CS216875B1

CS216875B1 - Three-phase transformer with liquid cooling

Info

Publication number: CS216875B1
Application number: CS880878A
Authority: CS
Inventors: Vladimir Kovacik; Jozef Mackovic; Ljudmil Vasilev
Original assignee: Vladimir Kovacik; Jozef Mackovic; Ljudmil Vasilev
Priority date: 1978-12-22
Filing date: 1978-12-22
Publication date: 1982-11-26

Abstract

Vynález spadá do odboru silnoprúdovej elektrotechniky a týká sa konštrukčného vyhotovenia nádoby, určenej pre trojfázové transformátory, pri ktorých magnetický obvod pozostáva z ovinutých prstencov z pásov transformátorového plechu okolo stráň obdížnikového vinutia. Nádoba je vytvořená spodným dielom hranolovitého tvaru a horným dielom zvonového tvaru, ktoré sú navzájom spojené přírubami a na hornom diele nádoby sú usporiadané chladiace elementy, tvoriace s ním jeden celok.The invention belongs to the field of high-current electrical engineering and relates to the design of a container intended for three-phase transformers, in which the magnetic circuit consists of wound rings of transformer sheet metal strips around the sides of a rectangular winding. The container is formed by a lower part of a prismatic shape and an upper part of a bell shape, which are connected to each other by flanges and cooling elements are arranged on the upper part of the container, forming a single unit with it.

Description

(54) Nádoba trojfázověho transformátora s kvapalinovým chladením(54) Three-phase transformer vessel with liquid cooling

Vynález spadá do odboru silnoprúdovej elektrotechniky a týká sa konštrukčného vyhotovenia nádoby, určenej pre trojfázové transformátory, pri ktorých magnetický obvod pozostáva z ovinutých prstencov z pásov transformátorového plechu okolo stráň obdížnikového vinutia.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention is in the field of power electrical engineering and relates to a vessel design for three-phase transformers, wherein the magnetic circuit consists of wound rings of transformer sheet metal strips around the sides of a rectangular winding.

Nádoba je vytvořená spodným dielom hranolovitého tvaru a horným dielom zvonového tvaru, ktoré sú navzájom spojené přírubami a na hornom diele nádoby sú usporiadané chladiace elementy, tvoriace s ním jeden celok. 13The container is formed by a lower part of prismatic shape and an upper part of bell shape, which are connected to each other by flanges and on the upper part of the container there are arranged cooling elements forming a whole with it. 13

216 875216 875

216 875 (54) Nádoba trojfázového transformátora s kvapalinovým chladením216 875 (54) Three-phase transformer vessel with liquid cooling

Vynález sa týká nádoby trojfázového transformátora s kvapalinovým chladením. Nádoba je určená predovšetkým pre trojfázové transformátory, pri ktorých vinutie pozostáva z cievok obdížnikového tvaru a ohdížnikové vinutie každej z láz má dve bočné protifahlé strany navzájom zložené do hranolových telies, vpísaných do válcových ploch. Dvojice navzájom zložených bočných stráň vinutia sú stiahnuté okolo nich ovinutými prstencami z pásov transformátorového plechu, pričom prstence sú umiestnené vo vodorovnej polohe a dva z nich sa nachádzajú dole.The present invention relates to a liquid-phase three-phase transformer vessel. The vessel is primarily intended for three-phase transformers, in which the winding consists of rectangular coils and the radial winding of each of the baths has two laterally opposed sides folded together into prismatic bodies inscribed in cylindrical surfaces. The pairs of mutually folded side winding sides are tightened around them by wrapped rings of transformer plate strips, the rings being placed in a horizontal position and two of them are located downwards.

Trojfázový transformátor s kvapalinovým chladením tohoto druhu má vzhladom na jeho kompaktnejšiu stavbu, voči súčasne známým transformátorom vyššiu intenzitu tepelného toku z povrchu aktívnych častí do chladiaceho média, preto sa vyžaduje intenzívnejšie chladenie jeho aktívnych častí, obzvlášť čelných stráň vinutia, nakolko prostredníctvom týchto sa odvádza aj podstatná časť tepla z bočných stráň vinutia.The three-phase liquid-cooling transformer of this kind has a higher heat flux from the surface of the active parts to the coolant due to its more compact construction than the currently known transformers, therefore more active cooling of its active parts, especially winding fronts, is required. a substantial portion of the heat from the winding sidewalls.

V súčasnosti chladenie aktívnych častí transformátorov s prirodzeným prúdením chladiaceho média sa zabezpečuje dvojakým konštrukčným vyhotovením. V prvom případe je to použitie zvlnenia plášťa nádoby. V druhom případe je to pripojenie chladiacich elementov o plášť nádoby, kde chladiace elementy sú umiestnené pod úrovňou veka nádoby, alebo len čiastočne převyšuji úroveň veka nádoby.At present, cooling of active parts of transformers with natural flow of cooling medium is ensured by double construction. In the first case, it is the use of the corrugation of the container shell. In the latter case, it is the attachment of the cooling elements to the container shell where the cooling elements are located below the level of the container lid or only partially exceed the level of the container lid.

V súčasnosti známe konštrukčné vyhotovenia pre zabezpečovanie chladenia aktívnych častí transformátorov s prirodzeným prúdením chladiaceho média má rad nedostatkov.The presently known designs for providing cooling of the active parts of transformers with natural flow of cooling medium have a number of drawbacks.

Predovšetkým je to poměrně malá rýchlosť prúdenia chladiaceho média, ktorá je sposobená malým výškovým rozdielom medzi tepelným stredom aktívnych častí transformátora va tepelným stredom chladiacich elementov. Vzhladom na to, že účinnost přestupu tepla so vzrastajúcou rýchlostou vzrastá, pri súčasných riešeniach sa dosahuje aj malá účinnost přestupu tepla, čo nepriaznivo vplýva na velkost oteplenia vinutí. Pre dosiahnutie požadovaného chladiaceho účinku sa musí znižovať otepleme transformátorového oleja ako chladiaceho média, čo zvyšuje jeho viskozitu a tým sa znižuje aj jeho priestupnosť cez úzké axiálně kanály vo vinutlach. Súčasné riešenia spojené so zabezpečováním chladenia aktívnych častí transfoirmátorov vykazujú preto zvýšené materiálové a mzdové náklady.In particular, it is a relatively slow flow rate of the cooling medium, which is caused by a small height difference between the thermal center of the active parts of the transformer and the thermal center of the cooling elements. Since the heat transfer efficiency increases with increasing velocity, the present solutions also achieve low heat transfer efficiency, which adversely affects the magnitude of the winding warming. In order to achieve the desired cooling effect, the temperature of the transformer oil as a cooling medium must be reduced, which increases its viscosity and thus reduces its permeability through narrow axial channels in the windings. The current solutions associated with ensuring the cooling of the active parts of the transformers therefore have increased material and labor costs.

Uvedené nevýhody sú v podstatnej miere odstránené předloženým vynálezom. Podstatou vynálezu je, že nádoba je vytvořená spodným dielom hranolovítého tvaru, pri ktorom v hornej časti je vyhotovená spodná príruba, na ktorú dosadá vo svojej spodnej časti vyhotovenou vrchnou přírubou vrchný diel zvonového tvaru, na ktorom sú usporia2 dané chladiace elementy, tvoriace s ním jeden celok. Podía ďalšieho vybudovania vynálezu je výhodné, aby z vodorovnej steny vrchného dielu nádoby pre vzostup chladiaceho média v zvislom smere bol vytvořený aspoň jeden kanál, na ktorý sa pripQja vstupné otvory chladiacich elementov a výstupné otvory chladiacich elementov sa spoja s vnútrajškom nádoby v spodnej časti vrchného diela nádoby dolnými přípojnými rúrkami.These disadvantages are substantially eliminated by the present invention. It is an object of the invention that the container is formed by a lower part of a rectangular shape, in which a lower flange is provided in the upper part, on which the upper flange-shaped upper part bears in its lower part on which the cooling elements forming one with it. whole. According to a further development of the invention, it is advantageous that at least one channel is formed from the horizontal wall of the upper part of the container for the rise of the cooling medium in the vertical direction, to which the inlet openings of the cooling elements are connected and the outlet openings of the cooling elements connect to the interior of the container at the containers with lower connection pipes.

Riešením podía vynálezu sa dosahuje niekolkonáeobného zvačšenia výškového rozdielu medzi tepelným stredom aktívnych častí transformátora a tepelným stredom chladiacich elementov. Týmto sa zvýši termosifónový účinok a tým sa urýchli cirkulácia chladiaceho média. Zrýchlenie prúdenia chladiaceho média má za následok zvýšenie súčinitela přestupu tepla a tým aj zlepšenie celkového chladiaceho účinku. Okrem zlepšenia celkového chladiaceho účinku, riešením podía vynálezu sa dosiahne podstatné zníženie rozdielu oteplenia vinutia medzi jeho spodnou častou a hornou častou, čo má za následok zníženie oteplenia v najteplejšom bode vinutia. Zníženie oteplenia najteplejšieho bodu vinutia vylepšuje technickoekónomické parametre transformátora, ako například sa predlžuje životnost vinutia, spomaluje sa tepelné starnutie oleja a stroj je odolnější pri havarijnom-preťažovaní. Tým, že chladiace elementy sú napojené len na vrchný diel nádoby a tvoria β ním jeden celok sa značné zjednodušuje konštrukčné riešenie upevnenia aktívnych častí v nádobě a ulahčuje sa konečná montáž.The solution according to the invention achieves a multi-process increase in the height difference between the thermal center of the active parts of the transformer and the thermal center of the cooling elements. This increases the thermosiphon effect and thereby speeds up the circulation of the cooling medium. The acceleration of the coolant flow results in an increase in the heat transfer coefficient and thus an improvement in the overall cooling effect. In addition to improving the overall cooling effect, the solution according to the invention achieves a substantial reduction in the temperature difference of the winding between its lower part and its upper part, resulting in a reduction in the warming at the hottest winding point. Reducing the warming of the hottest winding point improves the technical-economic parameters of the transformer, such as extending the winding life, slowing the heat aging of the oil and making the machine more resistant to accidental overloading. Since the cooling elements are connected only to the top part of the container and form a single unit, the design of fixing the active parts in the container is simplified considerably and the final assembly is facilitated.

Na přiložených obrázkoch je znázorněný příklad vyhotovenia nádoby podía předmětného vynálezu. Na obr. 1 je znázorněný čiastočný rez bokorysu nádoby s umiestnenými v nej aktívnymi časťami transformátora. Na obr. 2 je znázorněný půdorys nádoby.The accompanying drawings show an exemplary embodiment of a container according to the present invention. In FIG. 1 is a partial cross-sectional side view of a container with active parts of the transformer disposed therein. In FIG. 2 is a plan view of the container.

Nádoba trojfázového transformátora pozostáva zo spodného dielu 1 hranolového tvaru, vrchného dielu 2 zvonového tvaru a bezprostředné nad vrchným dielom 2 umiestnených chladiacich elementov 3, tvoriacich jeden celok s vrchným dielom 2 nádoby. Spodný diel 1 s vrchným dielom 2 je spojený prostredníctvom spodnej příruby 4 na spodnom diele 1 a vrchnej příruby 5 na vrchném diele 2. Přívod chladiaceho média do vstupných otvorov 6 chladiacich elementov 3 je riešený tak, že z vodorovnej steny 7 vrchného dielu 2 nádoby je v zvislom smere vytvořený kanál 8 prostredníctvom rúrky 9, na ktorú sú prostredníctvom horných přípojných rúrok 10 napojené vstupné otvory 6 chladiacich elementov 3. Výstupné otvory 11 chladiacich elementov 3 sú spojené s vnútrajškom 12 nádoby prostredníctvom dolných přípojných rúrok 13 zaúsťujúcich do nádoby v spodnej časti 14 jej vrchného dielu 2. Nad chladiacimi elementami 3 může byťThe vessel of the three-phase transformer consists of a lower part 1 of prismatic shape, a upper part 2 of bell shape and immediately above the upper part 2 of placed cooling elements 3, integral with the upper part 2 of the container. The lower part 1 is connected to the upper part 2 by means of the lower flange 4 on the lower part 1 and the upper flange 5 on the upper part 2. The coolant supply to the inlets 6 of the cooling elements 3 is designed such that a channel 8 formed in the vertical direction by means of a pipe 9 to which the inlet openings 6 of the cooling elements 3 are connected by means of the upper connecting tubes 10. The outlet openings 11 of the cooling elements 3 are connected to the interior 12 of the container via lower connecting tubes 13 above the cooling elements 3 there may be

216 875 umiestnená dilatačná nádoba, alebo tepelné ' kompenzované zváčšovaním alebo zmenšozmeny objemu chladiaceho média možu byť váním sa objemu chladiacich elementov 3.216 875 the expansion vessel, or the heat compensated by increasing or decreasing the volume of the cooling medium, may be by sucking in the volume of the cooling elements 3.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

A liquid-cooled three-phase transformer vessel, characterized in that it is formed by a lower part (1) of a prismatic shape, in which a lower flange (4) is formed in the upper part, on which the upper flange (5) in its lower part abuts the upper flange (5). the bell-shaped part (2) on which the cooling elements (3) are arranged, forming one unit with it.

2. A liquid-cooled three-phase transformer vessel according to claim 1, wherein at least one channel (8) to which the inlet is connected is formed from the horizontal wall (7) of the upper container part (2) to increase the cooling medium in the vertical direction. the openings (6) of the cooling elements (3) and the outlet openings (11) of the cooling elements (3) are connected to the interior of the container (12) in the lower part (14) of the upper container part (2) by the lower connecting tubes (13). 1 drawing

125-IS4