DD245743A1

DD245743A1 - CONDENSER IMPLEMENTATION FOR ELECTRIC HIGH VOLTAGE UNITS

Info

Publication number: DD245743A1
Application number: DD28599186A
Authority: DD
Inventors: Wolfgang Zuerich; Gerhard Broedner; Joachim Voss
Original assignee: Liebknecht Transformat
Priority date: 1986-01-07
Filing date: 1986-01-07
Publication date: 1987-05-13

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine mit einem Isoliermittel gefuellte Kondensator-Durchfuehrung in Freiluftausfuehrung fuer elektrische Hochspannungsgeraete, insbesondere fuer Transformatoren und Drosselspulen. Ziel und Aufgabe bestehen darin, eine Kondensator-Durchfuehrung so auszufuehren und zu betreiben, dass einerseits eine wirksame Beheizung des freiluftseitigen Isolators gewaehrleistet und andererseits keine unzulaessige Waermeeinwirkung auf den Kondensatorwickel zu verzeichnen ist. Das wird dadurch erreicht, dass der Raum zwischen Kondensatorwickel und luftseitigem Porzellanueberwurf durch eine Trennwand in einen dem Kondensatorwickel zugekehrten inneren und einen dem Isolator zugewandten aeusseren Teilraum unterteilt ist, wobei der innere Teilraum mit dem normal zirkulierenden Kuehlmittelkreislauf des Transformators in Verbindung steht und der aeussere Teilraum an einen separaten Heizmittelkreislauf angeschlossen ist. FigurThe invention relates to a filled with an insulating capacitor-performing in Freiluftausfuehrung for electrical high voltage equipment, especially for transformers and inductors. Goal and object are to perform a capacitor implementation and operate, on the one hand ensures effective heating of the outdoor side isolator and on the other hand, no inadmissible heat on the capacitor winding is recorded. This is achieved by dividing the space between the condenser coil and the air-side porcelain cover by a partition wall into an inner compartment facing the capacitor coil and an outer compartment facing the insulator, the inner compartment communicating with the normally circulating coolant circuit of the transformer and the outer compartment connected to a separate heating medium circuit. figure

Description

Hierzu 1 Seite ZeichnungFor this 1 page drawing

Field of application of the invention

Die Erfindung bezieht sich auf eine mit einem Isoliermittel gefüllte Kondensator-Durchführung in Freiluftausführung für elektrische Hochspannungsgeräte, insbesondere für Transformatoren und Drosselspulen.The invention relates to a capacitor filled with an insulating capacitor implementation in an outdoor version for electrical high voltage equipment, 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 einem 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 elektrische Feld zwischen Leiterbolzen und Flansch gesteuert auf das Erdpotential des Gehäuses abgebaut wird. Luftseitig sind derartige Durchführungen durch einen Porzellanüberwurf abgeschlossen, der in Freiluftausführung schirmartige Rippen zur Verlängerung der Isolierstrecke besitzt. Nach der Gehäuseseite erfolgt bei modernen Durchführungstypen mit Weichpapierisolation der Abschluß durch einen glatten Porzellanisolator.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 at higher voltages concentrically arranged around the conductor capacitor winding, through the coverings of the electrical field between the conductor bolt and flange is reduced to the ground potential of the housing. On the air side, such feedthroughs are completed by a porcelain throw, which in the open air version has umbrella-like ribs for extending the insulating section. On the side of the housing, modern types of paper with soft paper insulation are finished with a smooth porcelain insulator.

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.iDie zunehmende Luftverschmutzung, insbesondere in Industriegebieten und in der Nähe von Kraftwerken, führt zur Bildung von Schmutz- und Eisfremdschichten auf dem luftseitigen Prozellanüberwurf, wodurch die Überschlagsfestigkeit herabgesetzt wird.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 insulation from being blown across the electrodes and external flashover over the outdoor insulator.i Increasing air pollution, particularly in industrial areas and near power plants, results in the formation of debris and ice layers on the airside porcelain overcoating, thereby providing overheating resistance is lowered.

Zur Beseitigung von Schmutzablagerungen auf dem Frei luftporzellan 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 d.en stark leitfähigen Kühlturmwrasen zu Vereisungen kommen, die durch die hohe Leitfähigkeit des Niederschlages funktionsgefährdend sind.To eliminate dirt deposits on the free air porcelain and to ensure the rollover resistance, it is known various measures, individually or in combination, to use preventively: creepage, silicone, waxing, wet cleaning (spraying, sprinkling, washing). In the area of wet cooling towers of power plants it can also lead to icing in unfavorable meteorological conditions by d.en highly conductive cooling tower lawns, which are detrimental to the high conductivity of the precipitate.

Mit den bereits genannten Maßnahmen kann eine Eisbildung auf dem Überwurfporzellan bei winterlichen Temperaturen der Umgebungsluft nicht verhindert werden.With the measures already mentioned, ice formation on the Überwurfporzellan can not be prevented in wintry temperatures of the ambient air.

Um diese Nachteile zu vermeiden, können die Anschlüsse der elektrischen Hochspannungsgeräte bis außerhalb des Verschmutzungsbereiches bzw. aus dem Bereich einer besonders hohen und beständigen Luftfeuchtigkeit verkabelt werden. Es sind auch Verfahren und Anordnungen bekannt, mit denen die Oberflächen und Freiluftisolierungen durch Beblasen mit Luft trocken und eisfrei gehalten werden sollen (DD 138839). 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.To avoid these disadvantages, the connections of the electrical high-voltage equipment can be wired to outside of the pollution area or from the area of a particularly high and stable humidity. There are also methods and arrangements are known with which the surfaces and outdoor insulation by blowing with air to be kept dry and free of ice (DD 138839). 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.

Weiterhin ist es bekannt, den luftseitigen Porzellanüberwurf durch Heizwiderstände in verschiedener Ausführung unter Ausnutzung der Wärmeleitfähigkeit des Isolieröls im Prozellanüberwurf zu beheizen. Hierdurch ist jedoch eine ausreichende Erwärmung des Überwurfporzellans nur schwer zu erreichen. Bei den beengten räumlichen Verhältnissen innerhalb der Durchführung ist das verfügbare Volumen für Heizwiderstände so begrenzt, daß die Größe der Heizleistung ohne Überschreitung der zulässigen Oberflächentemperaturen an der Grenzfläche Widerstand/Isolierflüssigkeitsfüilung der Durchführung wegen der Alterung der Isolierflüssigkeit eine bestimmte Größe nicht überschreiten kann.Furthermore, it is known to heat the air-side porcelain throw by heating resistors in various designs, taking advantage of the thermal conductivity of the insulating in Prozellanüberwurf. As a result, however, a sufficient heating of the Überwurfporzellans is difficult to achieve. In the confined space conditions within the implementation of the available volume for heating resistors is limited so that the size of the heating power without exceeding the allowable surface temperatures at the interface resistance / Isolierflüssigkeitsfüilung the implementation due to the aging of the insulating liquid can not exceed a certain size.

Diese Größe kann für die Enteisung bzw. Eisfreihaltung des Überwurfporzellans nicht ausreichend sein. Es wurde bereits vorgeschlagen, die Verlustwärme 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 (DD 157283). 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.This size may not be sufficient for the deicing or Eisfreihaltung the Überwurfporzellans. 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 is provided at the top and bottom with an opening through which the oil filling the implementation of the Thermosyphon Principle can circulate (DD 157283). However, this solution can not guarantee that the effect of the thermosiphon system is sufficient to transfer in sufficient weather conditions a sufficient amount of heat to the outside of the airside Überwurfporzellans particular to the ends of the screens.

Es ist auch eine Anordnung zur Beheizung der luftseitigen Isolatoroberfläche bekannt, bei der durch ein besonderes Umlaufsystem über Wärmetauscher Verlustwärme aus dem Transformator auf die Ölfül lung der Durchführung und von dort auf den Isolator übertragen wird (DD 201 217).It is also known an arrangement for heating the air-side insulator surface, in which by a special circulation system via heat exchanger heat loss from the transformer to the Ölfül development of the implementation and from there to the insulator is transferred (DD 201 217).

Als strömungsführendes Element wird dabei der als Rohr ausgebildete Innenleiter der Durchführung benutzt, in das am unteren Ende warmes Isolieröl zufließt und am oberen Rohrende wieder ausströmt. Dieses Isolieröl fließt im Raum zwischen Kondensatorwickel und Isolator wieder abwärts und gibt dabei an den Isolator Wärme ab. Nachteilig bei dieser Lösung ist, wenn eine hohe Wirksamkeit der Wärmeübertragung auf das Prozellan stattfinden soll, daß der rohrförmige Innenleiter durch das durchströmende heiße Isolieröl (maximale zulässige Temperatur 9O⁰C) selbst eine hohe Temperatur annehmen muß. Der Kondensatorwickel wird dabei nicht nur außen von heißem Isolieröl umströmt sondern auch von Innen her aufgeheizt, wodurch dessen elektrische Festigkeit und die Lebensdauer in unerwünschter Weise nachteilig beeinflußt werden. Weiterhin ist eine Anordnung zum Eisfreihalten von Ventilableitem bekannt (DD 201065), bei der in den zwischen der säulenförmigen Baugruppe und dem Isolator vorhandene Ringraum mittels Wärmetauscher und Pumpe eine erwärmte Isolierflüssigkeit in Umlauf gebracht wird. Auch bei dieser Lösung ist nachteilig, daß eine Wärmeübertragung sowohl auf den Innenraum mit der säulenförmigen Baugruppe als auch auf den Isolator erfolgt, was sich ähnlich wie beim Kondensatorwickel einer Durchführung ungünstig auf die Funktion der im Innenraum angeordneten aktiven Baugruppen des Ventilabieiters auswirkt. Der Kondensatorwickel ist bei unzulässig hoher Wärmebeanspruchung einer schnelleren Alterung unterworfen und der Gefahr eines elektrischen Wärmedurchschlags ausgesetzt.As flow-conducting element while the inner conductor designed as a tube of the implementation is used, in which flows at the bottom of warm insulating oil and flows out again at the upper end of the pipe. This insulating oil flows down again in the space between the capacitor winding and the insulator and gives off heat to the insulator. A disadvantage of this solution, if a high efficiency of the heat transfer to the porcelain should take place, that the tubular inner conductor by the flowing hot insulating oil (maximum allowable temperature 9O ⁰ C) itself must adopt a high temperature. The capacitor winding is not only flows around the outside of hot insulating oil but also heated from the inside, whereby the electrical strength and the life are adversely affected in an undesirable manner. Furthermore, an arrangement for Eisfreihalten of Ventilableitem is known (DD 201065), in which in the existing between the columnar assembly and the insulator annulus by means of heat exchanger and pump, a heated insulating liquid is circulated. Also in this solution is disadvantageous that heat transfer takes place both on the interior of the columnar assembly as well as on the insulator, which has a similar unfavorable effect on the function of arranged in the interior of the active assemblies of Ventilabieiters similar to the capacitor winding. The capacitor winding is subject to impermissibly high thermal stress faster aging and exposed to the risk of electrical thermal shock.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist die Eisfreihaltung des luftseitig angebrachten Überwurfporzellans von Kondensator-Durchführungen bei Freiluft bei extrem feuchtkalten Witterungsbedingungen.The aim of the invention is the Eisfreihaltung the air-side Überwurfporzellans of capacitor bushings in open air in extremely humid weather conditions.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kondensator-Durchführung so auszuführen und zu betreiben, daß einerseits eine wirksame Beheizung desfreiluftseitig angeordneten Isolators gewährleistet und andererseits keine unzulässige Wärmeeinwirkung auf den Kondensatorwickel zu verzeichnen ist.The invention has for its object to perform a capacitor implementation and operate, on the one hand ensures effective heating of the free-air side arranged insulator and on the other hand, no unacceptable heat on the capacitor winding is recorded.

Das wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Raum zwischen Kondensatorwickel und luftseitigem Porzellanüberwurf durch eine Trennwand in einen dem Kondensatorwickel zugekehrten inneren Teilraum und einen dem Isolator zugewandten äußeren Teilraum unterteilt ist. Der innere Teilraum steht mit dem normal zirkulierenden Kühlmittelkreislauf des Transformators in Verbindung, wodurch der Kondensatorwickel ständig von Isolieröl umspült und so die betriebsmäßige Erwärmung in zulässige Grenzen gehalten wird. Der äußere Teilraum ist an einen separaten Heizmittelkreislauf angeschlossen, wobei als Heizmittel stark erwärmbare Isolierflüssigkeiten oder auch andere geeignete Mittel zur Anwendung kommen können. Besondes vorteilhaft ist die Verwendung von Kerosindampf, der auf 120⁰C... 140⁰C erwärmt ist. Der Kerosintlampf kondensiert zuerst an den kältesten Stellen der Isolatorschirme und garantiert so eine intensive Beheizung der vom Eisbefall besonders betroffeoen Bereiche. Da der größte Teil der luftseitigen Isolatoroberfläche aus Schirmen besteht, der Wärmedurchgang bis zum äußeren Umfang jedoch durch eine erhebliche Materialdicke erfolgen muß, ist der Isolator zweckmäßigerweise als dünnwandiger Porzellanüberwurf ausgeführt, wobei die Wandung nur so stark gehalten ist, wie dies zur Gewährleistung einer ausreichenden Umbruchfestigkeit erforderlich ist.This is inventively achieved in that the space between the condenser coil and luftseitigem porcelain throw is divided by a partition wall in a capacitor winding facing inner subspace and the insulator facing outer subspace. The inner compartment communicates with the normally circulating coolant circuit of the transformer, whereby the capacitor coil is constantly lapped by insulating oil and so the operational heating is kept within acceptable limits. The outer subspace is connected to a separate heating medium circuit, which can be used as heating highly heatable insulating or other suitable means for use. Particularly advantageous is the use of Kerosindampf, which is heated to 120 ⁰ C ... 140 ⁰ C. The kerosene vapor condenses first at the coldest points of the insulator screens, thus guaranteeing intensive heating of the areas particularly affected by the ice infiltration. Since the largest part of the air-side insulator surface consists of umbrellas, the heat transfer must be made to the outer periphery, however, by a considerable thickness of material, the insulator is suitably designed as a thin-walled porcelain throw, the wall is kept only as strong as this to ensure a sufficient Umbruchfestigkeit is required.

embodiment

An Hand eines Ausführungsbeispiels soll die Erfindung näher erläutert werden. Die Zeichnung zeigt den oberen luftseitigen Teil einer Kondensator-Durchführung, bei der der Innenraum zwischen dem Isolator 1 und dem Kondensatorwickel 5 durch eine Trennwand 3 in einen innerervund einen äußeren Teilraum unterteilt wird. Somit entstehen zwei voneinander getrennte Teilräume 2 und 4, die mit verschiedenen Isoliermedien gefüllt sind. Während der äußere Teilraum 2'von einer separaten Versorgungseinrichtung über das Anschlußelement 6 mit erwärmten Isoliermedien versorgt wird, um einer Vereisung der äußeren Porzellanoberfläche entgegenzuwirken, ist der innere Teilraum 4 zur Verhinderung einer unzulässigen Erwärmung des Kondensatorwickels an dem jeweiligen Kühlmittelkreislauf des Transformators angeschlossen.With reference to an embodiment, the invention will be explained in more detail. The drawing shows the upper air-side part of a condenser passage in which the inner space between the insulator 1 and the capacitor winding 5 is divided by a partition wall 3 into an inner and an outer subspace. Thus arise two separate subspaces 2 and 4, which are filled with different insulating media. While the outer subspace 2 'is supplied with heated insulating media via the terminal 6 by a separate supply means to counteract icing of the outer porcelain surface, the inner subspace 4 is connected to the respective coolant circuit of the transformer to prevent undue heating of the capacitor winding.

Claims

Invention claim:

1. Isoliermittelgefüllte capacitor bushing in Freiluftausführung for transformers and inductors, characterized in that the space between the capacitor winding (5) and air-side insulator (1) by a heat-insulating partition (3) is divided, and that the capacitor winding (5) facing inner Partial space (4) communicates with the normally circulating cooling circuit of the transformer and the insulator (1) facing outer subspace (2) is connected to a separate heating medium circuit.

2. Capacitor passage according to item 1, characterized in that in the outer subspace (2) introduced heating means kerosene vapor is heated to 120 ... 140 ° C.

3. capacitor implementation according to item 1 and 2, characterized in that the insulator (4) has a hollow screen shape.