen zu konfigurieren, sodass der Transformator
bei Verwendung einer ersten Verbinderkonfiguration für eine erste Kurzschlussspannung
und bei Verwendung einer zweiten Verbinderkonfiguration für eine zweite Kurzschlussspannung
konfiguriert wird. Entsprechend kann der Transformator durch die erfindungsgemäße
Elektrodenanordnung, je nach Anforderung, für die erste Kurzschlussspannung oder für
die zweite Kurzschlussspannung konfiguriert werden, ohne dass der Transformator an
sich umgebaut bzw. abgeändert werden muss.
[0028] Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass die Anzahl Verbinder jeweilige Verbindungselektroden
dazu konfigurieren, in zumindest einer Verbinderkonfiguration eine erste Anzahl Komponenten
des Transformators mit einer Spannungsquelle des Transformators zu verbinden und in
einer alternativen weiteren Verbinderkonfiguration eine zweite von der ersten Anzahl
Komponenten verschiedene Anzahl Komponenten des Transformators mit der Spannungsquelle
des Transformators zu verbinden.
[0029] Die erfindungsgemäße Elektrodenanordnung kann dazu konfiguriert sein, ausgewählte
Komponenten, wie bspw. Drosselspulen oder jede andere Form von Spulen eines Transformators
mit einer Spannungsquelle des Transformators zu verbinden, sodass die Spannungsquelle
des Transformators bei Verwendung einer ersten Verbinderkonfiguration mit einer ersten
Anzahl Komponenten verbunden wird und der Transformator zum Bereitstellen von elektrischem
Strom mit einer ersten Ausgangsspannung konfiguriert wird. Weiterhin ist vorgesehen,
dass bei Verwendung einer zweiten Verbinderkonfiguration die Spannungsquelle mit einer
zweiten Anzahl Komponenten verbunden wird und der Transformator zum Bereitstellen
von elektrischem Strom mit einer zweiten Ausgangsspannung konfiguriert wird. Entsprechend
kann die Spannungsquelle des Transformators durch die erfindungsgemäße Elektrodenanordnung,
je nach Anforderung, mit einer ersten Anzahl Komponenten oder mit einer zweiten Anzahl
Komponenten bzw. anderen Komponenten verbunden werden, ohne dass der Transformator
an sich umgebaut bzw. abgeändert werden muss.
[0030] Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass die Verbinder jeweils mindestens ein Verbindungselement
und die Verbindungselektroden jeweils mindestens ein Gegenverbindungselement aufweisen.
[0031] Um einen Verbinder mit einer Verbindungselektrode zu verbinden, und, dadurch bedingt,
jeweilige Verbindungselektroden untereinander zu einem Verbund zu koppeln, sind an
den erfindungsgemäß vorgesehenen Verbindern Verbindungselemente vorgesehen, die mit
an den Verbindungselektroden vorgesehenen Gegenverbindungselementen zusammenwirken.
Dazu kann ein Verbindungselement bspw. einen Flansch aufweisen, der dazu ausgebildet
sein kann, in ein bspw. als Aufnahme ausgebildetes Gegenverbindungselement einzugreifen
und den Verbinder gegen eine Bewegung relativ zu einer entsprechenden Verbindungselektrode
zu sichern.
[0032] Insbesondere kann ein Verbindungselement eines Verbinders derart gestaltet sein,
dass dieses an einem Gegenverbindungselement einer Verbindungselektrode einhakbar
bzw. einclipsbar ist.
[0033] Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass die Verbinder und die Verbindungselektroden
durch mindestens eine Schraubverbindung verbindbar sind, und die Verbindungselemente
der Verbinder eine Senkbohrung zur Aufnahme eines Schraubkopfs eines Schraubelements
umfassen.
[0034] Um eine besonders gut vorhersehbare bzw. mathematisch modellierbare elektrische Verbindung
zwischen jeweiligen Verbindungselektroden bereitzustellen, können an den erfindungsgemäß
vorgesehenen Verbindern Senkbohrungen vorgesehen sein, in die jeweilige Schraubköpfe
von Schraubelementen zum Verbinden der Verbinder mit jeweiligen Verbindungselektroden
versenkt werden können, sodass ggf. an den Schraubelementen vorhandene Kanten von
den Verbindungselementen der Verbinder elektrisch abgeschirmt werden und elektrische
Eigenschaften der Verbindungselemente durch die Geometrie der Verbindungselemente
und nicht durch die Geometrie jeweiliger Schraubelemente bestimmt werden. Dabei können
die Verbindungselemente insbesondere runde Oberflächen aufweisen, die als Aufnahmen
für die Schraubköpfe dienen, und in die die Schraubköpfe passgenau bzw. formschlüssig
einbringbar sind.
[0035] Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass jeweilige Verbinder jeweils mindestens zwei
in einer Linie hintereinander angeordnete Verbindungselemente und jeweilige Verbindungselektroden
mindestens zwei in einer Linie hintereinander angeordnete Gegenverbindungselemente
umfassen.
[0036] Durch mindestens zwei bzw. eine Vielzahl von Verbindungselementen zum Verbinden mit
entsprechenden Gegenverbindungselementen kann eine gegen eine Bewegung entlang einer
entsprechenden Achse besonders stabile Verbindung eines Verbinders mit einer jeweiligen
Verbindungselektrode erreicht werden.
[0037] Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass die Elektrodenmatrix eine Anzahl Reihen umfasst
und jede Reihe der Anzahl Reihen mindestens vier Verbindungselektroden umfasst.
[0038] Die erfindungsgemäß vorgesehene Elektrodenmatrix kann eine beliebige Anzahl von Reihen
aufweisen. Insbesondere kann die Elektrodenmatrix in einer vier reihigen und vier
spaltigen Konfiguration von insgesamt sechzehn Verbindungselektroden aufgebaut sein.
[0039] Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass die Elektrodenanordnung einen Halter zum
Fixieren der Verbindungselektroden umfasst, wobei der Halter aus elektrisch isolierendem
Material besteht und dazu konfiguriert ist, unter Bereitstellung von elektrischem
Kontakt zwischen den Verbindungselektroden und jeweiligen Komponenten eines Transformators
mit einem Transformator verbunden zu werden.
[0040] Mittels eines Halters, der bspw. aus Holz, insbesondere aus Blockspan gefertigt sein
kann, kann eine jeweilige Elektrodenanordnung kostengünstig und mit reproduzierbaren
elektrischen Eigenschaften bereitgestellt sowie schnell und einfach an einem Transformator
angeordnet werden.
[0041] Insbesondere kann ein Halter zum Fixieren einer Elektrodenmatrix Arretierungsplatten
umfassen, an denen die Verbindungselektroden der Elektrodenmatrix bspw. unter Verwendung
von Bandagen fixiert werden. Entsprechend gibt der Halter eine horizontale und vertikale
Anordnung der Verbindungselektroden exakt vor, sodass die Verbindungselektroden durch
Verbinden mit einer jeweiligen Verbinderkonfiguration leicht und schnell zu einem
Verbund zu koppeln sind.
[0042] In einem zweiten Aspekt betrifft die vorgestellte Erfindung einen Transformator mit
einer möglichen Ausgestaltung der vorgestellten Elektrodenanordnung.
[0043] Die vorgestellte Elektrodenanordnung dient insbesondere zum Konfigurieren des vorgestellten
Transformators für eine Vielzahl unterschiedlicher Anforderungen. Damit bringt der
vorgestellte Transformator die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit
Bezug auf die vorgestellte Elektrodenanordnung beschrieben worden sind.
[0044] In einem dritten Aspekt betrifft die vorgestellte Erfindung ein Verfahren zum Konfigurieren
eines elektrischen Transformators, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
- a) Anordnen einer möglichen Ausgestaltung der vorgestellten Elektrodenanordnung an
dem Transformator,
- b) Anordnen der Verbinder an der Elektrodenmatrix in einer ersten Verbinderkonfiguration,
- c) Anordnen der Verbinder an der Elektrodenmatrix in einer alternativen zweiten Verbinderkonfiguration,
wobei sich eine Anzahl von durch die Verbinder in der ersten Verbinderkonfiguration
verbundenen Verbindungselektroden der Elektrodenmatrix und eine Anzahl von durch die
Verbinder in der alternativen zweiten Verbinderkonfiguration verbundenen Verbindungselektroden
der Elektrodenmatrix unterscheidet.
[0045] Das vorgestellte Verfahren dient insbesondere zum Konfigurieren des vorgestellten
Transformators für eine Vielzahl unterschiedlicher Anforderungen. Damit bringt das
vorgestellte Verfahren die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug
auf die vorgestellte Elektrodenanordnung bzw. den vorgestellten Transformator beschrieben
worden sind.
[0046] Es kann insbesondere vorgesehen sein, dass sich eine Anzahl in Schritt b) verwendeter
Verbinder von einer Anzahl in Schritt c) verwendeter Verbinder unterscheidet.
[0047] Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der
Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in
der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination
erfindungswesentlich sein.
[0048] Es zeigen:
- Fig. 1
- eine schematische Darstellung einer möglichen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen
Elektrodenanordnung,
- Fig. 2
- eine Detailansicht eines Verbinders gemäß Figur 1,
- Figur 3
- eine Verbindungselektrode aus der Elektrodenanordnung gemäß Fig. 1,
- Fig. 4
- eine weitere mögliche Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Elektrodenanordnung an einem
Halter,
- Fig. 5
- eine noch weitere mögliche Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Elektrodenanordnung
mit einem Halter,
- Fig. 6
- eine Detailansicht des Halters gemäß Fig. 5,
- Fig. 7
- eine mögliche Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Transformators, und
- Fig. 8
- einen Ablauf einer möglichen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
[0049] In Fig. 1 ist eine Elektrodenanordnung 1 dargestellt. Die Elektrodenanordnung 1 umfasst
eine Elektrodenmatrix 3, die hier aus sechzehn Verbindungselektroden 5 besteht.
[0050] Ausgewählte Verbindungselektroden 5 sind hier über eine durch Verbinder 7 gebildete
Verbinderkonfiguration zu einem Verbund gekoppelt.
[0051] Die Verbindungselektroden 5 umfassen jeweils elektrische Anschlüsse 9, durch die
die Elektrodenanordnung 1 mit jeweiligen Komponenten eines elektrischen Transformators,
wie bspw. stromführenden Spulen des Transformators, verbindbar ist.
[0052] Durch eine Änderung der Verbinderkonfiguration, d.h. durch eine bezogen auf eine
ursprüngliche Verbinderkonfiguration andere Anzahl oder eine andere Ausrichtung der
Verbinder 7 relativ zu einander, kann der Verbund an Verbindungselektroden geändert
werden. Durch einen geänderten Verbund können die entsprechenden Verbindungselektroden
des geänderten Verbundes andere Komponenten des Transformators verbinden als die Verbindungselektroden
des ursprünglichen Verbundes, sodass sich Eigenschaften eines von dem Transformator
bereitzustellenden elektrischen Stroms durch den geänderten Verbund ändern.
[0053] Die Elektrodenanordnung 1 umfasst eine erste Auswahl 11 an Verbindungselektroden
5, die durch die Verbinderkonfiguration untereinander elektrisch und mechanisch gekoppelt
werden und eine zweite Auswahl 13 an Verbindungselektroden 5, die nicht durch die
Verbinderkonfiguration mit anderen Verbindungselektroden 5 gekoppelt werden. Entsprechend
umfasst die Elektrodenanordnung 1 durch die zweite Auswahl 13 an Verbindungselektroden
Reserveelektroden, die für eine elektrische und mechanische Kopplung mit weiteren
Verbindungselektroden 5 durch eine alternative Verbinderkonfiguration zur Verfügung
stehen bzw. vorgehalten werden.
[0054] Weiterhin sind hier ausgewählte Verbindungselektroden 5 untereinander durch feste
Kopplungselemente 15 untereinander verbunden, sodass die ausgewählten Verbindungselektroden
5 unabhängig von einer jeweiligen Verbinderkonfiguration stets elektrisch und mechanisch
gekoppelt sind. Bspw. können durch die festen Kopplungselemente 13 jeweilige elektrische
Komponenten, die einer Phase zugeordnet sind, miteinander gekoppelt werden.
[0055] In Fig. 2 ist ein Verbinder 7 dargestellt. Der Verbinder 7 umfasst vier Verbindungselemente
in Form von Aufnahmen 17 zum Aufnehmen von hier nicht dargestellten Schraubelementen,
zum Anordnen des Verbinders 7 an jeweiligen Gegenverbindungselementen 19 der Verbindungselektrode
5, wie in Fig. 3 in einer Detailansicht dargestellt.
[0056] Die Aufnahmen 17 sind hier als Senkbohrungen zum Aufnehmen eines Schraubkopfs eines
Schraubelements ausgestaltet.
[0057] In Fig. 3 ist eine Verbindungselektrode 5 in einer Detailansicht dargestellt. Hier
sind vier Anschlüsse 9 der Verbindungselektrode 5 zu erkennen, die unabhängig bzw.
elektrisch isoliert voneinander ausgestaltet sind. Durch die vier Anschlüsse 9 kann
die Verbindungselektrode 5 mit vier verschiedenen elektrischen Komponenten verbunden
werden, sodass bspw. die Verbindungselektrode 5 durch vier verschiedene Stromquellen
mit elektrischem Strom versorgt werden kann und die Verbindungselektrode 5 einen entsprechend
starken elektrischen Strom bereitstellen kann. Dies bedeutet, dass die Verbindungselektrode
5 einzelne elektrische Ströme, die durch die Anschlüsse 9 strömen zu einem besonders
starken Strom von bspw. mehr als 1500 Ampere aufsummieren kann. Insbesondere wird
dabei eine Stromquelle mit vier parallel geschalteten Leitern verwendet.
[0058] Die Anschlüsse 9 können zumindest teilweise mit einem Lack überzogen oder zumindest
teilweise mit einem Isolator, wie bspw. einem Isolierpapier umgeben sein.
[0059] Die Verbindungselektrode 5 kann aus einem Metall, wie bspw. Kupfer oder Aluminium
bestehen.
[0060] In Fig. 4 ist eine Elektrodenanordnung 40 mit einem Halter 41 dargestellt. Der Halter
41 fixiert jeweilige Verbindungselektroden 43 der Elektrodenanordnung 40 relativ zu
einander, sodass Verbinder 45 der Elektrodenanordnung 40 passgenau bzw. ohne ein zusätzliches
Ausrichten der Verbindungselektroden 43 relativ zueinander angeordnet werden können
und jeweilige Verbindungselemente der Verbinder 45 in entsprechende Gegenverbindungselemente
der Verbindungselektroden 43 passgenau eingreifen. Dies bedeutet, dass der Halter
41 die Verbindungselektroden 43 in einem vorgegebenen Abstand fixiert, der einem Abstand
zwischen jeweiligen Verbindungselementen jeweiliger Verbinder 45 entspricht.
[0061] Weiterhin werden die Verbindungselektroden 43 durch den Halter 41 in axialer Richtung,
d.h. in ihrer Höhe eingestellt, wodurch eine Kontaktierung der Verbinder 45 durch
die Verbindungselektroden 43 gewährleistet wird.
[0062] In Fig. 5 ist ein Halter 50 dargestellt, an dem eine Elektrodenmatrix 51 angeordnet
ist. Der Halter 50 umfasst Querträger 53, an denen Arretierungsplatten 55 angeordnet
sind, die zum Fixieren der Elektrodenmatrix 51 dienen.
[0063] In Fig. 6 ist der Halter 50 in einer Detailansicht dargestellt. Der Halter 50 besteht
aus einem elektrisch isolierenden Material, wie bspw. Blockspan, und umfasst eine
Vielzahl Schnittstellen 57 zur Verbindung mit einem Transformator. Entsprechend kann
der Halter 50 zusammen mit einer jeweiligen Elektrodenmatrix schnell und einfach aus
einem Transformator ausgebaut bzw. in einen Transformator eingebaut werden.
[0064] In Fig. 7 ist ein Transformator 70 dargestellt. In dem Transformator 70 ist eine
Elektrodenanordnung 71 angeordnet, durch die jeweilige elektrische Komponenten des
Transformators 70, je nach Verbinderkonfiguration, miteinander elektrisch und mechanisch
zu koppeln sind, sodass der Transformator 70, je nach Verbinderkonfiguration, elektrische
Ströme mit unterschiedlichen elektrischen Eigenschaften bereitstellt.
[0065] In Fig. 8 ist ein Ablauf einer möglichen Ausgestaltung des vorgestellten Verfahrens
80 dargestellt.
[0066] In einem ersten Anordnungsschritt 81 wird eine Elektrodenanordnung an einem Transformator
angeordnet.
[0067] In einem zweiten Anordnungsschritt 83 werden Verbinder an der Elektrodenmatrix in
einer ersten Verbinderkonfiguration angeordnet.
[0068] In einem dritten Anordnungsschritt 85 werden Verbinder an der Elektrodenmatrix in
einer alternativen zweiten Verbinderkonfiguration angeordnet, wobei sich eine Anzahl
von durch die Verbinder in der ersten Verbinderkonfiguration verbundenen Verbindungselektroden
der Elektrodenmatrix und eine Anzahl von durch die Verbinder in der alternativen zweiten
Verbinderkonfiguration verbundenen Verbindungselektroden der Elektrodenmatrix unterscheidet.
1. Elektrodenanordnung (1, 40) für einen elektrischen Transformator (70),
wobei die Elektrodenanordnung (1, 40) eine Elektrodenmatrix (3, 51) mit einer Anzahl
Verbindungselektroden (5, 43) und eine Anzahl Verbinder (7, 45) umfasst, wobei jeder
Verbinder (7, 45) mindestens zwei Verbindungselemente zum reversiblen elektrischen
Verbinden mit Gegenverbindungselementen (19) mindestens zweier Verbindungselektroden
(5, 43) umfasst, wobei die Anzahl Verbinder (7, 45) in einer Vielzahl unterschiedlicher
Konfigurationen an der Elektrodenmatrix (3, 51) anordenbar ist, und wobei ein durch
eine erste Anzahl Verbinder (7, 45) gebildeter erster Verbund an Verbindungselektroden
(5, 43) in einer ersten Verbinderkonfiguration vier Verbindungselektroden (5, 43)
umfasst und ein alternativer Verbund an Verbindungselektroden (5, 43) in einer durch
eine weitere Anzahl Verbinder (7, 45) alternativen zweiten Verbinderkonfiguration
mehr oder weniger als vier Verbindungselektroden (5, 43) umfasst, und
wobei zumindest bei der ersten Verbinderkonfiguration zumindest eine der vier Verbindungselektroden
(5, 43) dazu konfiguriert ist, eine Komponente, insbesondere eine Spule des Transformators
(70) elektrisch zu kontaktieren.
2. Elektrodenanordnung (1, 40) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl Verbinder (7, 45) in zumindest einer Verbinderkonfiguration jeweilige
Verbindungselektroden (5, 43) der Anzahl Verbindungselektroden (5, 43) dazu konfigurieren,
elektrische Komponenten des Transformators (70) in einer Sternschaltung und in einer
alternativen weiteren Verbinderkonfiguration in einer Dreieckschaltung elektrisch
zu verbinden.
3. Elektrodenanordnung (1, 40) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl Verbinder (7, 45) dazu ausgebildet sind jeweilige Verbindungselektroden
(5, 43) dazu zu konfigurieren, in zumindest einer Verbinderkonfiguration den Transformator
(70) dazu zu konfigurieren einen elektrischen Strom mit einer ersten Spannung bereitzustellen
und in einer alternativen weiteren Verbinderkonfiguration einen elektrischen Strom
mit einer von der ersten Spannung verschiedenen zweiten Spannung bereitzustellen.
4. Elektrodenanordnung (1, 40) nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl Verbinder (7, 45) jeweilige Verbindungselektroden (5, 43) dazu konfigurieren,
in zumindest einer Verbinderkonfiguration den Transformator (70) für eine erste Kurzschlussspannung
und in einer alternativen weiteren Verbinderkonfiguration den Transformator (70) für
eine zweite von der ersten Kurzschlussspannung verschiedene Kurzschlussspannung zu
konfigurieren.
5. Elektrodenanordnung (1, 40) nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl Verbinder (7, 45) jeweilige Verbindungselektroden (5, 43) dazu konfigurieren,
in zumindest einer Verbinderkonfiguration eine erste Anzahl Komponenten des Transformators
(70) mit einer Spannungsquelle des Transformators (70) zu verbinden und in einer alternativen
weiteren Verbinderkonfiguration eine zweite von der ersten Anzahl Komponenten verschiedene
Anzahl Komponenten des Transformators (70) mit der Spannungsquelle des Transformators
(70) zu verbinden.
6. Elektrodenanordnung (1, 40) nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Verbinder (7, 45) jeweils mindestens ein Verbindungselement und die Verbindungselektroden
(5, 43) jeweils mindestens ein Gegenverbindungselement (19) aufweisen.
7. Elektrodenanordnung (1, 40) nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Verbinder (7, 45) und die Verbindungselektroden (5, 43) durch mindestens eine
Schraubverbindung verbindbar sind, und die Verbindungselemente der Verbinder (7, 45)
eine Senkbohrung (17) zur Aufnahme eines Schraubkopfs eines Schraubelements umfassen.
8. Elektrodenanordnung (1, 40) nach Anspruch 6 oder 7,
dadurch gekennzeichnet, dass jeweilige Verbinder (7, 45) jeweils mindestens zwei in einer Linie hintereinander
angeordnete Verbindungselemente und jeweilige Verbindungselektroden (5, 43) mindestens
zwei in einer Linie hintereinander angeordnete Gegenverbindungselemente (19) umfassen.
9. Elektrodenanordnung (1, 40) nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrodenmatrix (3, 51) eine Anzahl Reihen umfasst und jede Reihe der Anzahl
Reihen mindestens vier Verbindungselektroden (5, 43) umfasst.
10. Elektrodenanordnung (1, 40) nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass jeder Verbund an Verbindungselektroden (5, 43) zumindest drei Verbindungselektroden
(5, 43) umfasst, die jeweils unterschiedlichen Stromphasen zugeordnet sind.
11. Elektrodenanordnung (1, 40) nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass jede Verbindungselektrode (5, 43) eine Vielzahl Anschlüsse (9) zum Verbinden mit
elektrischen Komponenten des Transformators (70) umfasst.
12. Elektrodenanordnung (1, 40) nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrodenanordnung (1, 40) einen Halter (41, 50) zum Fixieren der Verbindungselektroden
(5, 43) umfasst, wobei der Halter (41, 50) aus elektrisch isolierendem Material besteht
und dazu konfiguriert ist, unter Bereitstellung von elektrischem Kontakt zwischen
den Verbindungselektroden (5, 43) und jeweiligen Komponenten eines Transformators
(70) mit dem Transformator (70) verbunden zu werden.
13. Transformator (70) mit einer Elektrodenanordnung (1, 40) nach einem der Ansprüche
1 bis 12.
14. Verfahren (80) zum Konfigurieren eines elektrischen Transformators (70), wobei das
Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
a) Anordnen (81) einer Elektrodenanordnung (1, 40) nach einem der Ansprüche 1 bis
12 an dem Transformator,
b) Anordnen (83) der Verbinder (7, 45) an der Elektrodenmatrix (3, 51) in einer ersten
Verbinderkonfiguration,
c) Anordnen (85) der Verbinder (7, 45) an der Elektrodenmatrix (3, 51) in einer alternativen
weiteren Verbinderkonfiguration,
wobei sich eine Anzahl von durch die Verbinder (7, 45) in der ersten Verbinderkonfiguration
verbundenen Verbindungselektroden der Elektrodenmatrix (3, 51) und eine Anzahl von
durch die Verbinder (7, 45) in der alternativen zweiten Verbinderkonfiguration verbundenen
Verbindungselektroden (5, 43) der Elektrodenmatrix (3, 51) unterscheidet.
15. Verfahren nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet, dass sich eine Anzahl in Schritt b) (83) verwendeter Verbinder (7, 45) von einer Anzahl
in Schritt c) (85) verwendeter Verbinder (7, 45) unterscheidet.