CH249488A - Einphasen-Transformator. - Google Patents

Description

      Einphasen-Transformator.       Die neuzeitliche     Entwicklung    der Elek  trizitätswirtschaft hat zu immer höheren  Übertragungsspannungen und ständig wach  senden Leistungen der die     Übertragung    be  sorgenden Transformatoren geführt. Im glei  ehen Masse, wie Gewicht und Volumen an  steigen, wachsen auch die     Schwierigkeiten     der Beförderung der Transformatoren auf  Schiene und Strasse mit ihren unverrückbaren  Profilen und vorgeschriebenen Achsdrücken.  



  Um die Bauhöhe der     Transformatoren    zu  verringern, zerlegte man die Transformato  ren in einzelne Teile, was zur Folge hatte,  dass am Verwendungsort ein zeitraubender  und kostspieliger Zusammenbau vorgenom  men werden musste. Eine Erleichterung des  Transportes und eine     Verbesserung    der Pro  filgängigkeit können     bekanntlich    durch Auf  teilung eines     Dreiphasen-Transformators    in  drei einphasige Einheiten erreicht werden.  



  Die bisher zur Ausführung gekommenen  oder in Vorschlag gebrachten     Einphasentrans-          formatoren    der     Manteltype    zeigen im allge  meinen eine Wicklungsanordnung mit innen  an der Säule liegender Niederspannungs  wicklung und aussen konzentrisch dazu auf  gebrachter Hochspannungswicklung. Diese  Bauweise ergibt aber bei Einhaltung der  üblichen     Kurzschlussspannungen    notgedrun  gen lange Säulen und damit schwere Kon  struktionen, und die Profilgängigkeit wird  für Höchstspannungen schon bei mittelgrossen  Leistungseinheiten wiederum problematisch.

    Man hat nun bereits für Einphasen-Transfor-         mato@ren    mit Rücksicht auf die     Kurzschluss-          spannungen    die Ober- und     Unte-rspannungs-          wicklungen    in konzentrisch zueinander auf  der Säule     gruppierte    Wicklungsabschnitte       unterteilt.    Diese Transformatoren besassen  indessen eine Isolation aus     geschichteten    Iso  lierstoffen     unterschiedlicher        Dielektrizitäts-          kontakte    sowie dadurch     zwischen    den Wick  lungen achsparallel verlaufende Kühlkanäle.

    Transformatoren dieser Bauart erhalten bei  Höchstspannungen ebenfalls grosse Abmes  sungen und Gewichte, woraus schwierige  Transportverhältnisse sich ergeben, und sie  werden auch sehr teuer. Um diese Schwierig  keiten zu beheben, hat man vorgeschlagen,  die Wicklungen für die hohe Spannung mit  einer auf ihren beiden Mantelflächen prak  tisch     ohne    Zwischenraum anliegenden Isola  tion einzukleiden, welche um die     Stirnseiten     derselben auf eine besondere Art umgelegt  wurde und     Ringspalte    freiliess für den Durch  tritt des das Innere der Wicklungen durch  setzenden Kühlstromes.  



  Gegenstand der Erfindung ist nun ein       Einphasen-Transformator    mit     einsäulig    be  wickeltem Magnetkern und konzentrischen  Ober- und     Unterspannungswicklungen,    bei  welchem     erfindungsgemäss    die Wicklung für  die höchste Spannung von einer festen Isola  tion praktisch ohne Zwischenraum so um  hüllt ist,     dass    nur an den Stirnseiten der Iso  lation Öffnungen für den Durchtritt des nur  im     Innern    der Wicklung fliessenden Kühl  stromes frei sind, dass die Wicklung niederer           Spannung    in mindestens zwei Abschnitte       unterteilt    ist,

   die praktisch dicht an dieser       Isolation    anliegen, dass, das Verhältnis von  Dicke zu Breite der Wicklung für die höchste  Spannung grösser ist als 0,1,     und    dass die       Windungsspannung    grösser ist als diejenige  eines äquivalenten, einfach     konzentrischen          Dreiphasen-Transformators.     



       In    der     Zeichnung    ist als Ausführungs  beispiel der Erfindung     schematisch    ein Trans  formator mit     radialgeblechtem    Kern in Auf  und     Grundri3        dargestellt.     



  Es     bezeichnet:    a den     radialgeblechten     Kern und b die     entsprechend        geblechten        Rück-          schlussjoche.    Die     Wicklung    für die höchste       Spannung    ist mit c     bezeichnet,        dl    und     d=          sind    die     Wicklungsabschnitte    der     Wicklung     niederer Spannung.

   Die die     Wicklung    für  die höchste     Spannung        praktisch    ohne     Zwi-          schenräume        einhüllende        Isolation    e     ist    ein       mehrlagiger    Wickel aus     festem    Isolierstoff,  z. B.

   Isolierpapier, der über die     Stirnenden     der     Wicklung    von beiden Seiten her     flansch-          artig    so     umgelegt    ist,     dass        zwischen    den  Flanschen lediglich ein     Ringspalt    als Fort  setzung der Kühlkanäle in der     Höchstspan-          nungswicklung    verbleibt. An Stelle der ge  wickelten Isolation kann auch eine aus einem  plastischen Stoff     aufgeb@>ute    Isolation ver  wendet werden.

   Mit f sind die Kühlkanäle  im     Innern    der     Wicklung    c bezeichnet, h ist  der den Transformator aufnehmende     Öl-          kasten.    Die     Ableitungen    der Wicklung höch  ster Spannung     und    die Ausführungen für die  Wicklung niederer     Spannung    sind nur im       Grundriss    durch die     Klemmen        U,        Y    und     u,   <I>v</I>       angedeutet.     



  Durch die     Anwendung        doppel-    oder mehr  fachkonzentrischer     Wicklungen    bei     Einpha-          senmanteltransformatoren    für     höchste    Span  nung in Kombination mit einer Isolation  hoher     Dielektrizitätskonstante        zwischen    den  Wicklungen, die unter Vermeidung der  Schichtung von Isolierstoffen unterschied  licher     Dielektrizitätskonstante    so ausgebildet  ist, dass die Randprobleme an den     Stirnen    der       Höchstspannungswicklung    gut beherrscht  sind,

   ergibt sich der Vorteil einer wesent-    liehen Verringerung der     Abmessungen    des  Transformators. Die     Höehstspannungswick-          lung    kann nahe an den gern herangerückt  werden, und es ergeben sich sehr günstige  Kühlverhältnisse für dieselbe.

   Dieser Vorteil  wird in überraschender     Weise    verstärkt,  wenn, wie erfindungsgemäss vorgeschrieben,  das     Verhältnis    von Dicke zu Breite der       Höchstspannungswicklung    grösser als 0,1 und  die     Windungsspannung    grösser ist als die  jenige eines äquivalenten     Dreiphasen-Trans-          formators,    d. h.

   eines     Dreiphasen-Transfor-          mators    mit praktisch gleichen Verlusten und  gleicher     Kurzschlussspannung.Als    Dicke der  Wicklung     ist    die     Abmessung    quer zur Säu  lenachse und     als    Breite die Abmessung längs  der Säulenachse     angenommen.    Zufolge der  gleichzeitigen     Anwendung    der     genannten     Massnahmen werden somit die Verlustverhält  nisse und der     Wirkungsgrad    eines     Einpha-          sen-Transformators    denjenigen     eines        

  Drei-          phasen-Transformators    üblicher Bauart an  geglichen. Dabei ergibt sich der wesentliche  Vorteil     einer        Verkleinerung    der Abmessun  gen und des Gewichtes des Transformators,       wodurch:    auch bei höchsten Leistungen und  Spannungen ein Transport in     unzerlegtem     Zustand auf normalen Plattformwagen mög  lich ist, sowie     eine    Herabsetzung der Her  stellungskosten erreicht     wird.     



  Die Zone der zweckmässigsten Wahl des       Verhältnisses    von Dicke zu     Breite    der     Ilöchst-          spannungswicklung    liegt     .etwa    zwischen 0,12       und    0,18, wobei die Variation gegeben ist  durch die     jeweils    verlangte Netz- und     Kurz-          schlussspannung.    Die Vergrösserung der       Windungsspannung    bestimmt sich aus dem       gewünschten    Verhältnis der Eisen- zu den  Kupferverlusten.

   Die     Kurzschlussspannung     des Transformators kann durch Verschieben  der     Windungs,zahlen    vom einen auf den  andern Abschnitt der Wicklung niederer       Spannung    dem     vorgeschriebenen        Werte    an  gepasst werden.  



  An Stelle des beim Beispiel verwendeten  Kernes mit radialer     Blechung    kann auch  eine beliebige - andere Kernform verwendet  werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Einphasen-Transformator mit einsäulig bewickeltem Magnetkern und konzentrischen Ober- und Unterspannungswieklungen, da durch gekennzeichnet, dass die Wicklung für die höchste Spannung von einer festen Isola tion praktisch ohne Zwischenraum so um hüllt ist, dass nur an den Stirnseiten der Iso lation Öffnungen für den Durchtritt des nur im Innern der Wicklung fliessenden Kühl stromes frei sind, dass die Wicklung niede rer Spannung in mindestens zwei Abschnitte unterteilt ist, die praktisch dicht an dieser Isolation anliegen,

   dass das Verhältnis von Dicke zu Breite der Wicklung für die höchste Spannung grösser ist als 0,1, und dass die Windungsspannung grösser ist als diejenige eines äquivalenten einfach konzentrischen Dreiphasen-Transformators. UNTERAN SPRüCHE 1. Transformator nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Windungs- zahlen der in Reihe geschalteten innern und äussern Teile der Wicklung niederer Span nung voneinander verschieden sind. 2.

   Transformator nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetkern aus einer radialgeblechten Säule und einer Anzahl die '#ÄTicklungen sternförmig um schliessenden Rückschlussschenkeln besteht.