DE102008055879A1

DE102008055879A1 - Insulating liquid stability maintaining device for transformer, has gas areas supplied with external air over siphon, where entire volume of gas areas is less than temperature-dependent, volume change of insulating liquid in transformer

Info

Publication number: DE102008055879A1
Application number: DE200810055879
Authority: DE
Inventors: Frieder Dr.-Ing. Hoppadietz; Karsten Hoppadietz
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-11-03
Filing date: 2008-11-03
Publication date: 2010-05-06

Abstract

The device has an electrically active part arranged in a tank (3) that is filled with insulating liquid (2). External air is supplied to gas areas (7, 8) over a siphon (4), where the gas areas are provided over the insulating liquid on both sides. Entire volume of the gas areas is less than the temperature-dependent, volume change of the insulating liquid in a transformer (1). A connecting pipe is arranged between the gas areas in the siphon. A locking- and conveyer-device is arranged in the connecting pipe. An independent claim is also included for a method for maintaining stability of insulating liquid in an electrical high-voltage equipment.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Trennung von im Betrieb von elektrischen Hochspannungsanlagen als Folge der Erwärmung sich ausdehnenden Isolierflüssigkeiten, vorwiegend von zur Isolierung in Transformatoren eingesetzten Transformatorenölen von der feuchtigkeitsbelasteten und sauerstoffhaltiger Umgebungsatmosphäre.The The invention relates to a device for separation during operation of high-voltage electrical installations as a result of heating expanding insulating liquids, mainly from transformer oils used for insulation in transformers from the moisture-laden and oxygen-containing ambient atmosphere.

Leistungstransformatoren besitzen eine Leiterisolierung aus Zellulose, d. h. Papier, Preßspan und Holz und größtenteils eine Isolierung des elektrisch aktiven Teils mittels Transformatorenöl. Das eingesetzte Transformatorenöl übernimmt außerdem noch die Aufgabe, die im Betrieb anfallende Verlustwärme abzuführen. Durch die sich ergebende Erwärmung dehnt sich das Transformatorenöl aus. Letzteres macht es erforderlich, Ausdehnungsgefäße vorzusehen. Diese sind bei Leistungstransformatoren als offene Ausdehnungsgefäße ausgebildet, d. h. das sich ausdehnende Transformatorenöl steht mit der Umgebungsluft in Verbindung und kann aus dieser Sauerstoff und Feuchtigkeit aufnehmen, was zur Minderung der Isolierfestigkeit der Zellulose und des Transformatorenöls über eine zeitliche Distanz führt.power transformers have a cellulose conductor insulation, d. H. Paper, pressboard and Wood and mostly an insulation of the electric active part by means of transformer oil. The used Transformer oil also takes over the task of dissipating the heat loss during operation. Due to the resulting heating, the transformer oil expands out. The latter requires it, expansion vessels provided. These are in power transformers as open expansion vessels trained, d. H. the expanding transformer oil is in contact with the ambient air and can use this oxygen and absorb moisture, resulting in the reduction of insulation strength cellulose and transformer oil a time distance leads.

Zur Aufrechterhaltung der Funktion und zur Erzielung einer hohen Lebensdauer von Transformatoren ist es notwendig, die Isolierfähigkeit des Transformatorenöls auf einem definierten Niveau aufrechtzuerhalten. Durch diese Wasser- und Sauerstoffaufnahme aus der Atmosphäre und durch die Temperaturbelastung ausgehend von den aktiven Teile eines Transformators wird so die Ölqualität des Isolieröls vermindert.to Maintaining the function and achieving a long service life From transformers it is necessary to have the insulating ability maintain the transformer oil at a defined level. Through this water and oxygen uptake from the atmosphere and by the temperature load from the active parts a transformer will be the oil quality of the Insulating oil reduced.

Wegen der guten Erfahrung bei Messwandlern mit einer Öl-Papierisolation mit einem hermetischen Abschluss des Isolieröls gegenüber der Umgebungsluft sind auch Hermetiktransformatoren bekannt geworden. Über metallischen Dehnelementen/Dehnzellen wie Metallfaltenbälge und Membrandosen erzielt man einen sehr guten Luftabschluss des Isolieröls. Diese Technik wurde allerdings nur für Transformatoren mit einer kleineren Leistung eingesetzt. Bei Großtransformatoren gibt es aus technologischen Gründen noch keine Anwendung, da bei der Ausdehnung des Isolieröls bei Erwärmung als Ausdehnungskräfte vom Material und der Formgebung des Ausgleicher aufgenommen werden müssen sind diesen Mitteln Einsatzgrenzen gesetzt. Außerdem kann eine Buchholzwarnung nicht eingesetzt werden, dafür ist der Einsatz von Monitoring vorgesehen.Because of Good experience with transducers with oil-paper insulation with a hermetic seal of insulating oil opposite The ambient air has also become known hermetic transformers. about metallic expansion elements / expansion cells such as metal bellows and diaphragm cans you get a very good air seal of the Insulating oil. However, this technique was only for transformers used with a smaller power. For large transformers there is no application for technological reasons because of the expansion of the insulating oil when heated as expansion forces of the material and the shape of the Balancers need to be absorbed are these means Operating limits set. In addition, a Buchholvorarnung not used, this is the use of monitoring intended.

Andere Varianten eines Abschlusses zur Verringerung des Einflusses von Luftfeuchtigkeit und Sauerstoffgehalt der Luft sehen zwischen Ausdehner und Umgebungsluft Luft polster in Form von elastischen Kunststoffbälgen oder auch Siphonabschlüssen vor. Diese sind für den gesamten Temperaturbereich des Transformators (abgeschaltet im Winter und Volllast im Sommer) ausgelegt. Diese Lösungen haben alle Nachteile in der Gasdurchlässigkeit von Kunststoffen und im zu großen Bauvolumen. Die Anwendung einer Siphonvorlage vor der Silikagelvorlage hat nur die Aufgabe Feststoffteile aus der Atmosphäre auf das Silikagel fernzuhalten.Other Variants of a degree to reduce the influence of Humidity and oxygen content of the air see between expander and Ambient air cushion in the form of elastic plastic bellows or Siphonabschlüssen ago. These are for the entire temperature range of the transformer (switched off in winter and full load in summer). These solutions have all the disadvantages in the gas permeability of plastics and in too big volume. The application of a siphon template in front of the Silikagelvorlage has only the task of solid parts Keep the atmosphere on the silica gel.

Das Ziel der Erfindung besteht darin, den Einfluss der Luftfeuchtigkeit und die laufende Sauerstoff-Aufnahme aus der Atmosphäre auf das Transformatorenöl zu verhindern oder zumindest zu minimieren und den technologischen Aufwand hierfür zu minimierenThe The aim of the invention is the influence of humidity and the ongoing oxygen uptake from the atmosphere to prevent the transformer oil or at least to minimize and to minimize the technological effort for this

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine nach dem Prinzip des Differenzdruck-Manometers arbeitende Einrichtung zur Aufrechterhaltung der elektrischen Festigkeit von Isolierflüssigkeiten in elektrischen Hochspannungsanlagen mit großen Leistungen im Netzbetrieb zu entwickeln, die das Verhalten von Isolieröl bei einer thermischen Belastung ausnutzt.Of the Invention is based on the object, according to the principle of Differential Pressure Manometer working maintenance device the electrical strength of insulating fluids in electrical High voltage systems with high performance in network operation to develop the behavior of insulating oil at a exploits thermal stress.

Zwischen dem luftseitigem Anschluss des Ausdehners und der Außenluft (auch über Silikagelvorlage) wird ein Siphon mit einer Sperrflüssigkeit (z. B. Transformatorenöl) angeordnet. Zwischen der Sperrflüssigkeit und dem Ausdehner befindet sich Luft, die mit der Temperaturänderung des Isolieröls im Transformator den Stand der Sperrflüssigkeit verändert. Aus ökonomischen Gründen wird dieser Bereich erheblich kleiner gehalten, als der gesamte Öländerungsbereich. Dazu wird eine Ausgleichsleitung angeordnet, im Bereich der Temperaturänderung im Tagesbereich geschlossen ist, und die bei großen Temperaturen als Nebenschluss zum Siphon dient. In dieser Ausgleichsleitung ist eine Pumpe und ein Absperrventil angeordnet.Between the air-side connection of the expander and the outside air (Also on Silikagelvorlage) is a siphon with a Barrier liquid (eg transformer oil) arranged. Located between the barrier fluid and the expander air that changes with the temperature change of the insulating oil in the Transformer changed the state of the barrier liquid. For economic reasons, this area becomes significant smaller than the entire oil change area. For this purpose, a compensation line is arranged, in the region of the temperature change Closed in the daytime area, and at high temperatures serves as a shunt to the siphon. In this compensation line is a pump and a shut-off valve arranged.

Eine weitere Möglichkeit besteht in der Möglichkeit, den Raum zwischen Sperrflüssigkeit und Ausdehner mit einen sauerstofffreiem Gas zu versorgen.A another possibility is the possibility the space between barrier liquid and expander with one to supply oxygen-free gas.

Diese Aufgabe wurde mit den in den Ansprüchen 1–4 offenbarten technischen Mitteln gelöst.These The object has been disclosed in the claims 1-4 solved technical means.

Die Erfindung soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.The Invention is intended below to an embodiment be explained in more detail.

In der zugehörigen Zeichnung zeigen:In the accompanying drawing show:

1: Einen ölisolierten Transformator mit einer erfindungsgemäß gestalten Einrichtung 1 : An oil-insulated transformer with an inventively designed device

2: Einen ölisolierten Transformator mit einer Variante einer erfindungsgemäß gestalten Einrichtung. 2 : An oil-insulated transformer with a variant of an inventively designed device.

3: Eine erfindungsgemäß gestalten Einrichtung mit zusätzlich zugeführtem nichtsauerstoffhaltigem Gas 3 An inventively designed device with additionally supplied non-oxygen-containing gas

Zusätzlich ist außerhalb eines Transformators 1 mit einer Isolierölfüllung 2 und dem Ausgleichsbehälter 3 seitlich ein Siphon 4 als Eingang angeschlossen. Auf der anderen Seite des Siphon ist als Ausgang ein Silikagelfilter 5 in herkömmlicher Ausführung (Ausführung nach DIN 42567 oder 42562 ) angeordnet. Der Siphon 4 kann wie dargestellt als Röhrensiphon oder hier nicht dargestellt als Flaschensiphon ausgeführt sein. Im Siphon 4 befindet sich eine Sperrflüssigkeit 6 (z. B. Transformatorenöl). Zwischen der Sperrflüssigkeit 6 und dem Ausgleichsbehälter 3 befindet sich im Gasraum 7 Luft. Zwischen der Sperrflüssigkeit 6 und dem Silikagelfilter 5 befindet sich im Gasraum 8 ebenfalls Luft. Zwischen den Gasträumen 7 und 8 ist gemäß 2 eine Verbindungsrohr 9 angeordnet, das eine Sperr- und Fördereinrichtung 10 enthalten kann. Nach 3 kann dem Gasraum 7 auch nichtsauserstoffhaltiges Gas aus dem Gasbehälter 11 zugeführt werden.In addition, outside a transformer 1 with an insulating oil filling 2 and the expansion tank 3 laterally a siphon 4 connected as input. On the other side of the siphon, the output is a silica gel filter 5 in conventional design (according to DIN 42567 or 42562 ) arranged. The siphon 4 can be designed as a tube siphon or not shown here as a bottle siphon as shown. In the siphon 4 there is a barrier liquid 6 (eg transformer oil). Between the barrier fluid 6 and the expansion tank 3 is located in the gas space 7 Air. Between the barrier fluid 6 and the silica gel filter 5 is located in the gas space 8th also air. Between the guest rooms 7 and 8th is according to 2 a connecting pipe 9 arranged, which is a blocking and conveying device 10 may contain. To 3 can the gas space 7 also nichtauserstoffhaltiges gas from the gas tank 11 be supplied.

Kühlt der Transformator 1 ab, so sinkt das Volumen des Isolieröls 2 und damit steigt der Spiegel der Sperrflüssigkeit 6 in Richtung zum Transformator 1 und der Gasraum 8 ist am Ende völlig mit die Luft gefüllt. Damit kann nunmehr Luft durch die Sperrflüssigkeit 6 in den Gasraum 7 gelangen (1)Cools the transformer 1 decreases, so the volume of insulating oil decreases 2 and thus the level of the barrier liquid increases 6 towards the transformer 1 and the gas space 8th is in the end completely filled with air. This can now air through the barrier fluid 6 in the gas space 7 reach ( 1 )

Verbindet man Gasraum 7 mit Gasraum 8 durch das Verbindungsrohr 9 (2), so ist dieses im Normalbetrieb gesperrt. Bei einem entsprechend hohen Stand der Sperrflüssigkeit 6 in einem der Gasräume 7 und 8 wird die Sperre im Verbindungsrohr 9 geöffnet und es erfolgt ein Ausgleich der Luft zwischen den Gasräumen 7 und 8. Die Anordnung einer Fördereinrichtung (Pumpe) 10 im Verbindungsrohr 9 ermöglicht ein kleineres Siphon 4.Does one connect gas space 7 with gas space 8th through the connecting pipe 9 ( 2 ), this is disabled in normal operation. At a correspondingly high level of barrier fluid 6 in one of the gas rooms 7 and 8th will the lock in the connecting pipe 9 open and there is a balance of air between the gas chambers 7 and 8th , The arrangement of a conveyor (pump) 10 in the connecting pipe 9 allows a smaller siphon 4 ,

Eine weitere Möglichkeit zur Verringerung des Sauerstoffeintrages in den Transformator besteht nach 3 in dem Anbau eines Gasbehälters 11 mit nichtsauerstoffhaltigem Gas.Another way to reduce the oxygen input into the transformer is after 3 in the cultivation of a gas container 11 with non-oxygen-containing gas.

Die erfindungsgemäße Einrichtung arbeitet störfrei und wartungsfrei. Sie ist im Aufbau einfach und belastet nicht das Material eines Transformators 1. Damit sind Ermüdungserscheinungen des Materials nicht zu erwarten.The inventive device works trouble-free and maintenance-free. It is simple in construction and does not stress the material of a transformer 1 , Thus, fatigue of the material are not expected.

11: Transformatorstransformer
22: IsolierölfüllungIsolierölfüllung
33: Ausgleichsbehältersurge tank
44: Siphonsiphon
55: SilikagelfilterSilikagelfilter
66: Sperrflüssigkeitsealing liquid
77: Gasraumheadspace
88th: Gasraumheadspace
99: Verbindungsrohrconnecting pipe
1010: Sperr- und Fördereinrichtungoutsize and conveyor
1111: Gasbehälter mit nichtsauerstoffhaltigem Gasgas tank with non-oxygen-containing gas

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list The documents listed by the applicant have been automated generated and is solely for better information recorded by the reader. The list is not part of the German Patent or utility model application. The DPMA takes over no liability for any errors or omissions.

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

- DIN 42567 or 42562 [0016]

Claims

Apparatus and method for maintaining the strength of insulating fluids in high voltage electrical equipment and devices 1 with one in one with insulating oil 2 filled boiler arranged electrically active part and the outside air over a siphon-like connection 4 with a barrier fluid 6 and overlying gas chambers 7 and 8th , characterized in that the entire volume of both gas spaces 7 and 8th smaller than the maximum possible, temperature-related volume change of the insulating liquid 2 in the transformer 1 ,

According to claim 1, characterized in that in the siphon a connecting pipe 9 between the two gas chambers 7 and 8th is arranged and closed in normal operation and that at a certain high level of barrier fluid 6 in one of the gas chambers, a gas and / or barrier fluid exchange 7 or 8th to the other gas room 8th or 7 he follows.

According to claim 1 and 2, characterized in that in the connecting tube a locking and conveying device 10 is arranged, which shifts the gas and or barrier fluid exchange beyond a tie.

According to claim 1, characterized in that at a certain high level of the barrier liquid in the transformer 1 facing gas space 7 this from the gas container 11 a non-oxygen-containing gas is supplied.