DD211012A1

DD211012A1 - KUEHLANLAGE FOR LOCOMOTIVE TRANSFORMERS

Info

Publication number: DD211012A1
Application number: DD24429882A
Authority: DD
Inventors: Wolfgang Zuerich; Ekkehard Ristau; Kurt Neumann
Original assignee: Liebknecht Transformat
Priority date: 1982-10-27
Filing date: 1982-10-27
Publication date: 1984-06-27

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf die Kuehlanlage von Lokomotiv-Transformatoren. Ziel und Aufgabe bestehen darin, die Kuehlanlage so umzugestalten, dass der Kuehler ganz oder teilweise die Funktion des Ausdehnungsgefaesses uebernimmt und so die Bauhoehe und die Masse der Lokomotiv-Transformatoren verringert werden kann. Das wird durch eine entsprechende Vergroesserung der im Kuehler verlaufenden Kuehlrohre bzw. der Zu- und Ablaufkammern erreicht. Das Ausdehnungsgefaess oberhalb des Kuehlers entfaellt dadurch voellig, bzw. braucht nur fuer ein wesentlich geringes Volumen ausgelegt zu werden.The invention relates to the cooling system of locomotive transformers. The aim and task is to redesign the cooling system so that the radiator can take over the function of the expansion vessel in whole or in part, thus reducing the overall height and mass of the locomotive transformers. This is achieved by a corresponding enlargement of the cooling tubes running in the cooler or the inlet and outlet chambers. The expansion vessel above the radiator thereby completely eliminates or only needs to be designed for a substantially low volume.

Description

Field of application of the invention:

Die Erfindung betrifft die Kühlanlage für Lokomotiv-Transformatoren·The invention relates to the cooling system for locomotive transformers ·

Characteristic of the known technical solutions:

Die Verlustwärme bei Transformatoren und Drosselspulen erwärmt das verwendete Kühlmittel und dehnt es aus. Bei flüssigkeitsgefüllten Geräten wird allgemein ein Ausdehnungsgefäß oberhalb des höchsten Flüssigkeitsstandes angeordnet, um auch bei niedrigstem Flüssigkeitsstand genügend Isolierflüssigkeit im Gerät zu haben.The heat loss in transformers and inductors heats and expands the coolant used. With liquid-filled devices, an expansion vessel is generally arranged above the highest liquid level in order to have enough insulating liquid in the device even at the lowest liquid level.

Bei Verwendung eines Kühlers als Wärmeaustauscher hat dieser die Aufgabe, die Verlüstwärme über das Kühlmittel im Gerät über das äußere Kühlmittel (Luft oder Wasser) an die Umgebung abzugeben· Dabei sind die Zu- und Ablaufkammern und die Kühlrohre, durch die die Isolierflüssigkeit durch den Kühler geführt wird, größenmäßig nur für eine ausreichende Kühlung der Isolierflüssigkeit ausgelegt.When using a cooler as a heat exchanger, this has the task to deliver the heat of loss on the coolant in the unit via the external coolant (air or water) to the environment · Here are the inlet and outlet chambers and the cooling tubes through which the insulating liquid through the radiator is performed, designed in terms of size only for a sufficient cooling of the insulating liquid.

Bei Lokomotiv-Transformatoren ist es bekannt, den Kühler auf dem Transformatorengehäuse und auf dem Kühler das Ausdehnungsgefäß anzuordnen, um eine kleine Grundfläche des Transformators zu erreichen und somit auch einen günstigen Einfluß auf die Abmessungen der Lokomotive auszuüben· Nachteilig bei dieser Anordnung ist, daß durch die strenge Funktionstrennung von Kühler und Ausdehnungsgefäß eine große Bauhöhe und erhebliche Massen in Kauf genommen werden müssen.In locomotive transformers, it is known to arrange the cooler on the transformer housing and on the radiator, the expansion vessel to achieve a small footprint of the transformer and thus to exert a favorable influence on the dimensions of the locomotive · A disadvantage of this arrangement is that by the strict separation of functions of radiator and expansion tank a large height and considerable masses must be taken into account.

Λ,Λ,

Object of the invention:

Siel dor Erfindung ist die Verringerung der Bauhöhe und der Masse bei Lokomotiv-Transformatoren.Siel dor invention is the reduction in height and mass in locomotive transformers.

gg des Wesens der Erfindung;gg of the essence of the invention;

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, dia Kühlanlage eines Lokomotiv-Transformators so umzugestalten, daß der Kühler ganz oder teilweise die Funktion des Ausdehnungsgefäßes übernehmen kann. Das wird erf indungsgemäß dadurch erreicht, daß die Kühlrohre oder/ und die Zu- und Ablaufkammern des Kühlers so vergrößert sind, daß das Kühlervolumen ganz oder teilweise die Punktion des Ausdehnungsgefäßes übernimmt, bei dem sich jedoch mit sinkender Flüssigkeitstemperatur und damit sinkendem Flüssigkeitsspiegel die Kühlfläche reduziert. Da das Ausdehnungsvolumen bereits teilweise oder auch ganz durch den unterschiedlichen Flüssigkeitsstand ira Kühler kompensiert wird, kann die Gesamthöhe des Transformators einschließlich Kühler und die Masse verringert werden. Ebenfalls Einfluß auf die Reduzierung der Masse und Bauhöhe übt der Umstand aus, daß die Ge-The invention is based on the object dia cooling system of a locomotive transformer so that the cooler can take over the function of the expansion vessel wholly or partly. This is erf indungsgemäß achieved in that the cooling tubes and / or the inlet and outlet chambers of the radiator are increased so that the radiator volume wholly or partially takes over the puncture of the expansion vessel, but in which reduces the cooling surface with decreasing liquid temperature and thus sinking liquid level , Since the expansion volume is already partially or completely compensated by the different liquid level ira cooler, the overall height of the transformer including the cooler and the mass can be reduced. Likewise influence on the reduction of mass and height is the fact that the

. "samtflüssiskoitsmenge. um die im Kühler als Ausdehnungsvolumen gemutzte Flüssigkeit reduziert wird, wodurch da3 'Ausdehnungsgefäß oberhalb des Kühlers entweder ganz wogfallen kann oder nur für ein geringeres Volumen ausgelegt zu werden braucht. Bei Anordnung eines Ausdeh-, is reduced by the volume of liquid used in the cooler as an expansion volume, whereby the expansion vessel above the cooler can either completely drop or only need to be designed for a smaller volume.

-nungsgef äßes neben dein Kühler kann durch eine im Kühlkreislauf angeordnete Strahlpumpe bei Inbetriebnahme der Isolier fluss igke its umwälzung sofort Isolierflüssigkeit aus ifÄm^uao!eOnUn¹^Sg'a$äi"in d#h^l£u6lqr'!gepumpt werden..-nungsgef äßes next to your radiator can! "are pumped through a arranged in the cooling circuit aspirator at commissioning of the insulating river igke its upheaval immediately insulating liquid from ifÄm ^ UAO! eOnUn ¹ ^ Sg'a $ ai in D # h ^ l £ u6lqr '. ,

'¹AaT^x&ffCTiöiPfοϋίί ^:Juna4'liänglg'''von^der Temperat' ¹ AaT ^x & ffCtiöfP οϋίί ^{: J} una4'liänglg''' of ^ the tempera

glg'vo,n^der Temperatur dar Isolierflüssigkeit und ist in kürzester Zeit kühl technisch voll wirksam.glg'vo, n ^ the temperature is insulating liquid and is in a short time cool technically fully effective.

Export ixncaue! Game:

l\n Hand von drei .Ausführunge/beispielon soll 4ie Erfindung näher .erläutert weiden. In der Zeichnung zeigt Fig. 1 einen Lokomotiv-Transformatoi 3, bei dem der Kühler 1 voll die Punktion des Ausdehnungsgefäßes übernimmt«, Hierbei ist das Isolierflussigkeitsvolumen im Kühler 1 durch entsprechende Vergrößerung der Kühlrohre 11 bzw. der Zu- und Ablaufkammern 9i IO gleich oder größer als das Ausdehnungsvolumen der Isolierflüssigkeit im Lokomotiv-Transforffl;.tor 3 gewählt. Bei maximaler iüiw&rinung der Isolierflüssigkeit steigt die Isolierflüssigkeit bis aor · Jilarkierung "May," und im Kühler 1 steht die größte Kühlfläche zur Verfügung· Mit sinkender Temperatur fallt der Flüssigkeitsspiegel und je nach -Temperatur verkleinert sich auch die wirksame Kühlfläche im Kühler 1. Die Umwälzpumpe 2 und dei Lüfter 5 können in Abhängigkeit des Isolierflüssigkeitsstandes und der Temperatur vor lirreichen der "Min"-Markierung abgeschaltet werden. l \ n hand to three .Ausführunge / beispielon grazing 4ie invention in more detail .erläutert. In the drawing, Fig. 1 shows a locomotive Transformatoi 3, in which the radiator 1 fully assumes the puncture of the expansion vessel «, Here is the Isolierflussigkeitsvolumen in the radiator 1 by corresponding enlargement of the cooling tubes 11 and the inlet and outlet chambers 9i IO the same or greater than the expansion volume of the insulating liquid in the locomotive Transforffl; .tor 3 selected. With maximum cleaning of the insulating liquid, the insulating liquid rises to aoric mark "May," and cooler 1 has the largest cooling surface available. · As the temperature falls, the liquid level drops and, depending on the temperature, the effective cooling surface in cooler 1 decreases 2 and the fan 5 can be switched off depending on the Isolierflüssigkeitsstandes and the temperature before Lirreichen the "Min" mark.

In der Fig. 2 ist ein Lokomotiv-Transformator 3 dargestellt, bei dem die Punktion des Ausdehnungsgefäßes nur teilweise, und zwar im unteren Temperaturbereich, durch den Kühler 1 übernommen wird. Dar, durch die größenmäßige Gestaltung der Kühlrohre 11 bzw. der Zu- und Abl.uufk?;miaern 9j 10 gebildete Plus sigke its volumen im Kühler 5 ist hierbei für die vorgesehene Gesamtteiaperuturdiffeionz allgemein kleiner als das Ausdehnungsvolumen der Isolierflüssigkeit im Transformatorkessel. Diese Ausführung arbeitet im oberen Temperaturbereich mit maximaler Kühlfläche und damit auch mit maximaler Kühlleistung. Srst unterhalb einer best immten Flussigkeitstemperatur verringern sich Kühlfläche und Kühlleistung.2, a locomotive transformer 3 is shown, in which the puncture of the expansion vessel only partially, in the lower temperature range, is taken over by the radiator 1. Dar, by the size design of the cooling tubes 11 and the supply and Abl.uufk? Miaern 9j 10 formed plus sigke its volume in the cooler 5 is in this case for the intended Gesamtteiaperuturdiffeionz generally smaller than the expansion volume of the insulating liquid in the transformer tank. This version works in the upper temperature range with maximum cooling surface and thus also with maximum cooling capacity. Below a certain liquid temperature, cooling area and cooling capacity decrease.

Die Umwälzpumpe 2 und/oder die Lüfter 5 Kühlers 1 können wieder je nach. Druckverhältnisse und erforderlicher Umwälzung dar Isolierflüssigkeit in Abhängigkeit des Isolierflüssigkeitsstandes und der Temperatur vor Erreichen der'^fMin" - Marke abge«. schältet werden. In Fig. 3 wird ein Lokomotiv-Transformator 3 ge ze igt ₉ "bei dem die Funktion des Ausdehnungsgefäßes ebenfalls nur teilweise durch die im Kühler 1 angeordneten Kühlrohre 11 "bzw, durch die Zu- und .Ablaufkammern 9i 10 ausgeübt wird. Das Flüssigkeitsvolumen im Kühler 5 ist auch hier kleiner als das Ausdehnungsvolumen der Isolier·» flüssigkeit im Transformatorkessel für die vorgesehene Gesamttemperaturdifferenz. Kühler 1 und Ausdehnungsgefäß 4- sind im Ruhezustand über die Strahlpumpe 6 kommunizierend miteinander verbunden· Bei Pumpenstinstand stellt sich ein gemeinsamer Iso-> lierflüssigkeitsstanä ein« Bei Inbetriebnahme der Isolierflüssigkeitaumwälzuag durch die Umwälzpumpe 2 wird dor Kühler 1 durch die Strahlpumpe 6 aufgefüllt und der Kühler 1 arbeitet dann mit höchster Kühlleistung» Bei Erreichen einer bestimmten höheren Temperatur der Isolierflüssigkeit kann diese über eine Entluftungs~ bzw» Überlaufleitung 7 zum Hilfsausdehnungsgefäß zurücklaufen· Hierdurch kann das Hilfsausdehnungsgefäß 8 für ein geringeres Volumen ausgelegt und neben dem Kühler angeordnet werden·The circulation pump 2 and / or the fan 5 cooler 1 can again depending on. Pressure ratios and required circulation of insulating liquid depending on the Isolierflüssigkeitsstandes and the temperature before reaching the " ^f min" - brand abge «." In Fig. 3, a locomotive transformer 3 ge shown ₉ "in which the function of the expansion vessel also is only partially exerted by the cooling tubes 11 "or arranged in the cooler 1, through which inlet and outlet chambers 9i 10. The volume of liquid in the cooler 5 is also smaller than the expansion volume of the insulating liquid in the transformer tank for the envisaged total temperature difference 1 and expansion vessel 4- are communicating with each other in the idle state via the jet pump 6 · When the pump residue is reached, a common insulating liquid is introduced. When the insulating liquid is introduced by the circulation pump 2, the cooler 1 is filled up by the jet pump 6 and the cooler 1 operates then with highest cooling capacity »When a certain higher temperature of the insulating liquid is reached, it can run back to the auxiliary expansion vessel via a venting or overflow line 7. As a result, the auxiliary expansion vessel 8 can be designed for a smaller volume and arranged next to the cooler.

Claims

Erfindunflsanspruch

1. Cooling system for locomotive transformers, characterized in that the cooling tubes and / or the inlet and outlet chambers of the radiator are so enlarged «that the Isölierflüssigkeitsvolumen in the radiator is equal to or greater than the expansion volume of the insulating liquid in the locomotive transformer.

2. Cooling system according to point 1, gekennzeic h »net characterized in that on the pressure side of the circulation pump 2, a jet pump 6 is arranged, which is connected via an auxiliary expansion vessel 8 and a Bntlüftungs- or overflow line 7 with the drain chamber 10 ·

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