DD201217A1

DD201217A1 - CONDENSER IMPLEMENTATION FOR ELECTRIC HIGH VOLTAGE UNITS

Info

Publication number: DD201217A1
Application number: DD23458081A
Authority: DD
Inventors: Guenter Pfeiffer; Werner Reich; Klaus Liebscher; Albert Grose; Wolfgang Zuerich; Gerhard Broedner; Joachim Voss
Original assignee: Guenter Pfeiffer; Werner Reich; Klaus Liebscher; Albert Grose; Wolfgang Zuerich; Gerhard Broedner; Joachim Voss
Priority date: 1981-11-03
Filing date: 1981-11-03
Publication date: 1983-07-06
Also published as: DD201217B1; EP0078366A2; EP0078366A3

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine mit einer Isolierfluessigkeit gefuellte Kondensator-Durchfuehrung in Freiluftausfuehrung fuer elektrische Hochspannungsgeraete, insbesondere fuer Transformatoren und Drosselspulen. Ziel und Aufgabe bestehen darin, eine wartungsarme, isolierfluessigkeitsgefuellte Kondensator-Durchfuehrung zu schaffen, deren Eisfreiheit auch bei schwierigen Witterungsbedingungen, z.B. bei hoher Windgeschwindigkeit und Temperaturen unter 0 grd C, gewaehrleistet ist, insbesondere auch in der Naehe von Nasskuehltuermen von Kraftwerken. Das wird dadurch erreicht, dass der isolierfluessigkeitsgefuellte Innenraum der Durchfuehrung ueber Ein- und Austrittsoeffnungen in der Flanscharmatur mit einem aus Rohren, Waermeelementen, Umgehungsleitung mit Absperrorgan und Umwaelzpumpe bestehenden Kreislaufsystem verbunden ist. FigurThe invention relates to a filled with an insulating liquid capacitor implementation in Freiluftausfuehrung for electrical Hochspannungsgeraete, especially for transformers and inductors. The aim and purpose of this invention is to provide a low-maintenance, insulator-filled condenser feedthrough whose ice-free state can be maintained even in difficult weather conditions, e.g. at high wind speeds and temperatures below 0 ° C, is guaranteed, especially in the vicinity of wet cooling towers of power plants. This is achieved by connecting the insulating liquid-filled interior of the feedthrough via inlet and outlet openings in the flange fitting to a circulation system consisting of pipes, heat elements, by-pass line with shut-off element and circulation pump. figure

Description

Field of application of the invention;

Die Erfindung bezieht sich auf eine mit einer Isolierflüssigkeit gefüllte!* Kondensat or-Durchführung in Freiluftausfuhrung für elektrische Hoc heparintingsger ate j insbesondere für Transformatoren und Drosselspulen,The invention relates to a filled with an insulating liquid! * Condensate or carrying out in Freiluftausfuhrung for electric Hoc heparintingsger ate j in particular for transformers and inductors,

Characteristic of the known technical solutions:

Bei elektrischen Hochspannungsgeräten, wie Transformatoren und Drosselspulen ist der Aktivteil im allgemeinen in einen geschlossenen mit einem Isoliermedium gefüllten Gehäuse untergebracht. Zur Herausführung der hochspannungspotentialführenden Leiteranschlüsse aus dem geerdeten Gehäuse werden Durchführungen benutzt, die eine komplette nach außen abgeschlossene Baugruppe darstellen. Diese Durchführungen besitzen bei höheren. Spannungen einen konzentrisch um den Leiter angeordneten Kondensatorwickel, durch dessen Beläge das elek-. trische Feld zwischen Leiterbolzen und Flansch gesteuert auf das Brdpotential des Gehäuses abgebaut wird« Luftse itig sind derartige Durchführungen durch einen Porzellanüberwurf abgeschlossen, der in Freiluftaus- . führung schirmartige Rippen zur Verlängerung der Isolierstrecke besitzt ο Nach der Gehäuseseite erfolgt bei modernen Durchführungstypen mit Weichpapierisolation der Abschluß durch einen glatten Porzellanisolator. Der Raum zwischen dem Kondensatorwickel und den Porzellanüberwürfen ist mit einer Isolierflüssigkeit, z.B. Isolieröl, gefüllt. Diese Gestaltung soll sowohl einen Durchschlag der Isolation zwischen den Elektroden als auch einen Außenüberschlag über den Freiluftisolator verhindern.In electrical high voltage equipment, such as transformers and reactors, the active part is generally housed in a closed housing filled with an insulating medium. To lead out the high-voltage potential-carrying conductor connections from the grounded housing bushings are used, which represent a complete outwardly completed assembly. These bushings have higher ones. Voltages a concentrically arranged around the conductor capacitor winding, through whose coverings the elek-. Controlled to the Brdpotential of the housing is trie field between Leiterbolzen and flange degraded "Luftse it, such passages are closed by a porcelain throw, which in Freiluftaus-. On the housing side, in modern types of implementation with soft paper insulation, the conclusion is made by a smooth porcelain insulator. The space between the capacitor coil and the porcelain covers is covered with an insulating liquid, e.g. Insulating oil, filled. This design is intended to prevent both a breakdown of the insulation between the electrodes and an external flashover on the outdoor insulator.

Die zunehmende Luftverschmutzung, insbesondere in Industriegebieten und in der Nähe von Kraftwerken, führt zur Bildung von Schmutz und Eisfremdschichten auf dem luftseitigen Porzellanüberwurf, wodurch die Überschlagsfestigkeit herabgesetzt wird»The increasing air pollution, especially in industrial areas and near power plants, leads to the formation of dirt and ice layers on the airside porcelain throw, which reduces the rollover resistance »

Zur Beseitigung von Schmutzablagerungen auf dem Freiluftporzellan und zur Sicherung der Überschlagsfestigkeit ist es bekannt, verschiedene Maßnahmen, einzeln oder kombiniert, vorbeugend anzuwenden: Kriechwegverlängerung, Silikonierung, Wachsen, Naßreinigung (Abspritzen, Beregnen, Abwaschen). Im Bereich von Naßkühltürmen von Kraftwerken kann es darüber hinaus bei ungünstigen meteorologischen Bedingungen durch den stark leitfähigen Kühlturmwräsen zu Vereisungen kommen, die durch die hohe Leitfähigkeit des Niederschlages funktionsgefährdend sind«.To eliminate dirt deposits on the open-air porcelain and to ensure the rollover resistance, it is known to use various measures, individually or in combination, preventive: creepage, silicone, waxing, wet cleaning (spraying, sprinkling, washing). In the area of wet cooling towers of power plants, in addition, under unfavorable meteorological conditions, icing may occur due to the highly conductive cooling tower mills, which are detrimental to operation due to the high conductivity of the precipitation. "

Mit den bereits genannten Maßnahmen kann eine Eisbildung auf dem Überwurfporzellan bei winterlichen Temperaturen, der Umgebungsluft nicht verhindert werden. Um diese Nachteile zu vermeiden, kann man die Anschlüsse der elektrischen Hochspannungsgeräte bis außerhalb des Verschmutzungsbereichs bzw. aus dem Bereich einer besonders hohen und beständigen Luftfeuchtigkeit verkabeln. Es sind auch Verfahren und Anordnungen bekannt, mit denen die Oberflächen von Freiluft Isolierungen durch Beblasen mit Luft trocken und eisfrei gehalten werden sollen«. Nachteilig hierbei ist, daß erhebliche Luftmengen hoher Temperatur benötigt werden, für die aufwendige Lufterzeugungs- und im Hochspannungsbereich Beblasungseinrichtungen benötigt werden, die die Funktionssicherheit der Durchführung beeinträchtigen können. Weiterhin ist es bekannt, den luftseitigen Porzellanüberwurf durch Heizwiderstände in verschiedener Ausfüh-With the measures already mentioned, ice formation on the Überwurfporzellan at winter temperatures, the ambient air can not be prevented. In order to avoid these disadvantages, it is possible to connect the terminals of the electrical high-voltage devices outside the area of contamination or out of the area of particularly high and constant humidity. Methods and arrangements are also known for keeping the surfaces of outdoor insulation blown dry with air and free of ice. " The disadvantage here is that considerable amounts of air high temperature are required for the complex air generation and high-voltage blowing systems are required, which can affect the reliability of the implementation. Furthermore, it is known that the air-side porcelain throw by heating resistors in various embodiments

nung unter Ausnutzung der Wärmeleitfähigkeit des Isolieröls im Porzellanüberwurf zu beheizen» Hierdurch ist jedoch eine ausreichende Erwärmung des Überwurfporzellans ' nur schwer zu erreichen» Bei den beengten räumlichen 7erüa.J-tQ j.SS6±i J-QQS ÜiiS.Ib u.öÜ DüJcChjLulixUüg liit däS V6ÜxUg^u«auβ Volumen für Heizwiderstände so begrenzt, daß die Größe der Heizleistung ohne Überschreitung der zulässigen Oberflächentemperaturen an der Grenzfläche Widerstand/Isolisrflüssigkeitsfüllung der Durchführung wegen der. Alterung der Isolierflüssigkeit eine bestimmte Größe nicht überschreiten kann» Diese Größe kann für die Enteisung bzw. Eisfreihaltung des Überwurfporzellans nicht ausreichend sein. Es wurde bereits vorgeschlagen, die Yerlustwärme aus der Ölfüllung des Transformators über die Ölfüllung der Durchführung auf die Außenfläche des Überwurfporzellans zu übertragen, indem der als Rohr ausgeführte Durchführungsbolzen oben und unten mit einer Öffnung versehen, ist, durch die die ölfüllung der Durchführung nach dem Thermosyphon-Prinzip zirkulieren kann. Diese Lösung kann jedoch nicht garantieren, daß die Wirkung des-Thermosyphon-Systems ausreicht, um bei extremen Witterungsbedingungen eine ausreichende Wärmemenge auf die Außenseite des luftseitigen Überwurfporzellans insbesondere auf die Enden der Schirme zu übertragen.heating up the heat conductivity of the insulating oil in the porcelain cover. "However, this means that sufficient heating of the throw-over porcelain is difficult to achieve." In the confined spatial dimensions of confined space, it is difficult to achieve this With the volume for heating resistors limited so that the magnitude of the heating power without exceeding the permissible surface temperatures at the interface resistance / isolisrflüssigkeitsfüllung the implementation of the. Insulating liquid can not exceed a certain size »This size may not be sufficient for defrosting or freezing of the throw-over porcelain. It has already been proposed to transfer the heat loss from the oil filling of the transformer via the oil filling the implementation on the outer surface of the Überwurfporzellans by the executed as a pipe feedthrough pin top and bottom with an opening is through which the oil filling the implementation of the thermosiphon Principle can circulate. However, this solution can not guarantee that the effect of the Thermosyphon system is sufficient to transfer in extreme weather conditions, a sufficient amount of heat to the outside of the airside Überwurfporzellans particular to the ends of the screens.

Object of the invention:

Ziel der Erfindung ist eine wartungsarme, isolierflüssigkeitsgefüllte Kondensator-Durchführung für Freiluft, deren Sisfreiheit auch bei schwierigen Witterungsbedingungsη, ZoBe bei hoher 'Windgeschwindigkeit und Temperaturen unter O⁰C gewährleistet ist.The aim of the invention is a low-maintenance, insulating liquid-filled condenser bushing for outdoor, whose Sisfreiheit is ensured even in difficult Witterungsbedingungsη, ZoBe at high 'wind speed and temperatures below ^{0 0} C.

Explanation of the essence of the invention:

Deι Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hochspannungs-Kondensator-Durchführung für Freiluft zu schaffen, bei der elektrische 1To en schlage infolge Vereisung des luftseitigen Überwurfporzellans, insbesondere in der Nähe von Naßkühltürmen von Kraftwerken, verhindert werden„ Das wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der isolierflüssigkeitsgefüllte Innenraum der Durchführung über Ein- und Austrittsöffnungen in der Flanscharmatur mit einem aus Rohren, Wärmeelementen und Umwälzpumpe bestehenden Kreislaufsystem verbunden ist. Als Wärmeelemente dienen ein im Isolieröl des Hochspannungsgerätes angeordneter und die VerlustvJärme des Hochspannungsgerätes nutzender Wärmetauscher bzw., wenn dieser eine ausreichende Beheizung der Durchführung nicht garantieren kann oder das Hochspannungsgerät keine ölfüllung besitzt ein fremdbeheizter Isolierflüssigkeitserwärmer. Zum Zwecke der besseren'Zugänglichkeit bzw» um Abmessungsbegrenzungen aus .dem Wege zu gehen, kann der ?/ärme tauscher auch .außerhalb der Isolierölfüllung des Hochspannungsgerätes angeordnet sein, wobei dann dafür gesorgt werden muß, daß der Wärmetauscher von heißem Isolieröl umspült wird, z.B, in der Saugleitung der Kühlanlage. Der fremdbeheizte Isolierflüssigkeitserwärmer ist mit dem Wärmetauscher in Reihe geschaltet für den Fall, daß die Betriebswärme des Geräteöles nicht ausreicht. Diese fremdbeheizte Wärmequelle ist auch erforderlich, wenn vereiste Durchführungen eines betriebskalten. Hochspannungsgerätes vor Inbetriebnahme abgetaut werden müssen. Der mit Isolierflüssigkeit gefüllte Innenraum der Durchführung ist im Bereich der Flanscharmatur mit einer Schottung versehen, durch die der Innenraum in einen oberen und unteren Isolier fluss igke its raum geteilt ist. Die Zu- bzw. Abführung der zirkulierenden erwärmten Isolierflüssigkeit erfolgt über mehrere in der Flanscharmatur angeordneten Ein- bzw.Deι invention is the object of the invention to provide a high-voltage capacitor bushing for outdoor, in the electric 1To en impact due to icing of the air-side Überwurfporzellans, especially in the vicinity of Naßkühltürmen of power plants to be prevented "This is inventively achieved in that Insulating liquid-filled interior of the implementation is connected via inlet and outlet openings in the flange with a consisting of pipes, heat elements and circulation pump circuit system. As heat elements are arranged in the insulating oil of the high voltage device and the VerlustvJärme the high voltage device using heat exchanger or, if this can not guarantee sufficient heating of the implementation or the high voltage device has no oil filling a externally heated Isolierflüssigkeitserwärmer. For the purpose of better accessibility or to limit the dimensions, the heat exchanger can also be arranged outside the insulating oil filling of the high-voltage device, in which case care must be taken that the heat exchanger is surrounded by hot insulating oil, for example , in the suction line of the cooling system. The externally heated Isolierflüssigkeitserwärmer is connected in series with the heat exchanger in the event that the operating heat of the device oil is not sufficient. This externally heated heat source is also required when iced-throughs of a cold run. High voltage device must be thawed before start-up. The interior of the feedthrough filled with insulating liquid is provided with a partition in the area of the flange fitting, through which the interior space is divided into an upper and lower insulating flow area. The supply and removal of the circulating heated insulating liquid via several arranged in the flange fitting on or

lastsittsÖffnungen. Um die Übernahme von WaEme' aas der betriebswarmen Glfüllung des Hochspannungsgerätes über den geräteseitigen Isolator zu veil·essein, ist dieser, zur Vergrößerung der Außenfläche mit Rippen versehen,, Eine weitere Verbesserung den Wärme entnahme aus dem Isolieröl des Hochspannungsgerätes wird dadurch erreicht, daß am unteren äußeren Ende des Innenleiters ein rippenförmiger Wärmekollektor angebracht ist. Dieser Wärmekollektor kann zugleich derart gestaltet sein, daß seine Außenkontur als Abschirmung für die Anschlußkonstruktion der Transformator- bzw. Geräteausleitung dient» Zwischen den Ein- und Austrittsöffnungen der Isolierflüssigkeit an der Flanscharmatur ist eine mit einem Absperrorgan versehene Umgehungsleitung angeordnet, die den unteren und oberen Isolierflüssigkeitsraum der Durchführung miteinander verbindet, um bei ausreichender selbsttätiger Wärmewirkung des Thermosyphonsystems eine Außerbetriebsetzung der Umwälzpumpe zu ermöglichen»lastsittsÖffnungen. To the acquisition of WaEme 'aas the operating temperature Glfüllung of the high voltage device using the device-side insulator to veil · essein, this is provided for increasing the outer surface with ribs ,, A further improvement in the heat removal from the insulating oil of the high-voltage device is achieved in that the lower outer end of the inner conductor, a rib-shaped heat collector is mounted. This heat collector can be designed at the same time so that its outer contour serves as a shield for the connection structure of the transformer or device outlet »Between the inlet and outlet openings of the insulating liquid on the Flanscharmatur a provided with a shut-off line is arranged, the lower and upper Isolierflüssigkeitsraum the implementation connects together to allow for sufficient automatic thermal effect of Thermosyphonsystems a shutdown of the circulation pump »

Embodiment:

An Hand eines Ausführungsbeispiels soll die Erfindung näher erläutert -werden_o Die Zeichnung zeigt die Schnittdarstellung einer erfindungsgemäß gestalteten Kondensator-Durchführung, die aus den Grundelementen Überwurfporzellan 1, ein mit Rippen 18 versehenen geräteseitigem Isolator 2, Flanscharmatur 3» dem Innenleiter 4 mit den Isolierflüssigkeitsdurchtrittsöffnungen 5; 6 und Kondensatorwickel 7 besteht ο An diese am Deckel 10 des Hochspannungsgerätes befestigten Durchführung ist über Eintritts- bzw, Austrittsöffnungen 13; Ή ein aus Rohren 24-, Wärmetauscher 9, fremdbeheiztem Isolierflüssigkeitserwärmer 11, Umwälzpumpe 12 und Umgehungsleitung 22 mit Absperrorgan 23 bestehendes Kreislaufsystem angeschlossen. Die durch denWith reference to an embodiment, the invention will be explained in more detail werden- _o The drawing shows the sectional view of an inventively designed capacitor implementation consisting of the basic elements Überwurfporzellan 1, provided with ribs 18 device-side insulator 2, flange 3 »the inner conductor 4 with the Isolierflüssigkeitsdurchtrittsöffnungen. 5 ; 6 and capacitor winding 7 is made ο At this attached to the cover 10 of the high-voltage device implementation is via inlet and outlet openings 13; Ή a connected from tubes 24, heat exchanger 9, externally heated Isolierflüssigkeitserwärmer 11, circulating pump 12 and bypass line 22 with obturator 23 existing circuit system. The by the

im betriebswarmeη Isolieröl 8 des Hochspannungsgerätes befindlichen Wärmetauscher 9 bzw, durch den fremdbeheizten Isolierflüssigkeitserwärmer 11 erwärmte.Isolierflüssigkeit wird mit Hilfe der Umwälzpumpe 12 in den unteren Isolierflüssigkeitsraum Iy gedrückt, über die untere Durchtrittsöffnung 6 in das Innere des Bolzenrohres 4 geleitet und über die Durchtrittsöffnung 5 iß äen oberen Isolierflüssigkeitsraum 16 geführt, wo sie sich an der Innenwand des luftse itigen Überwurfporzellans 1 abwärts bewegt und dabei durch Konvektion Wärme an diesen abgibt. Die 'Wirksamkeit dieses Kreislaufsystems hängt dabei von der Übertemperatur der erwärmten Isolierflüssigkeit gegenüber der Umgebungsluft und von der in der Zeiteinheit umgewälzten Isolierflüssigkeitsmenge ab. Zur Steuerung des Isolierflüssigkeitsstromes ist der Innenraum der Durchführung im Bereich der Flanscharmatur 3 mit einer Schottung 15 versehen, die den Innenraum in einen oberen und unteren Isolierflüssigkeitsraum 16; 17 teilt, Die in den unteren Isolierflüssigkeitsraum 17 gedrückte Isolierflüssigkeit wird aus dem oberen Saum 16 wieder abgesaugt, Zweckmäßigerweise erfolgt die Absaugung gleichzeitig an mehreren Stellen des Flanschumfanges, damit die Innenfläche des Überwurfporzellans 1 möglichst, gleichmäßig von Isolierflüssigkeit bespült wird. Zur weiteren Vergrößerung der ?/ärme entnahme aus der betriebswarmen Isolierölfüllung 8 des Hochspannungsgerätes ist am unteren geräteseitigen äußeren Ende des Innenleiters ein aus Rippen bestehender Wärmekollektor 19 angebracht, der die aufgenommene Wärme über das zentrale Übergangsstück 20 auf den unteren Teil des Innenleiters 4- überträgt. Die Außenkontur des Wärmekollektors 19 ist derart verkleidet, daß sie zugleich auch als Abschirmelektrode 21 für die Ableitungen dienen kann.Insulating liquid 8 located in the operating heat insulation oil 8 of the high-voltage device 9 or heated by the externally heated insulating liquid heater 11 is pressed with the aid of the circulation pump 12 into the lower insulating liquid space Iy, passed via the lower passage opening 6 into the interior of the pin tube 4 and via the passage opening 5 Upper insulating liquid space 16 out where it moves downwards on the inner wall of the Luftse itigen Überwurfporzellans 1 and thereby gives off heat by convection. The 'effectiveness of this circulation system depends on the excess temperature of the heated insulating liquid with respect to the ambient air and of the recirculated in the unit time Isolierflüssigkeitsmenge. To control the Isolierflüssigkeitsstromes the interior of the implementation in the area of the flange 3 is provided with a partition 15, which the interior into an upper and lower Isolierflüssigkeitsraum 16; The insulating liquid pressed into the lower insulating liquid space 17 is sucked out of the upper seam 16 again. Expediently, the suction takes place simultaneously at several points of the flange circumference, so that the inner surface of the throw-over porcelain 1 is flushed as evenly as possible with insulating liquid. For further enlargement of the? / Poor removal from the operationally warm insulating oil filling 8 of the high voltage device, a ribbed heat collector 19 is attached to the lower device side outer end of the inner conductor, which transfers the heat absorbed via the central transition piece 20 to the lower part of the inner conductor 4-. The outer contour of the heat collector 19 is covered in such a way that it can also serve as shielding electrode 21 for the derivatives at the same time.

Claims

invention claim

Insulating fluid-filled condenser bushing in Freilufttsusführun ^ for electrical HoohsOsT ^ in - sate - with a trained as a pipe and provided at the bottom and top with overflow inner conductor, characterized in that the interior of the implementation of inlet and outlet openings (13; ) in the IPlanscharmatur (3) with a from ears (24), heat elements (9; H) ₅ circulating pump (12) and bypass line (22) with shut-off (23) existing circuit system is connected.

Condenser passage according to Punst 1, g e k e is characterized in that as a heat elements in the insulating oil (8) of the Hochspannungsgarätes. and the heat exchanger (9) using the heat of the terlust and / or an externally heated insulating liquid heater (11) connected in the case are provided

3, condenser bushing according to point 2, genet η nze ichnet characterized in that the heat exchanger (9) due to better accessibility outside the insulating oil filling (8) is mounted _o

4, condenser passage according to items 1 to 3 _} g Q-characterized in that the filled with insulating fluid interior of the passage in the region of the flange (3) is provided with a partition (15), the interior in an upper and a lower Insulating fluid space (16; 17) divides.

β Condenser passage according to item 1 to 4, g ekennzeichnet in that .For extraction of the insulating inlet or Austrittsöffnungsn (13; "! 4-) are arranged, which are optionally distributed on the circumference of the Flanscharmatur (3)

6'β Condenser implementation according to items 1 to 5, g ekennaeichnet dadur c Ii that the. insidator (2) is provided on the outside with eips (18) «

7o capacitor implementation according to item 1 to 6, g ekennzeichnet in that at the device-side outer terminal end of the inner conductor (4) a heat collector (19) is attached,

8 "Condenser bushing according to point 7" is characterized in that the outer shape of the heat collector (19) is designed as a shielding electrode (21) for high voltage »'

Capacitor passage according to items 1 to 8, g ek en η characterized in that 'between the outlet opening (14) and inlet (13) arranged with a shut-off device (23) bypass line (22) is arranged.

For this 1 sheet drawings I