DE721947C - Process for increasing the performance in electrical power plants, in particular railway power plants - Google Patents

Description

Verfahren zur Leistungssteigerung in elektrischen Kraftanlagen, insbesondere Bahnkraftanlagen Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren zur Leistungssteigerung in elektrischen Kraftanlagen, insbesondere Bahnkraftanlagen, bei denen Zweiwicklungstransformatoren mit zugehörigen Leistungsschaltern vorhanden sind.Process for increasing the performance in electrical power plants, in particular Railway power plants The invention relates to methods for increasing performance in electrical power plants, in particular railway power plants, in which two-winding transformers with associated circuit breakers are available.

In Kraftwerksanlagen, z. B. in Transformatorstationen, wird eine Erweiterung stets dann notwendig werden, wenn die Zahl der Verbraucher oder deren Lastentnahme ansteigt. Diese erhöhte Leistung wurde bisher durch einen Austausch des vorhandenen Transformators gegen einen solchen höherer Leistung vorgenommen; wobei dieser ebenfalls ein Zweiwicklungstransformator war. Dieser bisher übliche Austausch von im Aufbau gleichartigen Transformatoren hat mancherlei Nachteile; denn die Zuleitungen und der vorhandene Schalter zur Haugtsammelschiene müssen nach dem Austausch des Transformators ebenfalls ersetzt werden, da sowohl die Sammelschienenzuleitung als auch der Schalter nunmehr eine erhöhte Leistung bewältigen müssen. Dieser Weg ist daher nur in gewissem Umfang gangbar; denn' sobald sich die erhöhte Leistung des Transformators der Grenze der Leistungsfähigkeit der heute gebräuchlichen Schalter nähert, ist es kaum möglich, in der geschilderten Weise eine weitere Leistungssteigerung zu erzielen. Dies wäre nur dann noch zu verwirklichen, wenn völlig neue Schalter entwickelt würden, wobei aber zu berücksichtigen ist, daß, die Abmessungen der heute üblichen Höchstleistungsschalter bereits derart groß sind, daß eine weitere Steigerung schon im Hinblick auf Beförderungsschwierigkeiten kaum noch möglich ist. Es kann nicht unberücksichtigt bleiben, daß die Schalter als solche einen erheblichen Wert darstellen und ihr Ersatz nur mit einem noch größeren Kostenaufwand durchführbar ist. Außerdem hat das Austauschverfahren den Nachteil, daß hierbei das vorhandene Gerät nach dem Austausch vielfach nicht mehr ausgenutzt werden kann. Nicht unerwähnt soll ferner bleiben, däß für die Auswechslung der einzelnen Schalter und ihrer Zuleitungen ein erheblicher Aufwand an Arbeitszeit nötig ist, womit eine längere Betriebsstörung verbunden ist.In power plants, e.g. B. in transformer stations, is an extension will always be necessary when the number of consumers or their load withdrawal increases. This increased performance was previously achieved by replacing the existing one Transformer made against such a higher power; whereby this also was a two-winding transformer. This previously common exchange of under construction transformers of the same type have a number of disadvantages; because the leads and the existing switch to the main busbar must be used after the transformer has been replaced can also be replaced, as both the busbar feeder and the switch now have to cope with increased performance. This path is therefore only in a certain sense Scope feasible; because 'once the increased power of the transformer of the limit approaches the performance of today's switches, it is hardly possible to to achieve a further increase in performance in the manner described. This would be only to be realized if completely new switches were developed, whereby But it must be taken into account that the dimensions of today's high-performance circuit breakers are already so large that a further increase in terms of transport difficulties is hardly possible. It cannot be disregarded that the switches as such represent considerable value and their replacement with only one still greater cost is feasible. In addition, the exchange process has the Disadvantage that this often no longer the existing device after the exchange can be exploited. It should also be mentioned that for the substitution the individual switches and their supply lines require a considerable amount of working time is necessary, which is associated with a longer malfunction.

Es sind Transformatoren bekannt, die auf der Verbraucherseite mehrere voneinander unabhängige Teilwicklungen aufweisen. Die Unterteilung der Verbraucherwicklungen wurde aber bei den bekannten Transformatoren nicht zum Zwecke einer Leistungssteigerung vorgenommen, sondern es sollten hierdurch lediglich getrennte Verbraucherkreise geschaffen werden, und zwar diente z. B. eine Teilwicklung zum Speisen rein Ohmscher Verbraucher, während eine andere Teilwicklung vorwiegend induktive Verbraucher versorgte. Hierbei wurden Maßnahmen getroffen, daß der Spannungsabfall in den beiden Verbraucherkreisen gleichbleibt.There are known transformers that have several on the consumer side have independent partial windings. The division of consumer developments but was not in the known transformers for the purpose of increasing performance made, but it should thereby only separate consumer groups be created, namely served z. B. a partial winding for feeding purely Ohmic Consumers, while another partial winding mainly supplied inductive consumers. Measures were taken to prevent the voltage drop in the two consumer circuits remains the same.

Bekannt ist des weiteren eine Einrichtung, bei der ein Transformator mit mehreren voneinander unabhängigen Teilwicklungen vorgesehen ist, bei der der Transformator auf der Sekundärseite deswegen unterteilt wurde, um mehrere voneinander unabhängige Spannungsquellen zu schaffen, durch die ein Belastungsausgleich erzielt werden soll.Also known is a device in which a transformer is provided with several independent partial windings, in which the Transformer on the secondary side was therefore divided to several from each other to create independent voltage sources through which a load compensation is achieved shall be.

Bei dem Verfahren gemäß, der Erfindung können die geschilderten Nachteile beseitigt und trotzdem eine Steigerung der Leistung dadurch ermöglicht werden, daß der vorhandene Zweiwicklungstransformator durch einen an sich bekannten Transformator mit mehreren voneinander unabhängigen Teilwicklungen auf der Verbraucherseite ersetzt und die abgenommene größere Leistung auf die einzelnen Teilwicklungen. des Transformators verteilt wird, so daß, der vorhandene Leistungsschalter mit seinen Stromzuführungen beibehalten werden kann, während die Mehrleistung auf weitere vorhandene oder gegebenenfalls neu anzuordnende Schalter aufgeteilt wird.In the method according to the invention, the disadvantages outlined can eliminated and nevertheless an increase in performance are made possible in that the existing two-winding transformer by a transformer known per se replaced with several independent partial windings on the consumer side and the greater power taken on the individual partial windings. of the transformer is distributed so that the existing circuit breaker with its power supplies can be retained, while the additional service is based on other existing or possibly switches to be rearranged is split.

Dabei werden die Teilwicklungen des Transformators ganz oder zum Teil auf getrennte Verbraucher geschaltet oder aber speisen alle gemeinsam in Parallelschaltung einen Verbraucher.The partial windings of the transformer are wholly or partially switched to separate consumers or they all feed together in parallel a consumer.

Das neue Verfahren bietet vor allem wirtschaftliche Vorteile, da der zu beschaffende Transformator höherer Leistung nicht wesentlich teurer ist als ein Transformator, der in üblicher Weise als Zweiwicklungstransformator gleicher Leistung ausgeführt wäre. Der Mehrpreis dieses Transformators wird ausschließlich bestimmt durch einen verhältnismäßig geringen Mehraufwand an Fertigungszeit, was auf die Unterteilung der Wicklungen zurückzuführen ist. Die Unterteilung als solche bietet aber keinerlei Schwierigkeiten, sondern ist lediglich eine Frage der Schalttechnik. Würde der Transformator nicht unterteilt, dann wäre, wie eingangs schon erwähnt, die Neubeschaffung der Schaltmittel unumgänglich notwendig, unter Umständen eine völlige Neuentwicklung erforderlich, wobei noch zu berücksichtigen ist, daß hierfür möglicherweise besondere Werkstoffe erforderlich würden, die ihrerseits erst wieder ausreichend durch Versuche auf ihre Brauchbarkeit untersucht werden müßten.Above all, the new process offers economic advantages, since the to be procured transformer of higher power is not significantly more expensive than one Transformer, which is usually used as a two-winding transformer of the same power would be executed. The surcharge for this transformer is determined exclusively due to a relatively low additional cost of production time, which is due to the Subdivision of the windings is due. The subdivision as such offers but no difficulties at all, it is simply a question of switching technology. If the transformer were not subdivided, then, as already mentioned at the beginning, the procurement of new switching equipment is unavoidably necessary, possibly a Completely new development required, whereby it must still be taken into account that this possibly special materials would be required, which in turn only again their usefulness would have to be investigated sufficiently by experiments.

Bei Beachtung der durch die Erfindung gegebenen Lehre kann des weiteren die Lagerhaltung für die Schaltgeräte vereinfacht und damit deren Austauschbarkeit gefördert werden. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, die die Leistung des Transformators unterteilenden unabhängigen Wicklungen ganz oder zum Teil auf verschiedene Spannung einzuregeln. Die für die Regelung erforderlichen Mittel stehen in diesem Falle in einem wirtschaftlichen Verhältnis zum erzielten Erfolg, da wegen der verringerten Leistung, die eine Teilwicklung führt, die Abmessungen der Regelorgane kleiner gehalten werden können. Nicht unerwähnt soll bleiben, daß, bei dem Verfahren die Betriebssicherheit einer Station erhöht wird. Für den Fall, daß in einer der Teilwicklungen ein Kurzschluß. auftritt, besteht immer noch die Möglichkeit, mit einer der übrigen betriebsfähigen Teilwicklungen den Betrieb aufrechtzuerhalten, zum mindesten aber ist ein Notbetrieb möglich.If the teaching given by the invention is observed, furthermore the storage for the switchgear simplified and thus their interchangeability be promoted. In addition, there is a possibility that the power of the transformer dividing independent windings in whole or in part to different voltages to regulate. The funds required for the regulation are in this case in an economic relationship to the success achieved, because of the reduced Power that leads a partial winding, the dimensions of the control elements kept smaller can be. It should not go unmentioned that, with the process, the operational safety a station is increased. In the event that there is a short circuit in one of the partial windings. occurs, there is still the option of using one of the remaining operational Partial windings to maintain operation, but at least it is an emergency operation possible.

Die Erfindung soll an Hand eines Ausführungsbeispiels mit Hilfe der Zeichnung näher erläutert werden. Der Transformator enthält eine Hochspannungswicklung i, während auf der Unterspannungsseite beispielsweise drei voneinander unabhängige Teilwicklungen angeordnet sind, die gegebenenfalls ganz oder zum Teil als regelbare Wicklungen ausgeführt sein können. Der Einfachheit halber sind die Teilwicklungen 2, 3, q. mit der einen Seite an die Erde 5 gelegt. Der zweite Speiseleiter jeder Teilwicklung führt über je einen Leistungsschalter 6, 7, 8 zu den Verbrauchern g, io, i i. Durch jede der Teilwicklungen des Transformators kann entweder je einer der Verbraucher 9 bis i i gespeist werden oder aber die Teilwicklungen werden insgesamt oder zum Teil über Hilfsschalter 12 parallel auf einen der Verbraucher geschaltet. Die Teilwicklungen 2, 3, ¢ sind so bemessen, daß sie jeweils den Abschaltleistung en der ihnen zugeordneten Leistungsschalter 6, 7, 8 angepaß;t sind. Da die Gesamtleistung des Transformators sich auf die drei Wicklungen 2, 3, q. verteilt, werden die Leistungsschalter einen geringen Durchgangsstrom führen. Darüber hinaus wird die Kurzschlußleistung in den einzelnen Verbraucherkreisen herabgesetzt. Für den Fall, daßi die Teilwicklungen zwei bis vier Anzapfungen aufweisen und über Stufenwähler geregelt werden, ergibt sich auch hinsichtlich der Bauweise der Stufenwähler insofern ein Vorteil, als diese für geringere Leistung und Durchgangsströme auszulegen sind, Die Stufenwähler können einheitlich aufgebaut sein, so daß sie jederzeit leicht.auswechselbar sind.The invention is based on an embodiment with the help of Drawing will be explained in more detail. The transformer contains a high voltage winding i, while on the low voltage side, for example, three independent ones Part windings are arranged, which may be wholly or partly adjustable Windings can be carried out. For the sake of simplicity, the partial windings are 2, 3, q. placed with one side on the ground 5. The second feeder everyone Partial winding leads via a circuit breaker 6, 7, 8 to the consumers g, io, i i. Through each of the partial windings of the transformer either one the consumer 9 to i i are fed or the partial windings are total or partly connected in parallel to one of the loads via auxiliary switch 12. The partial windings 2, 3, ¢ are dimensioned so that they each have the breaking capacity The circuit breakers 6, 7, 8 assigned to them are matched. As the overall performance the transformer affects the three Windings 2, 3, q. distributed, the circuit breakers will carry a low through current. Furthermore the short-circuit power in the individual consumer circuits is reduced. For the case that the partial windings have two to four taps and tap selector are regulated, this also arises with regard to the design of the step selector an advantage than they are designed for lower power and through currents, The tap selector can be built in a uniform manner so that they can be easily exchanged at any time are.

Die Leistungsunterteilung wirkt sich auch in einer besseren Ausnutzung der zu verlegenden Leiterquerschnitte aus, die infolge der von ihnen im Gegensatz zu vorher geführten geringeren Stromstärke mit spezifisch höher belasteten Querschnitten ausgelegt werden dürfen.The division of services also results in better utilization of the conductor cross-sections to be laid, which as a result of the opposed to them to previously conducted lower amperage with specifically higher loaded cross-sections may be interpreted.

Verwendet man, wie es 'bei Einphasentransformatoren häufig üblich ist, Eisenkerne mit vier Schenkeln, von denen jedoch nur zwei Leistungswicklungen tragen, dann kann unter Umständen im Kurzschlußfalle in einem der Verbraucherkreise mit Hilfe der übrigen Sekundärwicklungen, wie bereits erwähnt, ein Notbetrieb aufrechterhalten werden.Is used, as is often the case with single-phase transformers is, iron cores with four legs, of which only two are power windings wear, then under certain circumstances, in the event of a short circuit in one of the consumer circuits with the help of the other secondary windings, as already mentioned, maintain emergency operation will.

Claims (1)

PATENTANSPRÜCHE: r. Verfahren zur Leistungssteigerung in elektrischen Kraftanlagen, insbesondere Bahnkraftanlagen, bei denen Zweiwicklungstransformatoren mit zugehörigen Leistungsschaltern vorhanden sind, dadurch gekennzeichnet, 'daß, der Zweiwicklungstransformator durch einen- an sich bekannten Transformator mit mehreren voneinander unabhängigen Teilwicklungen (2, 3, 4.) auf der Verbraucherseite ersetzt und die abgenommene größere Leistung auf die einzelnen Teilwicklungen (2, 3, q.) des Transformators verteilt wird, so daß, der vorhandene Leistungsschalter (z. B. 6) mit seinen Stromzuführungen beibehalten werden kann, während die Mehrleistung auf weitere vorhandene oder gegebenenfalls neu anzuordnende Schalter (7, 8) aufgeteilt wird. c -h. Verfahren nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß, die Teilwicklungen (2, 3, q.) des Transformators ganz oder zum Teil auf getrennte Verbraucher geschaltet werden oder aber alle gemeinsam in Parallelschaltung einen Verbraucher speisen.PATENT CLAIMS: r. Process for increasing performance in electrical Power plants, in particular railway power plants, in which two-winding transformers with associated circuit breakers are available, characterized in that, the two-winding transformer with a known transformer several independent partial windings (2, 3, 4.) on the consumer side replaced and the accepted larger power to the individual partial windings (2, 3, q.) Of the transformer is distributed so that, the existing circuit breaker (e.g. 6) with its power supplies can be maintained while the extra power divided among other existing or possibly newly to be arranged switches (7, 8) will. c -h. Method according to Claim r, characterized in that the partial windings (2, 3, q.) Of the transformer switched entirely or partially to separate consumers or they all feed a consumer in parallel.