Generator-Transformator-Gruppe. Um in elektrischen Zentralen die Span nung der Generatoren auf die für die Fern übertragung gewünschte Höhe zu bringen, wurden bisher umfangreiche Umspannanlagen verwendet. Die Kosten, die dabei für die Aufstellung der Transformatoren in ab geschlossenen Gebäuden und auf besonderen Fundamenten entstehen, sind bedeutend. Sie erhöhen sieh noch weiter durch die erforder lichen starken Verbindungsleitungen vom Generator zum Transformatorhaus. Auch die Inanspruchnahme eines Teils der verfüg- baren Grundfläche für diesen Zweck kann wesentlich ins Gewicht fallen.
Bemühungen, die benötigte hohe Span nung itn Generator unmittelbar zu erzeugen, um die Transformatoranlage zu sparen, führ ten nicht zu einem befriedigenden Ergebnis. Bei einer bestimmten Spannungshöhe ergab sieh in Rücksicht auf etwa auftretende Über spannungen und Wanderwellen eine solche Isolationsstärke für die Generatorwicklung, dass die Wärmeabfuhr durch die Kühlluft nicht in genügendem Masse vor sieh gehen konnte, oder dass der verfügbare Nutenraum unzureichend war. Erfordert das Netz Span nungen, welche die genannte Höhe über schreiten, so ist eine Umspannung nicht zu vermeiden.
Um trotzdem die Umspannungsanlage wesentlich zu vereinfachen, das Transforma- torhaus, die dafür beanspruchte Bodenfläche, ein besonderes Fundament und lange Über leitungen grossen Querschnittes zu sparen, ist bei der Generator-Transformator-Gruppe ge mäss der Erfindung der Transformator in der Fundamentgrube des Generators angeordnet und mit den Ausführungsklemmen des dar über stehenden Generators elektrisch verbun den.
Die Zeichnung veranschaulicht ein Aus führungsbeispiel der Erfindung. Die rechte Seite der Abb. 1 zeigt davon den Längs schnitt nach .der Linie A -B der Abb. 2, die linke Seite die Stirnansicht, während Ab.b. 2 rechts den Querschnitt dazu nach Schnitt- knie C-D der Abb. 1 zeigt und links die Seitenansicht.
Die Kühlluft des Generators G wird im Kreislauf durch die Maschine und die nötigen Rückkühler K,. und K2 geleitet, die in be kannter Weise unmittelbar seitlich neben dem Generator an diesen angebaut sind, so dass der Kühlmittelkreislauf nur oberhalb des Maschinenhausbodens liegt.
Unter dem Generator befindet sich in des sen Fundamentgrube 1 der Transformator '. Sein Aufstellungsraum ist nach aussen ab geschlossen und kann nach oben etwa durch eine starke Stahlplatte 3 abgedeckt sein, um bei Ölexplosionen die Druckwellen vom Gene rator abzuhalten. Das Transformatorgehäuse 4 ist mit dem flachseitig darin liegenden Transformatorkern 5 horizontal auf Schienen so weit ausfahrbar, dass es hinter der Erreger maschine 6 durch eine Hebevorrichtung aus der Grube herausgenommen werden kann.
Durch Anordnung von Absehlussklappen 7 unter der Grube ist es auch möglich, den Transformator vom Keller 8 her, in welchem der Kondensator 9 aufgestellt ist, zugänglich zu halten.
Die Niederspannungsklemmen 10 sind so angeordnet, dass ihre Verbindung mit den Generatorklemmen 11 leicht gelöst werden kann; und dass sie das Ausfahren nicht be hindern, vorteilhafterweise an einem zugäng lichen Stirnende des Transformators. An die sem Stirnende liegen hier auch die Kabel endverschlüsse 12 für den Anschluss des Hochspannungskabels. Statt dessen können auch Hochspannungsklemmen für Freileitun gen angebaut sein. _ Der Rückkühler 13 für das Transforma- toröl ist in dem gewählten Beispiel mit dem Luftrückkühler des Generators baulich ver einigt.
Es genügt, dafür nur den einen Seitenkühler, nämlich K1, zu verwenden und den Ölkühler 13, wie dargestellt, etwa unter den Luftkühler K1 zu stellen oder ein ab geschlossenes Rohrbündel des letzteren für die Zwecke der Ölkühlung heranzuziehen. Die Kreislaufförderung des Transformatoröls geschieht durch das elektromotorisch ange- triebene Pumpenaggregat 14 über die Rohr leitungen 15, 16 und 17. Der Antriebsmotor kann zugleich auch andere Hilfsmaschinen, beispielsweise die Förderpumpen für das Lageröl, antreiben.
Als Kühlmittel für das Transformatoröl kann entweder Wasser oder Luft verwendet. werden. Im ersten Fall, den auch die Zeich nung voraussetzt, ist es vorteilhaft, das gleiche Kühlwasser zu benützen, welches zur Kühlung der Generatorluft in ihrem Rück kühler dient. Dabei kann der Kühlwasser kreislauf beider Rückkühlersysteme je nach den Temperaturzuständen des Kühlwassers hintereinander oder parallel geschaltet sein. Es empfiehlt sich auch hier ein gemeinsamer Antrieb für beide Kühlwasserpumpen.
Im andern Fall, wenn die Wärmeabfuhr des Transformatoröl.s durch Luft geschehen soll, kann die in einer Rückkühlerstuf e vor- P <B>011</B> kühlte, im Kreislauf geleitete Generator- kühlluft .dazu herangezogen werden. Nach der Bestreichung des Ölkühlers erfolgt dann .die Abkühlung der Generatorluft in weiteren Kühlerstufen auf die für .den erneuten Ein tritt in den Generator erforderliche Tempe ratur.
Bei dieser Art der Kühlung kann man zwischen den Rohrgruppen .des in der Kühl- #luftbahn des Generators angeordneten Rück kühlers einige Rohre für die Durchströmung mit Transformatoröl statt mit Kühlwasser einfügen.
Für die Kühlung des Transformatoröls könnte auch ein von der Kühlluft des Gene- rators unabhängiger Luftstrom in Betracht kommen. Der dafür notwendige Ventilator könnte auf der Generatorwelle angebracht ,oder von ihr aus angetrieben sein. Ein sol cher Ventilator kann auch zur dauernden Be lüftung des für sich abgeschlossenen Auf stellungsraumes des Transformators während seines Betriebes Verwendung finden, um in ihm die Bildung ,schädlicher Gase zu ver hindern.
Das Ausdehnungsgefäss 18 für den Trans- formatar ist bei dem dargestellten Ausfüh rungsbeispiel dem Ölkühler 13 gegenüber ebenso wie dieser unmittelbar an .den Gen:,- rator angebaut und mit .dem Transformator <B>,'</B> durch ein Steigrohr<B>19</B> verbunden. In letzteres ist ein Absperrventil 20 ein gefügt, um zu verhüten, dass beim Ausfahren des Transformators das im Ausclehnungs- gefäss enthaltene Öl abläuft.
Die Anfla.n- >ehung des Steigrohres an das Transforma- torgehäuse geschieht zweckmässig am Trans formatorende, wo die Verschraubungen leicht zu lösen sind.
Die Kühlung .des Transformators wird zufol-e der baulichen Vereinigung mit dem (i enerator wesentlich vereinfacht.
Obgleich im Beispiel ein Öltransformator angegeben ist, soll zum Ausdruck kommen, dass an Stelle des Öls auch ein anderes flüs- =iges oder gasförmiges Dielektrikum, zum Beispiel Druckluft oder dergleichen, Anwen dung finden kann, Ferner ist es zweckmässig, den Transformator als Spartransformator auszuführen, weil ein solcher bei gleicher Leistung beträchtlich kleiner und billiger ausfällt und geringere Verluste besitzt als ein Transformator mit zwei getrennten Wicklungen.
Hierbei ist es aber erforder lich, .den Nullpunkt des Generators oder den des Transformators zu erden, um das Auf treten von tTberspannungen in der Generator wicklung bei Netzerdschlüssen zu verhin dern.
Durch den flachseitig liegenden Einbau des Eisenkernes im Transformatorgehäuse ergibt sich eine sehr gute Raumausnutzung. Unter der langen Maschine ist nämlich in horizontaler Ausdehnung für die Lagerung des Eisenhernes reichlich Raum verfügbar, während die tiefen Abmessungen der Grube in Rücksicht auf den Einbau und die Be dienung des Kondensators für die Dampf anlage begrenzt sind.
Generator-transformer group. In order to bring the voltage of the generators to the desired level for remote transmission in electrical centers, extensive transformer stations have been used up to now. The costs of installing the transformers in closed buildings and on special foundations are significant. You can see even more through the necessary strong connection lines from the generator to the transformer house. The use of part of the available floor space for this purpose can also be significant.
Efforts to generate the required high voltage directly in the generator in order to save the transformer system did not lead to a satisfactory result. At a certain voltage level, in consideration of any overvoltages and traveling waves, the insulation strength for the generator winding was such that the heat dissipation through the cooling air could not be sufficient or that the available slot space was insufficient. If the network requires voltages that exceed the specified level, reclamping cannot be avoided.
In order to still significantly simplify the substation, to save the transformer house, the floor space required for it, a special foundation and long cross-sectional overhead lines, the generator-transformer group according to the invention has the transformer in the foundation pit of the generator and electrically verbun to the execution terminals of the generator above it.
The drawing illustrates an exemplary embodiment of the invention. The right side of Fig. 1 shows the longitudinal section along the line A -B of Fig. 2, the left side shows the front view, while Fig.b. 2 on the right shows the cross-section for this according to the sectional knee C-D of FIG. 1 and on the left the side view.
The cooling air of the generator G is circulated through the machine and the necessary dry cooler K,. and K2, which are attached to the generator in a known manner immediately next to the generator, so that the coolant circuit is only above the machine house floor.
The transformer is located under the generator in its foundation pit 1. Its installation room is closed to the outside and can be covered upwards for example by a strong steel plate 3 in order to keep the pressure waves from the generator in the event of oil explosions. The transformer housing 4 can be extended horizontally on rails with the transformer core 5 lying flat in it so that it can be removed from the pit behind the exciter 6 by a lifting device.
By arranging shut-off flaps 7 under the pit, it is also possible to keep the transformer accessible from the basement 8 in which the capacitor 9 is installed.
The low voltage terminals 10 are arranged so that their connection with the generator terminals 11 can be easily disconnected; and that they do not hinder the extension, advantageously at an accessible front end of the transformer. The cable terminations 12 for connecting the high-voltage cable are also located at this end. Instead, high-voltage terminals for overhead lines can also be grown. _ In the example chosen, the recooler 13 for the transformer oil is structurally combined with the air recooler of the generator.
It is sufficient to use only one side cooler, namely K1, and to place the oil cooler 13, as shown, under the air cooler K1 or use a tube bundle from the latter for the purpose of oil cooling. The circulation of the transformer oil is done by the electric motor-driven pump assembly 14 via the pipes 15, 16 and 17. The drive motor can also drive other auxiliary machines, for example the feed pumps for the bearing oil.
Either water or air can be used as the coolant for the transformer oil. will. In the first case, which also requires the drawing voltage, it is advantageous to use the same cooling water that is used to cool the generator air in their return cooler. The cooling water circuit of both recooler systems can be connected in series or in parallel, depending on the temperature of the cooling water. A common drive for both cooling water pumps is also recommended here.
In the other case, when the heat from the transformer oil is to be dissipated by air, the generator cooling air, which has been pre-cooled in a recooling stage and circulated, can be used for this purpose. After the oil cooler has been coated, the generator air is then cooled in further cooler stages to the temperature required for re-entering the generator.
With this type of cooling, a number of pipes can be inserted between the pipe groups of the recooler arranged in the cooling air path of the generator so that transformer oil can flow through instead of cooling water.
An air flow that is independent of the cooling air of the generator could also be considered for cooling the transformer oil. The fan required for this could be mounted on the generator shaft or driven by it. Such a fan can also be used for permanent ventilation of the self-contained installation space of the transformer during its operation in order to prevent the formation of harmful gases in it.
In the exemplary embodiment shown, the expansion vessel 18 for the transformer is attached directly to the oil cooler 13 opposite the oil cooler 13, as well as directly from the latter, and with the transformer through a riser pipe > 19 </B> connected. A shut-off valve 20 is inserted in the latter in order to prevent the oil contained in the expansion vessel from draining off when the transformer is extended.
The start of the riser pipe to the transformer housing is best done at the end of the transformer, where the screw connections are easy to loosen.
The cooling of the transformer is considerably simplified due to the structural union with the (enerator.
Although an oil transformer is specified in the example, it is intended to express that another liquid or gaseous dielectric, for example compressed air or the like, can be used instead of the oil. It is also useful to design the transformer as an autotransformer because a transformer with the same power is considerably smaller, cheaper and has lower losses than a transformer with two separate windings.
In this case, however, it is necessary to earth the zero point of the generator or that of the transformer in order to prevent overvoltages from occurring in the generator winding in the event of mains earth faults.
The flat-sided installation of the iron core in the transformer housing results in very good space utilization. Under the long machine there is plenty of space available for the storage of the iron, while the deep dimensions of the pit are limited in terms of the installation and the operation of the condenser for the steam plant.