DE102008008891B3

DE102008008891B3 - Elektrischer Transformator

Info

Publication number: DE102008008891B3
Application number: DE200810008891
Authority: DE
Inventors: Frank Dipl.-Ing. Hofmann; Hans Georg Bork
Original assignee: Areva Energietechnik GmbH
Current assignee: General Electric Technology GmbH
Priority date: 2008-02-13
Filing date: 2008-02-13
Publication date: 2009-11-26
Anticipated expiration: 2028-02-14

Abstract

Es wird ein elektrischer Transformator (10) beschrieben, der hermetisch abgeschlossen und mit einem Gehäuse (11) versehen ist, in dem ein Transformatoröl (12) enthalten ist. Es ist ein Radiator (14) vorgesehen, der mit dem Transformatoröl (12) gefüllt ist und ein maximales Dehnvolumen zur Verfügung stellt. Innerhalb des Transformators (10) ist ein Bereich vorhanden, der mit einem kompressiblen Gas (18) gefüllt ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Transformator nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein derartiger Transformator ist aus der WO 2007/003595 A1 bekannt.
Aus der DE 10 2005 002 005 A1 ist ein sogenannter Dehnradiator für einen Transformator bekannt. Dieser Dehnradiator ist derart ausgebildet, dass er bei einer wärmebedingten Ausdehnung des in dem Transformator enthaltenen Transformatoröls sein Volumen um ein Dehnvolumen vergrößern kann.
Ein mit dem vorgenannten Dehnradiator versehener Transformator kann als sogenannter Hermetiktransformator ausgebildet werden. Dies bedeutet, dass der Transformator hermetisch abgeschlossen ist und somit keine Ausgleichsgefäße oder dergleichen aufweist. Die gesamte wärmebedingte Ausdehnung des Transformatoröls muss in diesem Fall von dem Dehnradiator aufgenommen werden.
In der WO 2007/003595 A1 ist ein Transformator mit einem Gehäuse versehen, in dem ein Transformatoröl enthalten ist. Es ist ein Radiator vorgesehen, der mit dem Transformatoröl gefüllt ist. In einem mit dem Gehäuse verbundenen Behälter ist ein Bereich vorhanden, der mit einem kompressiblen Gas gefüllt ist. Durch das Gas wird das dem Transformator zur Verfügung stehende Dehnvolumen vergrößert.
Aufgabe der Erfindung ist es, die bekannten Transformatoren hinsichtlich einer Veränderbarkeit des Dehnvolumens zu verbessern.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch einen elektrischen Transformator nach dem Anspruch 1.
Bei einer wärmebedingten Ausdehnung des Transformatoröls vergrößert sich nicht nur das Volumen des Radiators, sondern es wird auch das Gas in dem zusätzlichen Behälter komprimiert, was gleichbedeutend damit ist, dass ein zusätzliches Dehnvolumen für das Transformatoröl entsteht. Durch die Anordnung des Niveaus des Transformatoröls im Verlauf der Anschlussleitung kann der zusätzliche Behälter nahezu beliebig ausgebildet und damit flexibel an unterschiedliche Anforderungen angepasst werden. Auf diese Weise können Hermetiktransformatoren wirtschaftlich, insbesondere kostengünstig, hergestellt werden.
Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, die sich auf die Figuren der Zeichnung bezieht. 1 zeigt einen bekannten elektrischen Transformator und 2 zeigt eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen elektrischen Transformators.
In der 1 ist ein elektrischer Transformator 10 dargestellt, der beispielsweise zur Umsetzung einer Hochspannung in eine Mittelspannung vorgesehen ist. In nicht- dargestellter Weise enthält der Transformator 10 eine Mehrzahl von Spulenwindungen, die über ebenfalls nicht-dargestellte Spannungsanschlüsse nach außen geführt und dort abgreifbar sind.
Der Transformator 10 weist ein Gehäuse 11 auf, in dem die Spulenwindungen untergebracht sind. Zu Isolations- und Kühlzwecken ist das Gehäuse 11 mit einem Transformatoröl 12 gefüllt.
Über Anschlussleitungen 13 ist das Gehäuse 11 des Transformators 10 mit einem Radiator 14 verbunden. Dieser Radiator 14 ist als sogenannter Dehnradiator ausgebildet. Dies bedeutet, dass der Radiator 14 mehrere Radiatorglieder 15 aufweist, die etwa parallel und beabstandet zueinander angeordnet und miteinander verbunden sind. Die einzelnen Radiatorglieder 15 sind derart ausgebildet, dass sie sich in einem vorgegebenen Umfang ausbauchen können. Dieses Ausbauchen der Radiatorglieder 15 ist begrenzt, beispielsweise durch den Abstand der Radiatorglieder 15 zueinander. Der Radiator 14 kann damit nicht beliebig viel Dehnvolumen zur Verfügung stellen, sondern nur ein maximales Dehnvolumen. Ein derartiger Dehnradiator ist beispielsweise in der DE 10 2005 002 005 A1 beschrieben.
Der Radiator 14 ist im wesentlichen vollständig mit dem Transformatoröl 12 gefüllt. Im Betrieb des Transformators 10 erwärmt sich das Transformatoröl 12 und dehnt sich dabei aus.
Diese Ausdehnung wird von dem Radiator 14 dadurch ausgeglichen, dass sich die einzelnen Radiatorglieder 15 ausbauchen.
Das Gehäuse 11 des Transformators 10 ist nicht vollständig mit dem Transformatoröl 12 gefüllt. Das Niveau des Transformatoröls 12 ist in der 1 mit dem Bezugszeichen 16 gekennzeichnet. Dieses Niveau 16 liegt im Bereich eines Deckels 17 des Gehäuses 11 des Transformators 10. Der Deckel 17 ist gas- und flüssigkeitsdicht mit dem Gehäuse 11 verbunden und im (in vertikaler Richtung) oberen Teil des Gehäuses 11 angeordnet. Der Transformator 10 ist damit hermetisch abgeschlossen und bildet einen sogenannten Hermetiktransformator.
Oberhalb des Niveaus 16 des Transformatoröls 12 ist das Gehäuse 11 des Transformators 10 mit einem Gas 18 gefüllt. Dabei handelt es sich nicht um Luft, sondern um ein Gas, von dem das Transformatoröl 12 auch langfristig chemisch nicht angegriffen wird.
Das über dem Niveau 16 des Transformatoröls 12 befindliche Gas 18 ist kompressibel. Wenn somit im Betrieb des Transformators 10 sich das Transformatoröl 12 wärmebedingt derart stark ausdehnt, dass sich der Radiator 14 bis zu seinem maximalen Dehnvolumen ausbaucht, so kann eine weitere Ausdehnung des Transformatoröls 12 dadurch ausgeglichen werden, dass das Gas 18 komprimiert wird. Durch das komprimierbare Gas 18 wird also ein zusätzliches Dehnvolumen zur Verfügung gestellt.
Es versteht sich, dass das Ausbauchen der Radiatorglieder 15 des Radiators 14 und das Komprimieren des Gases 18 nicht zwingend zeitlich nacheinander erfolgen müssen, sondern dass dies auch in umgekehrter zeitlicher Reihenfolge oder teilweise zeitlich überlappend stattfinden kann. Dies hängt unter anderem von der Ausbildung des Radiators 14 und von dem Volumen des Gases 18 ab.
In der 2 ist ein elektrischer Transformator 20 gezeigt, der weitgehend dem Transformator 10 der 1 entspricht. Übereinstimmende Bauteile sind deshalb in den 1 und 2 mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Hinsichtlich dieser Bauteile der 2 wird auf die Erläuterungen zur 1 verwiesen.
Im Vergleich zur 1 ist bei dem Transformator 20 der 2 das kompressible Gas 18 nicht im Bereich des Deckels 17 des Gehäuses 11 vorhanden. Statt dessen ist das Gehäuse 11 des Transformators 20 der 2 um einen zusätzlichen Behälter 21 erweitert, der über eine Anschlussleitung 22 mit dem Gehäuse 11 verbunden ist. Der Behälter 21 ist (in vertikaler Richtung) oberhalb des Gehäuses 11 angeordnet.
Das Gehäuse 11 und der Radiator 14 des Transformators 20 sind im wesentlichen vollständig mit dem Transformatoröl 12 gefüllt. Der Behälter 21 enthält jedoch kein Transformatoröl 12, sondern ist mit dem Gas 18 gefüllt. Das Niveau 16 des Transformatoröls 12 befindet sich im Verlauf der Anschlussleitung 22.
Wenn im Betrieb des Transformators 20 sich das Transformatoröl 12 wärmebedingt ausdehnt, so kann dies durch das Ausbauchen der Radiatorglieder 15 des Radiators 14 sowie durch das Komprimieren des Gases 18 in dem Behälter 21 ausgeglichen werden. Durch das komprimierbare Gas 18 wird also ein zusätzliches Dehnvolumen zur Verfügung gestellt.
Bei den beschriebenen Transformatoren 10, 20 ist somit innerhalb des Gehäuses 11 ein mit dem Gas 18 gefüllter Bereich vorhanden, der als zusätzliches Dehnvolumen dient. Dieser Bereich kann unmittelbar innerhalb des Gehäuses 11 angeordnet oder mit Hilfe eines zusätzlichen Behälters 21 realisiert sein.
Insbesondere bei dem Transformator 20 der 2 kann das zusätzliche Dehnvolumen nahezu beliebig erweitert werden, indem der Behälter 21 vergrößert wird. Ähnliches gilt aber auch für den Transformator 10 der 1. Damit ist es möglich, die erläuterten Hermetiktransformatoren in nahezu jeder Größe und Leistung kostengünstig und damit wirtschaftlich herzustellen.

Claims

Elektrischer Transformator (20), der hermetisch abgeschlossen ist, mit einem Gehäuse (11), in dem ein Transformatoröl (12) enthalten ist, und mit einem Radiator (14), der mit dem Transformatoröl (12) gefüllt ist und ein maximales Dehnvolumen zur Verfügung stellt, wobei innerhalb des Transformators (20) ein Bereich vorhanden ist, der mit einem kompressiblen Gas (18) gefüllt ist, wobei der Bereich in einem mit dem Gehäuse (11) verbundenen zusätzlichen Behälter (21) vorhanden ist, und wobei der Behälter (21) über eine Anschlussleitung (22) mit dem Gehäuse (11) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Bereich oberhalb eines Niveaus (16) des Transformatoröls (12) vorhanden ist, und dass sich das Niveau (16) im Verlauf der Anschlussleitung (22) befindet.
Transformator (20) nach Anspruch 1, wobei das Transformatoröl (12) langfristig von dem Gas (18) nicht angreifbar ist.
Transformator (20) nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch dessen Verwendung im Bereich der Hoch- und Mittelspannung.