Dreiwicklungstransformatoren - Siemens SINAMICS G130 Projektierungshandbuch

1.3.4

Dreiwicklungstransformatoren

Beim Betrieb von drehzahlveränderbaren Drehstromantrieben größerer Leistung ergibt sich häufig die Forderung nach
möglichst geringen Netzrückwirkungen. Diese Forderung lässt sich mit relativ niedrigem Kostenaufwand durch eine
12-pulsige Netzeinspeisung realisieren, insbesondere dann, wenn ein neuer Einspeisetransformator ohnehin
erforderlich ist. In diesem Fall muss als Transformator ein Dreiwicklungstransformator gewählt werden. Dreiwicklungs-
transformatoren werden grundsätzlich als Stromrichtertransformatoren ausgeführt.
Die prinzipielle Wirkungsweise 12-pulsiger Antriebslösungen mit zwei um 30° phasenverschobenen Wicklungen ist im
Abschnitt „Netzrückwirkungen 12-pulsiger Gleichrichterschaltungen" erläutert. Die folgenden Ausführungen be-
schäftigen sich daher nur mit den Anforderungen an den Dreiwicklungstransformator, die SINAMICS-Einspeisung,
sowie an das speisende Netz für die 12-pulsige Antriebslösung.
Dreiwicklungs-
OS
transformator
US1 US2
Phasenver-
schiebung
Netzdrosseln
30°elektr.
Einspeisegleichrichter
Zwischenkreis
Wechselrichter
Prinzip der 12-pulsigen Antriebslösung
Anforderungen an den Dreiwicklungstransformator, die SINAMICS-Einspeisung und das speisende Netz
Anforderungen an den Dreiwicklungstransformator und die SINAMICS-Einspeisung
Für eine optimale 12-pulsige Wirkung, d. h. eine möglichst gute Auslöschung der Stromoberschwingungen mit den
Ordnungszahlen h = 5, 7, 17, 19, 29, 31, ... auf der Oberspannungsseite des Transformators, muss zum einen der
Dreiwicklungstransformator möglichst symmetrisch aufgebaut sein. Zum anderen muss durch geeignete Mittel sicher-
gestellt werden, dass die beiden 6-pulsigen Gleichrichter die beiden Niederspannungswicklungen gleichmäßig be-
lasten. Ferner dürfen keine zusätzlichen Lasten an nur eine der beiden Niederspannungswicklungen angeschlossen
werden, weil dies eine symmetrische Belastung beider Niederspannungswicklungen verhindern würde. Außerdem
sollte der Anschluss mehrerer 12-pulsiger Einspeisungen an einem Dreiwicklungstransformator vermieden werden,
insbesondere dann, wenn mit Thyristoren bestückte Basic Line Modules zum Einsatz kommen, die den Zwischenkreis
durch Phasenanschnittsteuerung vorladen.
Eine gleichmäßige Stromaufteilung wird bewirkt durch - vorwiegend ohmsche - Spannungsabfälle an:
•
den Sekundärwicklungen des Transformators,
•
den Zuleitungskabeln zwischen Transformator und Gleichrichtern,
•
den Netzdrosseln der Gleichrichter.
Daraus ergeben sich die folgenden Anforderungen an den Dreiwicklungstransformator, die Zuleitungskabel und die
Netzdrosseln der Gleichrichter:
•
Symmetrischer Aufbau d. Dreiwicklungstransformators, empf. Schaltgruppen Dy5d0 oder Dy11d0.
•
Bezogene Kurzschlussspannung des Dreiwicklungstransformators u
•
Differenz der bezogenen Kurzschlussspannungen der Sekundärwicklungen Δu
•
Differenz der Leerlaufspannungen der Sekundärwicklungen ΔU ≤ 0,5 %.
•
Identische Zuleitungskabel, d. h., gleicher Typ, gleicher Querschnitt und gleiche Länge.
•
Gegebenenfalls Einsatz von Netzdrosseln zur zusätzlichen Stromsymmetrierung.
Die oben genannten Anforderungen an Dreiwicklungstransformatoren für 12-pulsigen Betrieb mit SINAMICS lassen
am besten durch den Einsatz von Doppelstocktransformatoren erfüllen.
X
K OS
X X
K US1
( Basic Infeed
oder
Smart Infeed )
( Motor Module(s) )
Grundlagen und Systembeschreibung
K US2
SINAMICS Projektierungshandbuch – Februar 2020
Projektierungshinweise
≥ 4 %.
k
≤ 5 %.
k
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