145634. lajstromszámú szabadalom • Kapcsoló berendezés megcsapolásos tekercsrendszerrel bíró feszültségszabályozó transzformátorokhoz és boosterekhez

Megjelent: 1959. november 30. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 145.634. SZÄM 21. d2. 48-55. OSZTÁLY — G-10482.

ALAPSZÁM Kapcsoló berendezés megcsapolásos tekercsrendszerrel bíró feszültségszabályozó transzformátorokhoz és boosterekhez Klement Gottwald Villamossági Gyár és Batkovszky Ferenc oki. gépészmérnök, mindketten Budapesten A bejelentés napja: 1949. február 7. A mindinkább kifejlődő országos erőművekről és távvezetékekről táplált áramellátás szükségessé teszi a transzformátorállomások feszültségének tág határok (pl. 20%) között való szabályozását. A szabályozás kivitelére vagy maguk a teljesítmény transzformátorok vannak ellátva megfelelő megcsapolásokkal, melyek terhelés alatt átkapcsolhatok, vagy pedig külön feszültségszabályozó transzformátorok (boosterek) vannak alkalmazva. Bármelyik megoldás jön is tekintetbe, a nagy szabályozási határok miatt igen sok megcsapolásra van szükség, egyrészt azért, hogy egyik megcsapolásról a másikra való átkapcsolásnál az átkapcsoló szerkezet teljesítménye ne legyen nagyon magas és így kellő üzembiztonsággal legyen hosszú ideig használható, másrészt pedig, mivel bizonyos esetekben — különösen elektrokémiai üzemek ellátásánál, amelyeknél gyakran 50%-os szabályozás is szükséges — kívánatos, hogy az: egyes fokozatok 2—3%-nal ne legyenek nagyobbak. Ez okok folytán a teljesítmény-transzformátorok, illetve feszültségszabályozó transzformátorok (boosterek) megcsapolásainak szama gyakran 15—25 körül mozog. Ez a sok megcsapolás elsősorban azért hátrányos, mert számottevő költséggel jár, de alkalmazásuk üzembiztonsági szempontból is aggályos. A költségek nagyrészt abból adódnak, hogy már közepes és főleg nagyobb teljesítményű transzformátoroknál a gömbolyításnak az egyes megcsapolások közti részeit (a következőkben: tekercseket) a rövidzárlati erők és . túláramveszteségek miatt úgy kell elhelyezni, hogy a bennük fellépő ampermenetek a tekercselés egyéb részein teljesen ki legyenek egyensúlyozva. A gyakorlatban általánosan használt koncentrikus tekercseirendezésű transzformátorokat tartva szem előtt, ez azt jelenti, hogy minden egyes megcsapolásos tekercsnek a tekercselendő oszlop teljes hossza mentén kell helyet foglalnia; ez viszont igen költséges szerkezeti megoldásokat eredményez, mert egymástól függetlenül annyi különböző átmérőjű spirális tekercset kell a teljes oszlophosszon alkalmazni, ahány megcsapolásos tekercs van, vagy pedig a külön spirális tekercsek számát részben azáltal kell csökkenteni, hogy több megcsapolásos tekercset egymásba gömbölyítünk. Nagyszámú külön tekercs alkalmazása azonban a transzformátor méreteit és így annak gyártási költségeit növeli meg nagymértékben, egyes tekercsek egymásba gombolyítása viszont a készítési nehézségek miatt, a tekercsek között fellépő feszültségek folytán pedig üzembiztonsági okból is hátrányos. Ismert megoldásoknál e nehézségek megszüntetésére a leírt megoldások szerint adódó nagyszámú megcsapolásos" tekercs helyett legalább két, egymástól eltérő feszültségkülönbség alatt álló megcsapolásos tekercscsoportot alkalmaznak, melyeknek (ill. részeiknek) egymáshoz képest való különböző kapcsolásai által a kívánt számú feszültségfokozat sokkal kisebb számú tekerccsel hozható létre. E fokozatok létesítésénél úgy járnak el, hogy a nagyobb feszültségkülönfeség alatt álló tekercscsoport (a következőkben nagyobb feszültségű tekercscsoport) egyes megcsapolási pontjai és a hálózati (gyűjtősín) áramelvezetés közé, lényegileg azonosan ismétlődő módon, fokozatosan a kisebb feszültségkülönbség alatt álló (a következőkben: kisebb feszültségű) tekeresesoport megfelelő számú tekercsét kapcsolják, miáltal a nagyfeszültségű tekercscsoport megcsapoláisi pontjainak feszültségei közé eső feszültségfokozato'kat kapnak. Ebből a szempontiból értelem, szerint elegendő, ha a kisebb feszültségű tekercseik számát, adott tekercsenkénti feszültséglépcső mellett, úgy választják, hogy az ezen tekercscsoport által felvett teljes feszültség ne lépje túl, hanem az alábbiakban ismertetett szabály szerinti mértékben megközelítse azt a feszültségkülönibséget, mely két szomszédos nagyfeszültségű megcsapolási pont közt fellép. Az 1. ábra vázlatosan egy teljesítmény-transzformátor egyik oszlopának a régebben ismert módon való tekercselését mutatja, míg e tekercselési rendszer javítását szolgáló megoldások példaképpeni változatai a 2—6. ábrákon vannak feltüntetve. Az 1. ábra szerinti ismert elrendezésben a transzformátor 16 megcsapolásos tekeresrésszef van