DD143975B1 - Ausleitungsanordnung fuer lagenwicklungen von transformatoren und drosselspulen - Google Patents

Description

~ 2 feldaufbau von Transformatoren und Drosselspulen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen:

Bei Lageηwicklungen von Transformatoren und Drosselspulen ist es urforderlich, die Lagen- oder Wicklungsenden zwischeri^horizontalen Ebenen des Bandfeldes aus dem Wicklungsäufbau in Form von Ausleitungsbündeln radial herauszuführen, um sie außerhalb der Wicklung miteinander oder mit den Klemmen des Transformators entsprechend der vorgegebenen Schaltung verbinden zu können.

Das Randfeld einer Lagenwicklung von Transformatoren und Drosselspulen hoher Spannungen ist aus mehreren horizontal angeordneten, ringförmigen Isolierbarrieren aufgebaut, zwischen denen sich zum Zwecke der Kühlung hozizontale, radial verlaufende ölkanäle befinden« Die Isolierbarrieren werden durch Distanzklötze axial in solchen ^ständen gehalten, die durch die Belange der Wicklungskühlung und der elektrischen Festigkeit des Bandfeldes bestimmt werden·

Die Distanzklötze sind jeweils axial säulenförmig übereinander angeordnet und dienen so zur Übertragung der Preß- und Abstützkräfte von der Preßkonstruktion des Transformators auf die Spulenstirnseiten der Lage nwltf&X&ng· Dez Abstand benachbarter Distanzklotzsäulen in Umfangsxichtung der Wicklung wird durch die Belange der mechanischen Festigkeit der Wicklung bestimmt· Durch den Abstand zwischen den Isolierbarrieren, also die Höhe der einzelnen Distanzklötze sowie

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durch den gegenseitigen Abstand zwischen den Distanzklotzsäulen wild die Quaischnittsfläche der horizontalen Kühlkanäle gebildet, in welchen die Ausleitungen der Spulen- oder Wicklungsenden angeoidnet sind. Dei durch das Ausleitungsbündel jeweils in Anspruch genommene Anteil der Querschnittsfläche des Kühlkanals darf dabei ein bestimmtes Maß nicht überschreiten, um eine noch ausreichende Kühlung an den betreffenden Stellen des Wicklungsaufbaus zu gewährleisten. Mit zunehmender Leistung, also zunehmendem Strom einer derartigen, aus Lagenspulen aufgebauten Röhrenwicklung nimmt der Querschnitt der Ausleitungsbündel zu, so daß oberhalb bestimmter Leistungsgrenzen der zur Verfügung stehende Querschnitt der im Randfeld befindlichen horizontalen Kühlkanäle nicht mehr ausreicht, um das Ausleitungsbündel einer Lagenspule unter den genannten Bedingungen aufzunehmen. Zur Lösung dieses Problems ist es bekannt, Lagenwicklungen für derartig hohe Leistungen, wenn sie keine Stufenanzapfungen zur Spannungseinstellung besitzen, ohne Umleitungen auszuführen, so daß Ausleitungen an den Spulenenden entfallen. Dabei sind die Lagen an einem Ende mit dem radial benachbarten Ende der jeweils darunterliegenden Lage und am anderen Ende mit dem radial benachbarten Ende der jeweils darüberliegenden Lage verbunden, so daß alle Lagen fortlaufend in Reihe geschaltet sind. Bei einer solchen Wicklungsanordnung sind nur noch die Ausleitungen der Eingangs*· und Ausgangslage der Wicklung im Randfeld herauszuführen. Der dafür erforderliche Querschnitt dee Kühlkanals kann an der Eingangslage ohne besondere konstruktive Veränderung des Randfeldes geschaffen werden. Dagegen ist der erforderliche Kühlkanalquerschnitt an der Ausgangs- bzw. Sternpunktlage mit Bück-

eicht auf die elektrische Festigkeit des Sternpunktes nur durch Vergrößeιung des Jochabstandes der Wicklung und damit der Schenke Hänge des Ke ins möglich. Nachteilig macht sich hierbei außerdem bemerkbar i daß die Lagenisolation einei Lagenwicklung ohne Umleitungen infolge der zwischen den jeweils nicht vexhundenen, radial benachbarten Lagenenden auftretenden etwa doppelten elektrischen Beanspruchung einen größexen radialen Platzbedarf aufweist, so daß der gesamte Aktivteil des Transformators auch in seiner Länge und Breite vergrößeit wird.

Um diese Nachteile zu umgehen, ist es daher bekannt, bei Transformatoren in höheren Leistungsbreichen von der Lagenwicklung ganz abzugehen und die Oberspannungastammwicklung vorzugsweise in Form einer aus Scheibenspulen aufgebauten Röhrenwicklung auszubilden, bei dex derartige Ausleitungsprobleme nicht auftreten. Die Lagenwicklung weist jedoch gegenüber der Röhrenwicklung aus Scheibeηspulen insbesondere dann prinzipielle Vorteile auf, wenn es auf eine möglichst hohe spezifische Materialausnutz'üng, vor allem des Wickelmaterials ankommt, da nur bei Lagenwicklungen die Wickeldrähte bezüglich der Form und Fläche ihres Querschnitts den dynamischen Beanspruchungen und Zusatzverlusten entsprechend ihrer Lage im Streufeld der Wicklung angepaßt werden können.

Ziel der Erfindung:

Es ist daher Ziel der Erfindung, Lagenwicklungen mit Umleitungen als Oberspannungsstammwicklungen mit hoher

spezifischer Materialausnutzung auch in höheren Leistungabereichen vorteilhaft einaetzen zu können

Darlegung dea Weaena der Erfindungt

Aufgabe der Erfindung ist ea_y durch eine besondere Wieklungaausführung eine Aualeitungaanordnung für Lagenwicklungen mit Umleitungen zu finden, die es gestattet, bei vorgegebenen, nach elektriachen, mechanischen und kühlungstechnischen Belangen optimal gestaltetem Randfeldaufbau Auale it ungen mit großen Querschnitten aus dem Bandfeld der Wicklung herauszuführen.

Erfindungsgemäß wird diea dadurch erreicht, daß die zu einer Windung gehörenden, in beliebiger Anzahl sowohl radial als auch axial nebeneiander angeordneten Wickeldrähte am Ende der Wicklung oder Lage η spule in Teilbündel aufgeteilt werden, dergeatalt, daß daa Ausleitungsbündel aus mindestens zwei radial benachbarten Teilbündeln oder Stapeln von axial übereinander angeordneten Teilbündeln besteht, wobei die axiale Höhe eines Teilbündela kleiner als die Breite eines im Handfeld befindlichen Radialen Kühlkanals in Umfangsrichtung der Wicklung ist, und daß in Umfangsrichtung der Wicklung gesehen die Teilbündel aufeinanderfolgend, beginnend mit dem radial am weitesten außen befindlichen Teilbündel oder Teilbündelstapel entsprechend der Reihenfolge ihrer axialen Lage fortlaufend von außen nach innen und darauf jeweils fortfahrend mit dem radial nach innen benachbarten Teilbündel oder Teilbündelstapel entaprechend der Reihenfolge ihrer'axialen

Lage fortlaufend von innen nach außen, axial aus dei Wicklung oder Lagenspule heiausgebogen und dann xadial in die zugeordnete Randfeldebene dei jeweiligen Lagenspule umgebogen sind, dergestalt, daß sie in den in Umfangsxichtung der Wicklung jeweils benachbarten horizontalen Kühlkanälen dieaei Bandfeldebene angeordnet sind« Dadurch wild erreicht, daß ein Ausleitungs· bündel großen Querschnitts auf Teilbündel geringeren Querschnitts aufgeteilt und so auf mehrexe in einer axialea Ebene liegende horizontale Kühlkanäle im Handfeld "verteilt weiden kann. Dabei wird! durch die erfindungsgemäße Art der Aufteilung und die Reihenfolge dex einzelnen Teilbündel bzw, Teilbündelstapel im Bandfeld exreicht, daß die axialen Wicklungsenden jeder Lagenspule auch im Bexeich ihrer Ausleitungen über den äußeren Wieklungarand der jeweils xadial unmittelbar darüber liegenden Lagenspule axial überstehen und damit die gleiche axiale Lagenlänge, sowie Abrundung dex Wicklungsenden zur xadial unmittelbar darunter liegenden Lagenspule wie in den Bereichen des ungestörten Lagenumfanges aufweisen«

Dadurch wird eine maßgebliche Störung des elektrischen Feldes zwischen den Lagenrändern im Bereich der Ausleitungen vermieden, so daß in diesem Bexeich keine besonderen Isoliexmaßnahmen zwischen den benachbarten Lagenspulen erforderlich sind·

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Ausführ unp;sbeispie 1ϊ

Anhand von zwei Ausführungsbeispielen soll die Er_ findung näher beschrieben werden.

D«*bei stellen

Pig, 1 einen axialen Schnitt Fig. 2 und Pig, 3 Abwicklungen in der Seitenansicht und Pig, 4 eine Abwicklung in der Draufsicht

des Wicklungsrandes von Lagenwicklungen im Bereich der Ausleitung einer Lage dar, wobei in Pig. 2 das Ausleitungsbündel in zwei Teilbündel und in Pig«, 3 und 4 in peun Teilbündel aufgeteilt ist. Wie in Fig. 1 dargestellt, sind die Lagenspulen 1 der Lagenwicklung von radial innen nach radial außen mit abnehmender Spulenlänge ausgeführt, wobei zwischen den Enden jeweils benachbarter Lagenspulen 1 die horizontalen Kühlkanäle 2 im Randfeld der Lagenwicklung angeordnet sind. Die horizontalen Kühlkanäle 2 dienen als öle in- b.zw. ölausgang für die axialen Kühlkanäle und nehmen außerdem die Ausleitungen 4 der einzelnen Lagenspulen 1 auf. Die horizontalen Kühlkanäle 2 werden durch die Klötze 5 distanziert und durch die Randfeldisolierbarrieren 6 begrenzt, die durch Umreißen der Waichpapierlageniaolierung 7 hergestellt sind. Die axiale Abstufung der Lageηspuleη 1 und damit die axiale Höhe der horizontalen-Kühlkanäle 2 ist in erster Linie durch die Belange der elektrischen Festigkeit des Ranäfeldes, und der Abstand zwischen den Klotzsäulen 5 ubcJ. damit die Breite der horizontalen Kühlkanäle 2 in erster Linie durch die Belange der mechanischen Festigkeit der Wicklung bestimmt.

Das elektrische Feld im Bexeich dex Bänder dex Lageη-spulen 1 ist daduxch gekennzeichnet, daß die höchste Feldstäxke zwlscl^n zwei benachbarten Lage η spule η 1 immer am Bande д&ф jeweils kürzeren Lageηspule 1 auftxitt. Die Weiciigteipiexisolieiung 7 zwischen zwei Lagenspulen 1 1st daher so angeordnet, daß sie den Band dex jeweils küxzexen Lagenspule 1 umschließt, so daß das Gebiet höchste! Feldstärke innerhalb dex elektxisch festexen We ic hpapie χ isolierung 7 Hegt. Das Ausleitungsbündel Ц- einer Lagenspule 1 ist erfindungsgemäß in mehxexe Teilbündel 8 und 9 sowie 10 bis 18 aufgeteilt, wobei die Ausleitung in Figo 2 zwei und in den Fig. 3 und 4 neun Teilbündel enthält· Dabei ist die Aufteilung so exfolgt, daß in jedem' Falle mindestens zwei xadial benachbarte Teilbündel oder Teilbündelstapel vorhanden sind; in Fig. 2 sind es zwei xadial benachbarte Teilbündel 8 und 9 und in Fig, 3 und Fig. 4 sind es äxei benachbaxte Teilbündelstapel zu je drei axial übereinanderliegenden Teilbündeln 10 ~ 12, 13 - 15 und 16 - 18. In Fig. 2 ist zunächst das xadial außenliegende Teilbündel 8 axial aus dex Wicklung herausgebogen und dann Radial in einen horizontalen Kühlkanal 2 umgebogen. Das xadial benachbaxte Teilbündel 9 ist in Umfangsxichtung dex Wicklung um eine Klotzteilung weiteigefühxt und dann erst axial aus dex Wicklung heraus- und in den benachbarten horizontalen Kühlkanal 2 xadial hexumgebogen. Daduxch wird erreicht, daß die äußere Wicklungskante einer Lagenspule 1 auch in ihrem Ausleitungsbexeich über den äußeren Wicklungsrand dex jeweils außen benachbaiten, kürzeren Lagenspule 1 übersteht, so daß das elektrische Feld im Bereich dex Lageηränder nicht maßgeblich verändert wird.

Dies bedeutet, daß das Gebiet höchster Feldstärke unverändert in der elektrisch festeren Weichpapierisolation liegt ι so daß keine zusätzlichen Isolationsmaßnahmen zwischen den Lage η χ ander η іш A us leitung sbereich einher Lagenspule 1 erforderlich sind.

In Figo 3 und Fig. 4· ist zuerst das radial und axial am weitesten außenliegende Teilbündel 10 axial aus der Wicklung herausgebogen und radial in einen horizontalen Kanal 2 radial umgebogen« Es folgen die axial unter dem Teilbündel 10 befindlichen, also zum gleichen Tailbündelstapel gehörenden Teilbündel 11 und 12 in die in Umfangsrichtung dar Wicklung benachbarten horizontalen Kühlkanäle 2, Danach werden in gleicher Weise fortlaufend in jeweils benachbarte horizontale Kühlkanäle die Teilbündel radial benachbarter Teilbündelstapel in der Reihenfolge ihrer axialen Lage jeweils beginnend mit dem axial innenliegenden Teilbündel ~ also in der Reihenfolge 13, 14, 15, 16, 17, 18 - aus der Wicklung herausgebogen·

Dabei sind die Teilbündel 13 bis 18 in der in Fig. 4 dargestellten Weise radial nach außen in die Lücken gebogen, die durch das Herausbissen von vorangegangenen Teilbündeln aus der Wicklung am äußeren Umfang des Lagenrandes entstehen* Dadurch'wird erreicht, daß die am äußeren Umfang des Lagenrandes vorspringende Kante auch bei radial sehr dicken Lagen nicht tiefer als die radiale Breite eines Teilbündels ist« Es ist somit möglich, durch entsprechende Wahl der Anzahl radial bepachbarter Teilbündelstapel eine maßgebliche Feldstärkeerhöhung am äußeren Umfang des Lagenrandes zu vermeiden.

Claims (2)

1. TRQ 4494- - 10 -

   Erfindungsansprueh

   1. A us leitungsanordnung fire Lagenwicklungen von Transformatoren und Drosselspulen mit Umleitungen und/ oder mit Stufenanzapfungen zur Spannungseinstellung, Ъѳі deι die zu einer Windung gehörenden, in beliebiger Anzahl sowohl radial als auch axial nebeneinander angeordneten Wickeldrähte am Ende der Wicklung oder Lagenspule in Teilbündel aufgeteilt sind, gekennzeichnet dadurch, daß das Ausleitungsbündel aus mindestens zwei radial benachbarten Teilbündeln oder Stapeln von axial übereinander angeordneten Teilbündeln besteht; daß in Umfangsrichtung der Wicklung gesehen die Teilbündel aufeinanderfolgend, beginnend mit dem radial am weitesten außen befindlichen Teilbündel oder Teilbündelstapel entsprechend der Reihenfolge ihrer axialen Lage fortlaufend von außen nach innen und darauf jeweils fortfahrend mit dem radial nach innen benachbarten Teilbündel oder Teilbündelstapel entsprechend der Reihenfolge ihrer axialen Lage fortlaufend von innen nach außen, axial aus der Wicklung oder Lageηspule herausgebogen und dann radial in die zugeordnete Randfeldebene der jeweiligen Lagenspule umgebogen sind und daß in einem durch Leisten bzw. Abstützklötze in Umfangsrichtung der Wicklung gebildeten Kühlkanal immer nur ein Teilbündel oder Teilbündelstapel angeordnet ist.

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2. 2. Ausleitungsanoidnung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß Teilbündel radial nach außen in die Lücken gebogen sind, die durch daa Herauabiegen anderer Teilbündel aus dei Wicklung am äußeren Umfang des Lageniandea entstanden sind.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen