DE530144C

DE530144C - Transformator zur Serienueberlagerung von Starkstromnetzen mit Stroemen netzfremder Frequenz mit einer Kompensationswicklung, deren Feld der vom Netzstrom durchflossenen Transformatorwicklung entgegengesetzt gerichtet ist

Info

Publication number: DE530144C
Application number: DEM102993D
Authority: DE
Original assignee: OTTO MUCK DIPL ING
Current assignee: OTTO MUCK DIPL ING
Priority date: 1928-01-12
Filing date: 1928-01-12
Publication date: 1931-07-22

Description

Transformator zur Serienüberlagerung von Starkstromnetzen mit Strömen netzfremder Frequenz mit einer Kompensationswicklung, deren Feld der vom Netzstrom durchflossenen Transformatorwicklung entgegengesetzt gerichtet ist Es ist bekannt, Starkstromnetze, insbesondere Gleichstromdreileiternetze, für Fernmelde- oder Fernsteuerzwecke dadurch mit Signalströmen von gegebenenfalls verschiedenen Frequenzen: zu überlagern, daß man entweder in den Nulleiter, wie in Abb. r angedeutet, oder in einen Außenleiter oder in die Verbindungsleitung zwischen der dem Netzgenerator parallel geschalteten Batterie und den Außenleitern einen Überlagerungstransformator T einschaltet, der oberspannungsseitig von der Überlagerungsmaschine G gespeist wird.
Diese bekannte Anordnung hat den Nachteil, daß der Transformator T bei starken Netz- bzw. Ausgleichsströmen übermagnetisiert wird; es ist naheliegend, hiergegen einen gegebenenfalls regelbaren Luftspalt im Eisenkern des Transformators anzubringen, um den magnetischen Widerstand des Kernes zu vergrößern mit der Folge, daß der vom Netzstrom induzierte Fluß entsprechend verkleinert wird. Dieser Luftsphlt wirkt aber auch nachteilig für die Überlagerungseinrichtung, da der Transformator T einen entsprechend höheren Magnetisierungsstrom aufnimmt und die Maschine G deshalb mit einem schlechten Leistungsfaktor arbeitet.
Man kann diesen Nachteil dadurch beseitigen, daß man auf den Transformator T eine dritte Wicklung .aufbringt, der man mittels einer elektrischen Maschine Strom von solcher Größe und Phajse zuführt, da,ß bei normalen Belastungsverhältnissen die magnetisierende Wirkung der in den Zug des Netzleiters eingeschalteten Wicklung in der Hauptsache aufgehoben wird. Diese Einrichtung beseitigt aber die eingangs erwähnten Mängel nur bei einem bestimmten Belastungszustand des Netzes, bei zu schwachen Belastungen dagegen überwiegt die magnetisierende Wirkung der Kompensationswicklung, bei Überlastungen die magnetisierende Wirkung der Netzstromwicklung, so daß also trotz Anwendung der Kompensationswicklung bei diesen Belastungszuständen immer noch die lästige Vormagnetisierung des Überlagerungstransformators auftritt.
Nach vorliegender Erfindung wird auch dieser Mangel noch beseitigt. Erfindungsgemäß wird die die Kompensationswicklung speisende Spannungsquelle in Abhängigkeit vom Netzstrom derart gesteuert, daß sich bei allen Belastungszuständen die Amperewindungen der Kompensations- und Netzstromwicklungen wenigstens annähernd aufheben.
Eine Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes ist in der Zeichnung (Abb. z) beispielsweise dargestellt.
Die Kompensationswicklung W ist über den den Kondensator C und die Drosselspule D enthaltenden Sperrkreis an den Anker Qu einer Kommutator- oder Unipolarmaschine angeschlossen. Die Feldwicklunglll dieser Maschine. ist. über den aus dem Kondensator C , D' bestehenden Sperrkreis an die Enden des im Zuge des Netzleiters eingeschalteten Widerstandes N' angeschlossen. Die beiden Sperrkreise sind derart abgestimmt, daß sie Ströme von der Frequenz des 1_Tberlagerungsgenerators G möglichst vollkommen drosseln.
Die Einrichtung arbeitet auf folgende Weise: Fließt in dem Netzleiter kein Strom, so ist die Maschine M, Qu unerregt, also, spannungslos. Es fließt dann -auch durch die Kompensiationswicklung W kein Strom. Ist ein Netzstrom bestimmter Größe vorhanden, so entsteht zwischen. den Enden des Widerstandes N ein diesem Netzstrom proportionales Spannungsgefälle, und durch die Feldwicklung 11I fließt ebenfalls ein dem Netzstrom proportionaler Erregerstrom. Die von der Maschine Qu erzeugte Spannung ist wenigstens annähernd ihrer Erregung, also annähernd dem Netzstrom proportional, und da der Widerstand des Kompensationskreises praktisch als unveränderlich anzusehen ist, fließt auch durch die Kompensationswicklung W ein dem Netzstrom wenigstens annähernd proportionaler Strom. Das Windungsverhältnis zwischen der vom Netzstrom und Kompensationsstrom durchflossenen Wicklung ist entsprechend dem Proportionalitätsfaktor eingestellt. Auf diese Weise wird die magnetisierende Wirkung der vom Netzstrom 'durchflossenen Wicklung auf den Eisenkern stets annähernd ausgeglichen.
Da auch an den Klemmen der * vom Netzstrom durchflossenen Transformatorwicklung stets ein wenigstens annähernd dem Netzstrom proportionales Spannungsgefälle herrscht, kann die Feldwicklung 11I unter Umständen auch gleich an die Wicklung dieses Transformators angeschlossen werden.
Man kann die Maschine Qu, 111 ersparen, wenn man, wie strichliert angedeutet, die Kompensationswicklung W unmittelbar an die Enden des Widerstandes N anschließt.
Bei Wechselstromnetzen verwendet man zweckmäßig für die Speisung der Kompensationswicklung eine Synchronmaschine, die durch einen ans Netz angeschlossenen Synchronmotor angetrieben wird. Die Erregung des Synchrongenerators wird durch eine kegulierungsvo:rrichtung, beispielsweise durch ein dynamometrisches Stufenrelais, derart eingestellt, daß zwischen den Feldern der am Netz liegenden Wicklung und der Kompensationswicklung möglichste Proportionalität besteht.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Transformator zur Serienüberlagerung von Starkstromnetzen mit Strömen netzfremder Frequenz mit einer Kompensationswicklung, deren Feld der vom Netzstrom durchflossenen Transformatorwicklung entgegengesetzt gerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die die Kompensationswicklung speisende Spannungsquelle in Abhängigkeit vom Netzstrom derart gesteuert wird, daß sich bei allen Belastungszuständen die Amperewindungen der Kompensations- und Netzstromwicklung wenigstens annähernd aufheben.
2. Transformator nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß als Spannungsquelle für die Kompensationswicklung eine Kommutatormaschine verwendet wird, deren Feldwicklung an die Enden eines im Zuge des Netzleiters eingeschalteten Widerstandes oder an die Klemmen der Netzstromwicklung des Transformators angeschlossen ist: 3.
Transformator nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß als Spannungsquelle ein Synchrongenerator verwendet wird, dessen Erregung durch ein dynamometrisches Stufenrelais derart eingestellt wird, daß zwischen den Feldern der am Netze liegenden Wicklung und der Kompensationswicklung möglichste Proportionalität besteht. q..
Transformator nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompensationswicklung selbst an die Enden eines der Netzstromwicklung des Transformators vorgeschalteten, im Zuge des Netzleiters liegenden Widerstandes angeschlossen ist.
5. Transformator nach Anspruch. i bis q., dadurch gekennzeichnet, daß in den Stromkreis der Kompensationswicklung Sperrkreise oder Drosseln zwecks Unterdrückung von Strömen mit überlagerungsfrequenz eingeschaltet sind.