DE854547C - Anordnung zum Zu- und Wiederabfuehren von Kuehlmitteln in Hochspannungstransformatoren, Drosselspulen u. dgl. - Google Patents

Description

• Anordnung zum Zu- und Wiederabführen von Kühlmitteln in Hochspannungstransformatoren, Drosselspulen u. dgl. Wenn die Wicklungen von Hoch- und Höchstspannungstransformatoren, Drosselspulen u. dgl. von einem geschlossenen, sehr dicken, aus festen Isolierstoffen bestehenden Mantel allseitig umgeben werden, bereitet das Abführen der in den Wicklungen entstehenden Verlustwärme meist große Schwierigkeiten, weil die Wärmeabgabe durch den dicken Isolierstoffpelz hindurch an die zum Wärmetransport benutzte Isolierflüssigkeitsfüllung des Apparatebehälters wegen der geringen Wärmeleitfähigkeit der meist aus Papier bestehenden Wicklungsisolation recht schlecht ist. Um diesen Nachteil zu beheben, wurden bereits Lösungen bekannt, bei denen der Kühlölstrom durch den äußeren Isolationsverband der Wicklung zugeleitet wurde und zu diesem Zweck die die Wicklung umhüllende Isolierverschalung an einer oder mehreren Stellen durchbrochen wurde. Diese Durchbrechungsstellen verursachen einmal eine Schwächung des Isolationsaufbaues und ermöglichen auch keinen gleichmäßigen, am ganzen Umfang erfolgenden Ölzu-und -abfluß. Dadurch, daß die Zu- bzw. Abführung des Kühlöls nur an einzelnen Punkten des Umfangs erfolgt, ergeben diese Lösungen alle auch eine unerwünschte Erhöhung des Strömungswiderstandes, d. h. einen Engpaß im Gesamtumlauf. Die gleichen Nachteile weisen auch die Lösungen auf, die den Hochspannungsleiter selbst als Zu- bzw. Abflußkanal benutzen. Auch hier muß zwangsweise an irgendeiner Stelle die Isolierung des Hochspannungsleiters durchbrochen werden. Da ferner der Rohrquerschnitt begrenzt ist, ist auch hier ein unzulässig hoher Strömungswiderstand gegeben, der den Gesamtölstrom hemmt.
• Aufgabe der Erfindung ist es, vorgenannte Nachteile zu beseitigen. Erfindungsgemäß ist auf jeder der beiden Wicklungsstirnseiten der allseitig mit festem Isoliermaterial verschalten Wicklung mindestens ein Ringkanal angebracht. Dabei wird das Kühlmittel dem auf der einen Wicklungsstirn befindlichen Kanal zugeführt und über dem Kanal gegenüberliegende Durchbrechungen der Wicklungsstirnisolation dem Innern der Wicklung zugeleitet, und es fließt nach Durchströmen der Wicklung auf der anderen Stirnseite in gleicher Weise über einen dort vorgesehenen Ringkanal wieder ab. Die Ringkanäle sind mit Rohrleitungen, die zum Kühl- und Pumpensystem führen, verbunden, wodurch eine gegenüber der Behälterflüssigkeit getrennte Kühlung der Wicklung erzielbar ist.
• An Hand der Zeichnung, die verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung zeigt, soll diese näher erläutert werden.
• Die Fig. i und 2 zeigen je einen Teilausschnitt einer Wicklungsstirn mit dem erfindungsgemäßen Ringkanal. In Fig. 3 ist gezeigt, wie bei einem zweischenkligen Transformator die Kanalanordnung beispielsweise ausführbar bzw. abwandelbar ist. In Fig. 4 ist schließlich eine mögliche Ausführungsform für einen Kühlmittelkanal bei einem dreischenkligen Transformator wiedergegeben.
• In Fig. i ist mit i der Schenkel des Transformatorkerns angedeutet. 2 ist die auf dem Schenkel aufgebrachte, diesem benachbarte Niederspannungswicklung, während 3 die darübersitzende Hochspannungswicklung darstellt. Diese ist einseitig von einer aus festem Isoliermaterial, zweckmäßig aus übereinandergelegten Papierbahnen bestehenden Isolation 4, umgeben. Der Isolationsauftrag ist gegen Erde, also auf der Wicklungsaußenseite, sowie den beiden Stirnseiten sehr stark. Es ist bei dem gezeichneten Beispiel ein Transformator mit gegen das Wicklungsende abgestufter Isolation angenommen. Grundsätzlich ist die beschriebene Anordnung auch für vollisolierte Transformatoren in gleicher Weise anwendbar. Um durch diesen dicken Isolierstoffpelz Kühlmittel der Wicklung zuleiten zu können, ist die beiderseitige Stirnisolation am ganzen Umfang mit Durchbrechungen 5 versehen, die sich im Innern der Isolation zwecks Kriechwegverlängerung in geschlungenen, vor allem mäanderartig gewundenen Strömungspfaden fortsetzen, die in der Zeichnung durch die gestrichelte Linie 6 angedeutet sind. Die Durchbrechungen 5 können am Umfang der Wicklung gleichmäßig verteilt sein. Es kann statt dessen aber auch ein ringförmiger Spalt yorgesehen sein. Den Durchbrechungen 5 gegenüber liegt ein Ringkanal ?. Dieser ist gemäß Fig. i zwischen der Wicklungsstirnisolation und den den ganzen Wicklungsverband tragenden, am Eisenkern i befestigten Trag- und Stützteilen 8 angebracht. Der Kanal 7 kann durch Aussparen der zwischen der Wicklungsstirnisolation und den Stützteilen 8 angeordneten Isolationszwischenlage g geschaffen werden. Er kann aber auch, wie im Ausführungsbeispiel der Fig. i gezeigt ist, dadurch erreicht werden, daß zwei konzentrische Isolierringe io und i i, die selbst wieder aus aufeinandergeschichteten Isolierringen zusammengesetzt sein können, einen Ringspalt 7 zwischen sich belassen, der als Kanal dient. Das Kühlmittel wird dem Ringkanal ? zweckmäßig auf zwei gegenüberliegenden Seiten seines Umfangs zugeführt und tritt aus ihm über die dicht an ihm anliegenden Spalte 5 der Wicklungsstirn in den Wicklungsverband über. Nach dem Durchströmen der Wicklung tritt das Kühlmittel auf der gegenüberliegenden Wicklungsstirn in genau gleicher Weise, wie für den Eintritt beschrieben, wieder aus. Durch Anschluß besonderer Isoliermittelzuleitungen an die Ringkanäle, die zweckmäßig an gegenüberliegenden Stellen des Kanals liegen, ist es nunmehr leicht möglich, durch die Hochspannungswicklung einen gesonderten Kühlmittelstrom, der vom übrigen Behältermedium völlig getrennt ist, zu führen.
• Die Fig. 2 zeigt eine weitere mögliche Ausführungsform gemäß der Erfindung. Hier sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen wie in Fig. i bezeichnet. Die Wicklungsisolation 4 sitzt bei dieser Ausführung unmittelbar auf den Trag- und Stützteilen 8 auf. Der der Wicklung vorgelagerte Kühlmittelkanal 7 wird hier von einer etwa im Querschnitt U-förmig gebogenen Blechrinne 70 gebildet. Diese ist. unterhalb des Stützteils 8 angebracht und liegt auf dieser gegebenenfalls unter Zwischenlage einer entsprechenden Dichtung auf. An der Rinne 70 sind die in der Zeichnung nicht weiter angegebenen Zuleitungen für das Kühlmittel angeschlossen. Aus dem nach oben gegen die Stützplatte 8 zu offenen Kanal 7 strömt das Kühlmittel über in der Stützplatte 8 vorgesehene Öffnungen 71 in die im stirnseitigen Isolationsverband angebrachten Öffnungen 5 ein und gelangt von dort auf dem durch die gestrichelten Linien 6 angedeuteten geschlungenen Strömungsweg durch die Isolation in die Wicklung selbst. Auf der gegenüberliegenden Stirnseite ist für den Kühlmittelaustritt eine gleiche Kanalanordnung wie auf der Eintrittsseite vorgesehen. Die Durchtrittsöffnungen 71 in der Stützplatte 8 können entsprechend dem jeweiligen Strömungswiderstand ihrer Größe entsprechend abgestuft werden, um dadurch an allen Stellen des Wicklungsumfangs eine möglichst gleichmäßige Ein- und Ausströmung zu erreichen.
• Sind bei mehrschenkligen Transformatoren die Schenkel und damit die Wicklungen sehr nahe aneinander herangerückt, dann empfiehlt es sich, nicht für jede Wicklung besondere Kanäle vorzusehen, sondern für sämtliche Wicklungen nur einen gemeinsamen Kanal anzubringen, der sich als Ovalkanal 20 gemäß Fig.3 den Wicklungsstirnen vorlagert. Von diesem Ovalkanal 2o aus können dann in die Zwickelräume 21 zwischen den beiden Wicklungen 22 und 23 Stichkanäle 24 hineinreichen. Auf diese Weise ist es möglich, auch die den Zwickelräumen benachbarten Wicklungsteile gleichmäßig wie die übrigen Teile der Wicklung zu durchfluten.
• An Stelle eines die Wicklungen umschließenden Ovalkanals kann bei mehrschenkligen Wicklungsanordnungen das Kühlmittel auch über einen gemäß Fig.4 ausgebildeten Kanal Zoo der Wicklung zugeleitet werden. Hier umschlingt der Kanal Zoo die einzelnen Wicklungen jew, ils nach Art einer Schelle, und zwar sind die einzelnen Schellenteile alle hintereinandergeschattet. Auf diese Weise erreicht man, daß der Kanal auch in die Wicklungszwischenräume tot weitgehend hineinreicht, um so eine gleichmäßige Kühlmittelzuführung zur Wicklung auch in den Zwickelräumen sicherzustellen.

Claims (7)

1. PATEN T A N S h R I . C H E i. Anordnung zum gesonderten Zu- und Wiederabfuhren von Kühlmitteln in einen allseitig mit festen Isolierstoffen eingehüllten Wicklungsverband von Hochspannungstransformatoren großer Leistung, Drosselspulen u. dgl., dadurch gekennzeichnet, daß der beiderseitigen Wicklungsstirnisolation je mindestens ein Ringkanal vorgelagert ist und der auf der einen Wicklungsstirn liegende Kanal der Kühlmittelzuführung und der auf der gegenüberliegenden Wicklungsstirn angebrachte Kanal der Kühlmittelabführung dient, wobei diesen Kanälen über zweckmäßig am Umfang gegenüberliegende Anschlüsse das Kühlmittel zu-bzw. abgeführt wird und daß die Kanäle auf ihrer der Wicklung zugekehrten Seite mit in der stirnseitigen Wicklungsisolation angebrachten Durchbrechungen für den Kühlmittelzu- bzw. -abfluß in Verbindung stehen.
2. 2. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringkanäle in dem Raum zwischen Wicklungsstirnisolation und den die Spule haltenden Stützteilen angebracht sind.
3. 3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum zwischen der Wicklungsstirnisolation und den Halteteilen mit festem Isoliermaterial ausgefüllt ist und daß in diesem Isoliermaterial auf der der Wicklung zugekehrten Seite ein den Durchbrechungen der Wicklungsstirnisolation gegenüberliegender, z. B. durch Ausnehmen oder Aussparen der Isolation geschaffener Ringkanal angebracht ist. q..
4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Ringkanal benachbarten Teile der Isolation durch aufeinandergeschichtete konzentrische Ringe, insbesondere aus Preßspan, Papier od. dgl., gebildet sind.
5. 5. Anordnung nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß bei unmittelbar auf den Spulenhalteteilen aufsitzender Wicklungsstirnisolation die Ringkanäle auf der gegenüberliegenden Seite der Halteteile angebracht sind und daß die Kanäle von an den Halteteilen dicht aufsitzenden, etwa U-förmigen Blechrinnen gebildet sind, aus denen das Kühlmittel über in den Halteteilen vorgesehene Durchbrechungen in die Kühlmittelkanäle der Wicklungsstirnisolation überströmt.
6. 6. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der Durchflußöffnungen in den Kanälen, der Wicklungsisolation und gegebenenfalls in den Halteteilen so gewählt ist, daß sich an allen Stellen etwa gleich große Strömungswiderstände ergtben.
7. 7. Anordnung nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei mehrschenkligen Transformatoren mit eng aneinanderliegenden Wicklungen je ein gemeinsamer, alle Wicklungen umschlingender Kanal, z. B. Ovalkanal mit in die Wicklungszwickelräume einspringenden Stichkanälen, vorgesehen ist. B. Anordnung nach Anspruch i und 7, dadurch gekennzeichnet, daß der alle Wicklungen gemeinsam umschlingende Kanal jeweils jede Wicklung schellenartig umschlingt.