DE6607390U

DE6607390U - Transformator zur uebertragung von impulsen oder leistung auf abgestuftes hochspannungspotential

Info

Publication number: DE6607390U
Application number: DE6607390U
Authority: DE
Original assignee: BBC Brown Boveri AG Switzerland
Current assignee: BBC Brown Boveri AG Switzerland
Priority date: 1967-04-21
Filing date: 1967-06-28
Publication date: 1971-03-11
Also published as: DE1613528A1; DE1613528B2; DE1613528C3; US3524126A; CH471447A; JPS5333733B1; GB1226579A; SE335883B; FR1565803A

Description

5Ι»6·28.6.67

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Aktiengesellschaft Brown, Boveri 4 CIe., Baden (Schweiz)

Transformator zur Uebertragung von Impulsen oder Leistung auf abgestuftes Hoch-, Spannungspotential

Die Erfindung betrifft einen Transformator zur Uebertragung von Impulsen oder Leistung auf abgestuftes Hochspannungspotential, wie es.bei Anlagen mit einer Mehrzahl hintereinändergeschaiteter aktiver Siesente, beisnieisweise Orleichrich= ter, Thyristoren oder Halbleiterelemente und deren Zubehörteilen vorkommt, insbesondere bei Anlagen zur Hochspannungs-Gleichstrom-Uebertragung.

Ein Transformator üblicher Art mit entsprechenden Wicklungsanzapfungen würde sich für diesen Zweck im allgemeinen nich*. eignen, da hierbei die Hochspanuungspotentiale der eins- en Stufen im Verhältnis zueinander festgelegt wären; aus· «ein würde bei jeder Stuie nur ein Teil der vielen, zuger-i-gen Windungen der Hochspannungswicklung benutzt werden. Ein Trans

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formator mit galvanisch nicht miteinander verbundenen Sekundärspulen auf gemeinsamem Eisenkern würde es zwar ermöglichen, dass deren Potentiale sich an die Jeweiligen Hochspannungsstufen anpassen, aber die Induktivität einer solchen Anordnung wäre für die vorliegende Anwendung unerwünscht gross, so dass beispielsweise die Steilheit zu übertragender Impulse wesentlich vermindert würde. Ein weiterer Nachteil bekannter Anordnungen besteht darin, dass die Hochspannungswicklungen gegenüber der Primärwicklung und dem geerdeten Eisenkern zu -. laueren sind, d.h. gegenüber einer Anordnung von erhebli- / chem Durchmesser, so dass ein hoher Isolationsaufwand entsteht.

Der neue Transformator vermeidet diese Nachteile; or besteht aus einer mindestens teilweise vnn einer rohrförmigen Isolierhülle umschlossenen, sohleifenförmigen Erregerwicklung und aus auf die Isolierhülle aufgeschobenen Bingkersen^äie Je mindestens eine Sekundärwicklung tragen. Wan sieht dann zweckmässigerweise für ,jede Hociisjpaianungspotentialstufe einen solchen Ringkern mit Sekundärwicklung vor. Für die letztere genügt eine geringe Windungszahl, da diese im vorliegenden Falle für ihr zum Teil hohes Potential nicht massgebend ist.

Diese Anordnung besitzt eine bedeutend kleinere Induktivität als die bekannte mit Sekundärspulen auf gemeinsamem Eieenkern. Auch .ermöglicht sie demgegenüber eine Einsparung an

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Isolation und damit an Gewicht und Abmessungen des gesamten Aktivteils; und um dies sicherzustellen, ist es vorteilhaft, dass jeder Ringkern mit der darauf befindlichen Sekundärwicklung in Potentialverbindung steht. Es genügt dann, dass die Ringkerne mit Sekundärwicklungen gegeneinander isoliert sind, etwa indem jeder Ringkern samt darauf befindlicher Sekundärwicklung mit Isoliermaterial umwickelt ist, oder auch durch Verwendung entsprechender Kappen und Hülsen oder Isolierflansche, wobei die gegenseitige Isolation zwischen benachbarten Ringkernen mit Sekundärwicklungen iur geuiäss der Potentialdifferenz zwischen benachbarten Hochspannungsetufen bemessen zu werden braucht.

rohrföralee isoiierhülie; welche nur die als Schleife ausgebildete Erregerwicklung mindestens teilweise umschliesst,, muss so bemessen sein, dass die Spannungsdifferenzen zwischen, der Erregerwicklung und den Sekundärwicklungen benerrscnt werdenj sie besitzt bei einer vorteilhaften Ausbildung die Gestalt eines U, dessen offene Seite der Sekundärwicklung 'mit dem niedrigsten Potential benachbart ist. Da die elektrische Beanspruchung nach dieser Richtung hin abnimmt, kann <3ie Isolierhülle an ihren offenen Enden eine reduzierte Wandstärke aufweisen. Dies ist insbesondere dann zweckmässig, wenn die Sekundärwicklung mit demriedrigsten Potential an Erde liegt.

Die Sekundärwicklung mit dem niedrigsten Potential kann aber

auch eine beträchtliche Spannung gegenüber dem -End pot -ent ial

oder der Erregerwicklung aufweisen, beispielsweise -dann,

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' *renn mehrere der neuen Transformatoren Icaskadenarti-g -in Reihe" geschaltet sind* Dann ist es vorteilhart* wenn ^dSe ^ÄOlierhülle an ihren offenen "Enden eine zusätzliche jEsoUauon In Form von Isolier flanschen trägt, welche die kenajciiberten S ■» kund ärw icklungen überdecken.

Der neue Transformator kann von einem Behälter umgeben Bein, der mindestens teilweise aus isolierendem Material besteht; dann ergibt sich die vorteilhafte Möglidikelt* die Sekundäranschlüsse durch die isolierende Behälterwand zu führen. Der Behälter kann dann z.B. mit Isolierö'i gefüllt sein. Der neue Transformator kannä>er auch in Kunstharz eingegossen sein.

Der neue Transformator wird durch -die beigegeben®» Zeichnungen veranschaulicht. Darin stellen dar:

Pig«! «ine A«eiünröög des neuen xränsfonaators Uhi Schnlttj j Fig»2 «in Detail aus Fig, Ij

Pig.3 eine Abwandlung des Transformators nach Fig.;!; F1&.4 eine Anordnung mit dem neuen "Transformator und Halbleiter-Gleichrichtern in der Draufsicht.

In Fig.l ist die schleifenförmige Erregerwicklung 1 von einer rohrförmigen Isolierhülle 2 umgeben, welche die Gestalt eines ü besitzt; in der linken Hälfte ist die Isolierhülip-mit bis zum offenen Ende gleichbleibender Wandstärke gezeichnet, in der rechten Hälfte mit am offenen Ende reduzierter Wandstärke.

Die Isolierhülle kann innen und aussen Potentialbeläge 3 zw. 4 tragen. Auf die Isolierhülle sind Eisenkerne mit Sekundär

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wicklungen 5 aufgeschoben, zwischen denen sich Zwischenlagen 6j zur gegenseitigen Isolierung befinden können. Die Sekunär-

wicklungen sind über Ableitungen 7 mit Klemmen δ verbunden, ' die als Durchführungen durch den isolierenden Teil 9 der Behälterwand dienen- Die aktiven Teile ruhen über unterlagen 10,1 ζ,B. Ringen aus Holz, auf der Bodenplatte 11. Der Behälter ?,st oben durch den Deckel 12 mit Sntlüftungsstutzen 12 abgeschlossen und enthält eine Isolierflüssigkeit 14, z.B. Transformatorenöl. Die zunnterst gezeichneten Sekundärspulen werden zweckmässigerweise mit der niedrigsten, die zuoberst gezeichneten mit der höchsten Stufe des Hochspannungspotentials verbunden; die in der rechten Hälfte von Pig.l gezeichnete verringerte Wandstärke der Isolierhülle kommt insbesondere dann in Betracht, wenn sich die unterste Sekundärwicklung!

im Betriebe ungefähr auf demselben Potential befindet wie die Erregerwicklung.

In Fig.2 1st das in Fig.l mit "a" bezeichnete Detail vergrössert herausgezelehnet und ein Schnitt durch einen Eisenkern mit Sekundärwicklung 5 dargestellt. Der ringförmige Kern 51 ist mit einer dünnen, isolierenden Zwischenlage 52 umgeben, auf der sich die Sekundärwicklung 53 befindet, die mit dem Eisenkern über die Potentialverbindung 5^ leitend verbunden ist und mit der Isolation 55 umwick&t ist, welche zweckmässigerweise so bemessen ist, dass sie zusammen mit der isolieren—< den Umwicklung der Nachbarwicklung der Potentialdifferenz

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zwischen zwei benachbarten Hochspannungsstufen standhält. Mit 7 sina wiederum die Ableitungen bezeichnet.

Fig.3 stifismt im wesentlichen mit Fig.l überein, abgesehen davon, dass die offenen Enden der Isolierhülle Isölierf!ansehe 2i tragen. Diese Hassnahme kommt dann in Betracht, wenn zwischen der untersten Sekundärwicklung und der Erregerwicklung oder der Bodenplatte des Behälters im Betriebe eine gehörige Potentialdifferenz auftritt. Zusätzlich sind in Fig.3 Steuerkapazitäten 15 angedeutet, die angeordnet werden können, wenn eine Potentialsteuerung erwünscht ist. Ia übrigen sind Oelfüllung und Entlüftungsstutzen nicht gezeichnet; man kann sich aen Behälter beispielsweise mit einem Isoliergas gefüllt denken.

Fig.4 zeigt den neuen Transformator mit abgehobenem Deckel In Draufsicht, in einer Anordnung zusammen mifc Halbleitergleichrichtern 16, die sich in viör Säulen ringsum verteilt befinden. Auch hler können, wenn es für den Betrieb der Anordnung zweckmäsßig ist, Steuerkapazitäten 15 vorgesehen sein, hier als eine Säule gemeinsam für beide Schenkel des Transformators gezeichnet. Entsprechend zunehmendem Potential unter zyklischer Vertauechung der Gleichrichtersäulen ist es bei dieser Anordnung vorteilhaft, wenn die KIemir?n 8, nach zunehmendem Potential geordnet, rings um den Behälterteil 7

Ist der Transformator in Kunstharz eingegossen, so ändert dies am Aufbau des aktiven Teils nichts Wesentliches, und

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an die Stelle des Behälters nit OeI tritt der umgossene

Kunstharzblock in bersannter Weise, weshalb dies in den Zeichnungen nicht besonders dargestellt ist. Man kann aber auch den Behälter belassen - etwa wie in Pig.5 dargestellt,

aber ohne Deckel - und ihn, mit dem Aktivteil darin, rait Kunstharz ausgiessen.

Anhand der Zeichnungen, etwa bei Betrachtung von Pig.l, wird ein charakteristischer Vorzug des neu<m Transformators deutlieh, der auf der Sehleifenfono der Erregerwicklung und der besonderen Anordnung der- Sekundärwicklungen auf der U-förmigen Isolierhülle beruht: Durchläuft man die Anordnung vom einen offenen Ende des U zum anderen, so beginnt man beim niedrigsten Potential und kehrt wieder zu diesem» de» Ausgangspotential,zurück. So wird eine besonders kleine Schleifenfläche und auch hierdurch eine besonders kleine Induktivität erzielt.

Claims

1. Transformator zur Uebertragung von Impulsen oder Leistung auf abgestuftes Hochspannungspotential, dadurch gekennzeichnet, dass er aus einer mindestens teilweise von einer rohrförmigen Isolierhülle umschlossenen, schleifenförmigen Erregerwicklung und aus auf die Isolierhülle aufgeschobenen Ringkernen besteht, die je mindestens eine Sekundärwicklung tragen,

2. Transformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Ringkern mit der darauf befindlichen Sekundärwicklung in Potentialverbindung Steht.

3· Transformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringkerne mit Sekundärwicklungen gegeneinander isoliert sind.

4. Transformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die rohrförmige Isolierhülle die Gestalt eines ü besitzt, dessen offene Seite der Sekundärwicklung mit dem niedrigsten Potential benachbart ißt.

5. Transformator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die IsolierhUlle an ihren offenen Enden eine reduzierte Wandstärke aufweist.

6. Transformator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierhülle an ihren offenen Enden eine zusätzliche Isolation in Form von Isolierflanschen trägt.

7. Transformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er γοη einem Behälter umgeben ist, der mindestens teilweise aus isolierendem Material besteht, und dass die Sekundäranschlüsse durch die isolierende Behälterwand geführt sine.

8. Transformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er in Kunstharz eingegossen ist.

Aktiengeseirschaft BROtfN, BOVERI & CJE.

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