DE102017213028A1

DE102017213028A1 - Flüssigkeitsgefüllter Transformator

Info

Publication number: DE102017213028A1
Application number: DE102017213028.8A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Gangel; Dominic Trieb
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens Energy Global GmbH and Co KG
Priority date: 2017-07-28
Filing date: 2017-07-28
Publication date: 2019-01-31

Abstract

Die Erfindung betrifft einen flüssigkeitsgefüllten Transformator mit einem Transformatorkessel (1), einem Flüssigkeitskreislauf und zumindest einem Druckentlastungsventil (4), bei dem zumindest einem Druckentlastungsventil (4) ein Entlastungskanal (5) zugeordnet ist.Damit kann die Explosions- und Brandgefahr bei Gasentwicklung erheblich vermindert werden.

Description

Die Erfindung betrifft einen flüssigkeitsgefüllten Transformator mit einem Transformatorkessel, einem Flüssigkeitskreislauf und zumindest einem Druckentlastungsventil.
Elektrische Leitungstransformatoren mit einer Nennleistung von 2,5 MVA bis über 1000 MVA und einer Nennspannung von 3 kV bis über 400 kV, werden meist als flüssigkeitsgefüllte Transformatoren mit Öl oder Ester als Flüssigkeit ausgeführt.
Das Öl oder Ester dient unter anderem als elektrisches Isolationsmedium aber auch als Kühlmedium zum Abführen von während des Transformatorbetriebes entstehender Verlustwärme.
Um eine Verunreinigung des Transformatoröles oder -esters und damit eine Verschlechterung seiner elektrischen und thermischen Eigenschaften zu vermeiden, wird das Transformatorenöl oder -ester in einem geschlossenen oder offenen Kreislauf mit entsprechenden Entfeuchtervorrichtungen gehalten, der neben dem Transformatorkessel typisch auch Ausdehnungsgefäße umfassen kann.
Durch Kurzschlüsse wie beispielsweise aufgrund von Isolationsfehlern zwischen einzelnen Wicklungen, die durch Überlastung oder Isolationsalterung hervorgerufen werden können, kann es zu Lichtbogen im Öl bzw. Ester und damit zur explosionsartigen Gasentwicklung kommen.
Daher ist es bekannt, Druckentlastungsventil(e) vorzusehen, die bei Überdruck im Transformatorkessel auslösen und Schäden verhindern sollen.
Allerdings kann es vorkommen, dass die durch das Druckentlastungsventil entweichenden brennbaren Gase und das ebenfalls brennbare Öl oder Ester sich außerhalb des Transformators entzünden und Personen gefährden oder zu Schäden am Transformator und seiner Umgebung führen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die von austretenden Gasen und Öl oder Ester ausgehenden Gefahren von zu verringern.
Erfindungsgemäß geschieht dies mit einem flüssigkeitsgefüllten Transformator der eingangs genannten Art, bei dem zumindest einem Druckentlastungsventil ein Entlastungskanal zugeordnet ist.
Durch die Anordnung von Entlastungskanälen an den Öffnungsbereich der Druckentlastungsventile, in welche die austretenden brennbaren Substanzen eingeleitet werden, kann die Explosions- und Entzündungsgefahr erheblich verringert werden.
Dabei ist es vorteilhaft, wenn in den Entlastungskanälen Leit- und Kühlbleche angeordnet sind, damit die Substanzen rasch und effektiv gekühlt werden.
Eine konstruktiv günstige Ausgestaltung der Erfindung erhält man, wenn die Entlastungskanäle an der Außenseite des Transformatorkessels angeordnet sind.
Als Flüssigkeiten werden vorzugsweise Öl oder Ester eingesetzt.
Als Transformatoröl eignen sich insbesondere hochraffiniertes Mineralöl oder dünnflüssige Silikonöle, die bei hohen Temperaturen stabil sind.
Als Alternative zu Öl sind auch synthetische organische Ester geeignet. Dabei handelt es sich um gesättigte Pentaerythrittetrafettsäureester, die sich durch einen hohen Brennpunkt, Flammpunkt und eine hohe Zündtemperatur auszeichnen und somit schwer entzündlich sind. Außerdem ist die Esterflüssigkeit ungiftig, leicht biologisch abbaubar und als nicht wassergefährdend eingestuft. Die Isoliereigenschaften sind mit denen von Öl vergleichbar.
Der Flüssigkeitskreislauf kann geschlossen oder offen ausgeführt sein.
Die Erfindung wird anhand eines in der Figur dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
Die Figur zeigt schematisch einen Transformator mit einem Transformatorkessel 1, in dessen Inneren sich Transformatorkern mit Wicklungen 2 befindet.
Der Kessel ist mit Öl oder Ester 3 gefüllt. Nicht dargestellt sind in dieser schematischen Darstellung etwaige Druckausgleichsgefäße.
Um im Falle eines, beispielsweise durch einen Kurzschluss zwischen Wicklungen 2 oder sonstigen inneren elektrischen Teile ausgelösten Überdrucks im Transformatorkessel 1 Schäden an demselben zu vermeiden, ist ein Druckentlastungsventil 4 vorgesehen, welches bei Überdruck im Transformatorkessel 1 auslöst, sodass Gas und Öl oder Ester in die Umgebung entweichen können und ein Druckabbau erfolgt.
Allerdings können sich entweichendes Gas und Öl bzw. Ester entzünden und damit zu Schäden an Mensch und Maschine führen.
Erfindungsgemäß wird daher an den Öffnungsbereich zumindest eines Teiles der Druckentlastungsventile 4 ein Entlastungskanal 5 angeschlossen, in den die austretenden brennbaren Substanzen (Öl bzw. Ester und Gs) eingeleitet werden, und so nicht mit heißen Teilen des Transformators in Berührung kommen, an denen sie sich entzünden könnten.
Damit kann die Explosions- und Entzündungsgefahr erheblich verringert werden.
Die Explosions- und Entzündungsgefahr ist besonders hoch bei Druckentlastungsventilen 4 im oberen Bereich des Transformators wenn die austretende Flüssigkeit über heiße Teile des Transformators fließt. Daher kann es zweckmäßig sein, die Entlastungskanäle 5 lediglich an Druckentlastungsventile 4 im oberen Bereich des Transformators anzuschließen.
Eine weitere Verringerung der Explosions- und Entzündungsgefahr kann durch Leit- und Kühlbleche 6 im Entlastungskanal 5 erzielt werden.
Eine konstruktiv vorteilhafte, weil kompakte Lösung, erhält man, wenn die Entlastungskanäle 5 direkt an der Außenseite des Transformatorkessels 1 angeordnet sind.
Bezugszeichenliste

1: Transformatorkessel
2: Transformatorkern mit Wicklungen
3: Ölfüllung
4: Druckentlastungsventil
5: Entlastungskanal
6: Leit- und Kühlbleche

Claims

Flüssigkeitsgefüllter Transformator mit einem Transformatorkessel (1), einem Flüssigkeitskreislauf und zumindest einem Druckentlastungsventil (4), dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einem Druckentlastungsventil (4) ein Entlastungskanal (5) zugeordnet ist.
Flüssigkeitsgefüllter Transformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in dem zumindest einen Entlastungskanal Leit- und Kühlbleche (6) angeordnet sind.
Flüssigkeitsgefüllter Transformator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Entlastungskanal (5) an der Außenseite des Transformatorkessels (1) angeordnet ist.
Flüssigkeitsgefüllter Transformator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Flüssigkeit Öl vorgesehen ist.
Flüssigkeitsgefüllter Transformator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Flüssigkeit Ester vorgesehen ist.
Flüssigkeitsgefüllter Transformator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Druckentlastungsventile (4) vorgesehen sind und dass nur einem Teil der Druckentlastungsventile (4) Entlastungskanäle (5) zugeordnet sind.
Flüssigkeitsgefüllter Transformator nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssigkeitskreislauf als geschlossener Kreislauf ausgeführt ist.
Flüssigkeitsgefüllter Transformator nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssigkeitskreislauf als offener Kreislauf ausgeführt ist.