DE1065929B

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Publication number: DE1065929B
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Description

Für die statische Erregungseinrichtung selbstregelnder Synchrongeneratoren werden Stromtransformatoren verwendet, die einen von der Größe des Belastungsstromes (Primärstrom) abhängigen Zusatzerregerstrom (Sekundärstrom) erzeugen, der über einen Gleichrichter in die Erregerwicklung des Generators eingespeist wird. Bei Drehstromgeneratoren sind drei Stromtransformatoren zur Erzeugung des Erregerstromes erforderlich, die in jeder der drei Phasen U, V und W angeordnet sind. Durch die Anordnung der Stromtransformatoren wird die Klemmenspannung des Generators, unabhängig von der bei Belastung wirksamen Ankerrückwirkung, konstant gehalten.For the static excitation device of self-regulating synchronous generators, current transformers are used which generate an additional excitation current (secondary current) which is dependent on the magnitude of the load current (primary current) and which is fed into the excitation winding of the generator via a rectifier. In three-phase generators, three current transformers are required to generate the excitation current, which are arranged in each of the three phases U, V and W. Due to the arrangement of the current transformers, the terminal voltage of the generator is kept constant, regardless of the armature reaction that occurs when the load is applied.

In der praktischen Ausführung dreiphasiger statischer Erregerschaltungen erweist es sich aber als notwendig, das Übersetzungsverhältnis der Stromtransformatoren zusätzlich über eine Regeleinrichtung zu beeinflussen, um damit eine Feinregelung der Generatorspannung zu erhalten. Zu diesem Zweck wird eine von Gleichstrom durchflossene Steuerwicklung zur Vormagnetisierung auf jedem Stromtransformator angeordnet. Durch die Vormagnetisierungswicklungen wird die Sättigung der Stromtransformatoren abhängig vom Steuerstrom geändert, so daß die Stromtransformatoren auch ihre Übersetzungsverhältnisse in Abhängigkeit von der Vormagnetisierung ändern. Dabei zeigt sich, daß die Sekundärströme bei konstanten Primärströmen um so kleiner werden, je größer der durch die Steuerwicklungen fließende Gleichstrom ist.In the practical implementation of three-phase static excitation circuits, however, it turns out to be necessary, the transformation ratio of the current transformers additionally via a control device to influence in order to get a fine control of the generator voltage. To this end, will a control winding through which direct current flows for pre-magnetization on each current transformer arranged. The saturation of the current transformers is dependent on the premagnetization windings changed by the control current, so that the current transformers also have their transformation ratios in Change depending on the premagnetization. It can be seen that the secondary currents at constant Primary currents become smaller, the larger the one flowing through the control windings Is direct current.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, bei einer Mehrphasenanordnung von durch Gleichstrom regelbaren Drosselspulen statt mehrerer Gleichstrom- bzw. Hilfswicklungen nur eine einzige sämtliche Drosselspulen umfassende Wicklung anzubringen. Der Zweck dieser Anordnung, bei der die Gleichstrom- oder Steuerwicklung unmittelbar die Arbeitswicklungen umfaßt, besteht darin, eine möglichst kleine Streuung zwischen den Arbeitswicklungen und der Steuerwicklung zu erhalten. Bei vormagnetisierten Stromtransformatoren, die zur lastabhängigen Erregung von selbstregelnden Synchrongeneratoren verwendet werden, ist eine geringe Streuung aber unerwünscht. Vielmehr wird eine große Streuung zwischen den Arbeitswicklungen und der Steuerwicklung verlangt, und zwar um die in der Steuerwicklung induzierten Spannungsspitzen zu begrenzen. Bei vormagnetisierten Stromtransformatoren werden bekanntlich die Spannungsspitzen in der Steuerwicklung dadurch induziert, daß durch den in der Primärwicklung eingeprägten Strom — insbesondere bei nicht sinusförmigem Be- !astungsstiom des Generators — sehr schnelle Flußänderungen erzwungen werden: diese haben bei Ver-Gleichstromvormagnetisierter
Drehstrom-Stromtransformator
für selbstregelnde SynchrongeneratorenIt has already been proposed, in the case of a multiphase arrangement of choke coils which can be regulated by direct current, instead of several direct current or auxiliary windings, to apply only a single winding comprising all choke coils. The purpose of this arrangement, in which the direct current or control winding directly comprises the working windings, is to obtain the smallest possible spread between the working windings and the control winding. In the case of pre-magnetized current transformers, which are used for load-dependent excitation of self-regulating synchronous generators, a small amount of scatter is undesirable. Rather, a large spread between the working windings and the control winding is required, specifically in order to limit the voltage peaks induced in the control winding. In the case of premagnetized current transformers, it is known that the voltage peaks in the control winding are induced by the fact that the current impressed in the primary winding forces very rapid changes in the flux - especially if the generator is not loaded sinusoidally: these are premagnetized in the case of Ver direct current
Three-phase current transformer
for self-regulating synchronous generators

Anmelder:Applicant:

LICENTIA Patent-Verwaltungs-G. m. b. H._r
Hamburg 36, Hohe Bleichen 22LICENTIA Patent-Verwaltungs-G. mb H. _r
Hamburg 36, Hohe Bleichen 22

Dipl.-Ing. Eugen Renz, Mülheim/Ruhr, ist als Erfinder genannt wordenDipl.-Ing. Eugen Renz, Mülheim / Ruhr, has been named as the inventor

nachlässigung der Streuung auch sehr große Spannungsspitzen zur Folge.Neglecting the scattering also results in very large voltage peaks.

Ferner ist eine Mehrphasenanordnung von durch Gleichstrom regelbaren Drosselspulen mit sechs Zweischenkelkernen bekanntgeworden, wobei auf den äußeren Schenkelkernen die Wechselstromwicklungen angeordnet sind. Die inneren Schenkelkerne werden von einer gemeinsamen Gleichstromwicklung umfaßt. Bei dieser Anordnung werden je zwei Schenkelkerne mit ihren Wechselstromwicklungen so zusammengeschaltet, daß in der Gleichstrom- oder Steuerwicklung keine Spannungen der Grundwelle induziert werden.Furthermore, there is a multiphase arrangement of choke coils that can be regulated by direct current and have six two-legged cores became known, with the alternating current windings on the outer leg cores are arranged. The inner leg cores are encompassed by a common DC winding. In this arrangement, two leg cores with their alternating current windings are connected together in such a way that that no voltages of the fundamental wave are induced in the direct current or control winding.

Dabei soll stets eine gerade Zahl von Kernen, nämlich das Doppelte der Phasenzahl des verwendeten Drehstromsystems, verwendet werden. Die Kerne dieser Anordnungen haben eine solche Form, daß eine möglichst kleine Streuung zwischen der Steuer- und der Arbeitswicklung erhalten wird.There should always be an even number of cores, namely twice the number of phases of the three-phase system used, be used. The cores of these arrangements have such a shape that one as possible small dispersion between the control and working windings is obtained.

Die Erfindung hat sich nunmehr die Aufgabe gestellt, die in jeder Phase angeordneten vormagnetisierten Stromtransformatoren zu einem dreiphasigen Stromtransformator mit einer zur Vormagnetisierung gemeinsamen Steuerwicklung zusammenzufassen. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß drei Rechteckkerne mit je zwei Schenkeln nebeneinander angeordnet sind und daß jeder der drei in einer Ebene liegenden Schenkel von Primär- und Sekundärwickhingen umschlossen wird und die gegenüberliegenden Schenkel von einer gemeinsamen Gleichstromwickhing umfaßt werden.The invention has now set itself the task of the pre-magnetized arranged in each phase Current transformers to a three-phase current transformer with one for premagnetization to summarize common control winding. This is achieved according to the invention in that three Rectangular cores each with two legs are arranged side by side and that each of the three in one plane lying leg is enclosed by primary and secondary winding and the opposite Legs are encompassed by a common DC winding.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anordnung eines vormagnetisierten Drehstrom-Stromtransformators schematisch dargestellt. The drawing shows an embodiment of the inventive arrangement of a premagnetized Three-phase current transformer shown schematically.

Die Rechteckkerne 1, 2 und 3 bestehen aus je zwei Schenkeln und zwei Jochen. Auf den in einer Ebene liegenden Schenkeln sind die Primärwicklungen 11. The rectangular cores 1, 2 and 3 each consist of two legs and two yokes. The primary windings 11 are on the legs lying in one plane.

909· 629/114909 629/114

Claims

21 and 31 and immediately above the secondary windings 12, 22 and 32 are arranged. The direct current control winding 4 is arranged on the opposite legs in such a way that it encompasses all three legs.

It is assumed that the three-phase synchronous generator with the rotary current transformer according to the invention is loaded symmetrically. According to Kirchhoff's law, the currents J _R , J _s and J _t flowing in the primary windings add up to zero and thus also the partial voltages U _iv U _i2 and U _i3 in the direct current control winding 4 induced by the alternating fluxes in the cores.

The three-phase current transformer according to the invention can be used not only with symmetrical loading, but also with asymmetrical loading of the generator, ie when the addition of the primary currents J _r + J _s + J Y is different from zero. It has been shown that the mode of operation of the three-phase current transformer with regard to the premagnetization is not impaired because

the control rectifier for the induced, not shown, connected to the DC winding AC voltage is practically a short circuit as long as the instantaneous value of the required Counterflow of the alternating current in the control winding is smaller than the control direct current.

patentanspruch:patent claim:

Direct current pre-magnetized three-phase phase transformer for self-regulating synchronous generators, characterized in that three rectangular cores with two legs each are arranged next to one another are and that each of the three legs lying in one plane is enclosed by primary and secondary windings and the opposite legs are encompassed by a common DC winding.

Considered publications:
German Patent No. 310 908;
British Patent No. 618 398.

1 sheet of drawings