Hochspannungslagenwicklung für Transformatoren, Drosselspulen u. dgl.
Induktionsgeräte Bei Transformatoren mit fortlaufend gewickelter Oberspannungslagenwicklung
und Außeneingang treten Schwierigkeiten bei der Kühlung der der Unterspannungswicklung
am nächsten liegenden Lage der Oberspannungswicklung auf, wenn für die Isolation
zwischen OS- und US-Wicklung (Sternpunktisolation) hohe Prüfspannungen gefordert
werden. Ein entlang dieser Lage verlaufender, nicht unterteilter Ölkanal würde der
Spannungsbeanspruchung nicht standhalten können, da sich nämlich in den Randfeldgebieten
praktisch die gesamte Spannung aufbaut.High-voltage layer winding for transformers, reactors, etc.
Induction devices For transformers with continuously wound high-voltage layer winding
and outside entrance difficulties occur in the cooling of the low voltage winding
closest position of the high voltage winding on if for isolation
High test voltages are required between HV and LV windings (neutral point insulation)
will. A non-subdivided oil channel running along this position would be the
Tension stress cannot withstand, namely in the peripheral field areas
practically all the tension builds up.
Zur näheren Erläuterung der Verhältnisse ist eine derartige Anordnung
in F i g. 1 der Zeichnung im Schnitt dargestellt. Mit 4 ist die US-Wicklung angedeutet,
während die der US-Wicklung benachbarten Lagen der OS-Wicklung mit 1 bis 3 beziffert
sind. Die Lage 1, deren Anfang mit einem Schirmring 8 verbunden ist, welcher beispielsweise
den Sternpunkt bildet, ist von hier aus fortlaufend bis zum Schirmring 9 gewickelt
und geht dort in die Lage 2 über, welche am oberen Ende mit der ebenfalls fortlaufend
gewickelten Lage 3 verbunden ist. Die Lage 2 der OS-Wicklung ist im Bereich der
axialen Wicklungsmitte auseinandergezogen, so daß ein Ölkanal 5 entsteht, der im
oberen Teil zwischen den Lagen 2 und 3 und im unteren Teil zwischen den Lagen 1
und 2 verläuft. Im oberen Teil des Zwischenraumes zwischen den Lagen 1 und
2 ist eine Isolation 10 und im unteren Teil des Zwischenraumes zwischen
den Lagen 2 und 3 eine Isolation 11 erforderlich, weil dort die höchsten
Spannungen zwischen je zwei Lagen auftreten. Dagegen ist im unteren Teil zwischen
den Lagen 1 und 2 und im oberen Teil zwischen den Lagen 2 und 3 eine Isolationszwischenlage
wegen der geringeren Spannungsbeanspruchung nicht erforderlich. Durch den so entstandenen
Ölkanal 5 können die Lagen 2 und 3 ausreichend mit Kühlöl versorgt werden. Das gleiche
Prinzip gilt für alle sich nach rechts anschließenden Lagen, deren Kühlung ebenfalls
sichergestellt ist. Der untere Teil der Lage 1 wird ebenfalls durch den Ölstrom
im Kanal 5 gekühlt, nicht aber der obere Teil der Lage 1. Der in F i g. 1 dargestellte
Ölkanal 6 kann nämlich infolge der bereits erwähnten Spannungsbeanspruchung, die
insbesondere in den kritischen Randfeldgebieten 7 herrscht, nicht verwirklicht werden.
Wenn man nun den Ölkanal 6 mit fester Isolation ausfüllt und diese um den oberen
und unteren Schirmring umreißt, so lassen sich zwar die auftretenden Spannungen
beherrschen, gleichzeitig wäre jedoch die Kühlung eines Teils der Lage 1 unterbunden.For a more detailed explanation of the relationships, such an arrangement is shown in FIG. 1 of the drawing shown in section. The US winding is indicated by 4, while the layers of the HV winding adjacent to the US winding are numbered 1 to 3. Layer 1, the beginning of which is connected to a shield ring 8, which forms the star point, for example, is continuously wound from here to the shield ring 9 and there goes into layer 2, which is connected at the upper end to layer 3, which is also continuously wound is. Layer 2 of the HV winding is pulled apart in the area of the axial center of the winding, so that an oil channel 5 is created, which runs in the upper part between layers 2 and 3 and in the lower part between layers 1 and 2. Insulation 10 is required in the upper part of the space between layers 1 and 2 and insulation 11 is required in the lower part of the space between layers 2 and 3, because this is where the highest stresses occur between two layers. In contrast, in the lower part between layers 1 and 2 and in the upper part between layers 2 and 3, an intermediate insulation layer is not required because of the lower voltage stress. The layers 2 and 3 can be adequately supplied with cooling oil through the oil channel 5 thus created. The same principle applies to all layers that adjoin to the right and whose cooling is also ensured. The lower part of the layer 1 is also cooled by the oil flow in the channel 5, but not the upper part of the layer 1. The in FIG. The oil channel 6 shown in FIG. 1 cannot be realized because of the already mentioned tension stress, which prevails in particular in the critical peripheral field regions 7. If the oil channel 6 is now filled with solid insulation and this is outlined around the upper and lower shield ring, the stresses that occur can be controlled, but at the same time the cooling of part of the layer 1 would be prevented.
Es ist bereits bekannt, bei Transformatoren mit Zwangsölströmung eine
Kühlung der Lagen über Kühlkanäle zu bewirken, wobei der Ölstrom an einer spannungsmäßig
niedrig beanspruchten Stelle eintritt, nach dem Durchströmen der Wicklung innerhalb
derselben umkehrt und an einer spannungsmäßig niedrig beanspruchten Stelle wieder
austritt. Das Umlenken der Ölströmung erfolgt jedoch in Kanälen, welche in radialer
Richtung aneinanderliegen. Hierdurch wird eine zu kühlende Lage in mehrere Kanäle
aufgespalten, wodurch sich in radialer Richtung die Wicklungsabmessungen erhöhen.
Dies führt zu einem zusätzlichen baulichen Aufwand.It is already known in transformers with forced oil flow a
To effect cooling of the layers via cooling channels, the oil flow at a tension-wise
low stressed point occurs after flowing through the winding within
the same reverses and again at a point with low stress
exit. The deflection of the oil flow takes place in channels, which in radial
Direction. As a result, a layer to be cooled is divided into several channels
split, which increases the winding dimensions in the radial direction.
This leads to an additional structural effort.
Weiterhin ist eine Wicklungsanordnung bekannt, bei der der Ölstrom
innerhalb der Lagen vorgesehene Kanäle axial durchfließt und nach dem Umlenken am
Lagenende in einem benachbarten Kanal zurückkehrt. Bei dieser Anordnung ist die
Hin- und Rückführung des Ölstromes ebenfalls durch radial orientierte Kanäle gewährleistet.
Es treten also ähnliche Nachteile ein wie in der vorstehend erwähnten Anordnung.Furthermore, a winding arrangement is known in which the oil flow
channels provided within the layers flows through axially and after the deflection on
The end of the layer returns in an adjacent channel. In this arrangement, the
Forward and return of the oil flow also ensured by radially oriented channels.
There are thus similar disadvantages as in the above-mentioned arrangement.
Ferner ist noch eine Wicklung bekannt, bei der sich die Ableitung
der äußeren Lage der Unterspannungswicklung im Innern eines axialen Zwischenraumes
befindet und einen vorgesehenen Zwischenraum im Innern der Stufenwicklung in der
axialen Wicklungsmitte durchläuft. Ganz abgesehen davon, daß eine bestimmte Art
der Ölströmung hierbei nicht angegeben ist, würde eine solche Anwendung bei der
vorliegenden Aufgabe Nachteile ähnlicher Art mit sich bringen wie bei den anderen
bekannten Wicklungsanordnungen, da auch hier Zwischenkanäle angedeutet sind, die
die radialen Abmessungen der Wicklung bedeutend erhöhen.
Die Aufgabe,
die Kühlung der innersten Lage der Oberspannungswicklung und die Spannungsfestigkeit
zwischen Ober- und Unterspannungswicklung ohne zusätzlichen baulichen Aufwand, insbesondere
in bezu auf die radialen Abmessungen der Wicklung und die notwendigen Stützelemente,
zu bewerkstelligen, können die bekannten Wicklungsausführungen nur mit erheblichen
Nachteilen lösen.A winding is also known in which the derivation
the outer position of the low voltage winding inside an axial gap
and a designated space inside the step winding in the
runs through the axial center of the winding. Quite apart from the fact that a certain species
the oil flow is not specified here, such an application would be in the
present problem bring disadvantages of a similar kind as with the others
known winding arrangements, since intermediate channels are also indicated here, the
significantly increase the radial dimensions of the winding.
The task,
the cooling of the innermost layer of the high-voltage winding and the dielectric strength
between high and low voltage winding without additional structural effort, in particular
in relation to the radial dimensions of the winding and the necessary support elements,
to accomplish, the known winding designs can only with considerable
Solve disadvantages.
Die Erfindung gibt hierzu eine Lösung an, durch die sowohl die Kühlung
der innersten Lage der OS-Wicklung als auch die Spannungsfestigkeit zwischen OS-Wicklung
und US-Wicklung sichergestellt ist, und betrifft eine Hochspannungslagenwicklung
für Transformatoren, Drosselspulen und dergleichen Induktionsgeräte, die durch Zwangsölströmung
durch zwischen den Lagen befindliche sowie innerhalb der Lagen angeordnete Kühlkanäle
gekühlt wird, in die der Ölstrom an einer spannungsmäßig niedrig beanspruchten Stelle
eintritt, nach Durchström--n der Wicklung innerhalb derselben umkehrt und an einer
spannungsmäßig niedrig beanspruchten Stelle austritt.The invention provides a solution for this, through which both the cooling
the innermost layer of the HV winding and the dielectric strength between the HV winding
and US winding is ensured, and concerns a high-voltage layer winding
for transformers, reactors and similar induction devices that are driven by forced oil flow
through cooling channels located between and within the layers
is cooled, in which the oil flow at a stress-wise low stressed point
occurs, after through-flow - n the winding reverses within the same and at one
stress-wise low stressed point emerges.
Erfindungsgemäß erfolgt die Hin- und Rückführung des ölkühlstromes
in Kanälen, die zwischen den einzelnen Lagen jeweils in Umfangsrichtung der Wicklung
benachbart sind und in an sich bekannter Weise durch über den gesamten Wicklungsumfang
gleichmäßig verteilte, axial geführte Abstützleisten gebildet sind.According to the invention, the oil cooling stream is fed back and forth
in channels between the individual layers in the circumferential direction of the winding
are adjacent and in a manner known per se through over the entire circumference of the winding
evenly distributed, axially guided support strips are formed.
Die Erfindung soll an Hand der F i g. 2 und 3 näher erläutert werden:
F i g. 2 zeigt ebenso wie F i g. 1 einen zur Wicklungsachse parallelen Schnitt durch
eine Wicklung, bei der jedoch die durch die Erfindung angegebene Maßnahme verwirklicht
ist. Die aus den Lagen 1
bis 3 und weiteren, nach rechts sich anschließenden
Lagen bestehende Oberspannungswicklung ist konzentrisch um die Unterspannungswicklung
4 angeordnet. Die feste Isolierung 13 liegt an der Lage
1 an und umschließt den oberen und unteren Schirmring 8
und
9. Dadurch ist eine einwandfreie Isolation, besonders auch in den kritischen
Randfeldgebieten 7,
gegeben. Die Kühlung der Lage 1 erfolgt nun erfindungsgemäß
in der Weise, daß innerhalb der im Beispiel aus zwei übereinanderliegenden Drähten
bestehenden Lage 1 ein axialer Kühlkanal geschaffen wird. Die Ölzuführung
zu diesem Kanal geschieht vom Kanal 5 aus in radialer Richtung, wie es die
durchgezogene, mit Pfeilen versehene Linie angibt. Der Ölstrom gabelt sich nach
dem Eintritt in den Axialkanal der Lage 1 und fließt in beiden Richtungen
bis zu den Lagenenden. Da die axial verlaufenden Stützleisten nicht ganz bis zu
den Enden der Lage durchgeführt sind, ist dem Ölstrom die Möglichkeit gegeben, an
den Enden umzukehren und in dem benachbarten Kanal zurückzufließen (unterbrochene
Linien). Der Rückfluß des gemeinsamen Ölstroms erfolgt im Kanal 5 zusammen mit dem
Zufluß.The invention is to be based on the F i g. 2 and 3 are explained in more detail: F i g. 2 shows as well as FIG. 1 shows a section through a winding parallel to the winding axis, but in which the measure specified by the invention is implemented. The high-voltage winding consisting of layers 1 to 3 and further layers adjoining to the right is arranged concentrically around the low-voltage winding 4. The solid insulation 13 rests against the layer 1 and encloses the upper and lower shield ring 8 and 9. This provides perfect insulation, especially in the critical peripheral field areas 7 . The cooling of the sheet 1 is now according to the invention in such a way that an axial cooling channel is created within the existing in the example of two superposed wires location. 1 The oil is supplied to this channel from channel 5 in the radial direction, as indicated by the solid line provided with arrows. The oil flow forks after entering the axial channel of layer 1 and flows in both directions to the ends of the layers. Since the axially extending support strips are not carried right through to the ends of the layer, the oil flow is given the opportunity to reverse at the ends and flow back into the adjacent channel (broken lines). The return flow of the common oil flow takes place in channel 5 together with the inflow.
Im Ausführungsbeispiel ist der Zwischenraum der unteren Hälfte zwischen
Lage 1 und Lage 2 in der gleichen Weise durchströmt wie der Kühlkanal in Lage
1 und diesem strömungsmäßig parallel geschaltet. Zum besseren Verständnis
der Verhältnisse ist in F i g. 3 noch ein teilweiser Schnitt durch die Wicklung
senkrecht zur Wicklungsachse gemäß III-III dargestellt. Durch die axial verlaufenden
Stützleisten 14, 15 entstehen über den gesamten Umfang der Wicklung verteilt
Kanäle, wobei sich für jeweils zwei nebeneinanderliegende Kanäle der an F i g. 2
erläuterte Vorgang sinngemäß abspielt. In F i g. 3 sind die Stützleisten
15 bis zum Ende der Lage durchgeführt, während die Leisten 14 gekürzt
sind. Dadurch ist es dem durch Kreuze angedeuteten, abwärts gerichteten Ölstrom
möglich, an den Enden der Lagen umzukehren und in dem benachbarten Kanal, wie durch
Punkte dargestellt ist, wieder nach oben zu fließen. Die Kreuze in der F i g. 3
entsprechen dabei den durchgehenden Strömungslinien der F i g. 2; die Punkte sind
also gleichbedeutend mit dem in F i g. 2 durch unterbrochene Linien angedeuteten
Ölstrom.In the exemplary embodiment, the intermediate space of the lower half between layer 1 and layer 2 is flowed through in the same way as the cooling channel in layer 1 and is connected in parallel in terms of flow. For a better understanding of the situation, FIG. 3 shows a partial section through the winding perpendicular to the winding axis according to III-III. The axially extending support strips 14, 15 create channels distributed over the entire circumference of the winding, with the channel shown in FIG. 2 takes place analogously. In Fig. 3, the support strips 15 are carried out to the end of the position, while the strips 14 are shortened. This makes it possible for the downwardly directed oil flow, indicated by crosses, to reverse at the ends of the layers and to flow upwards again in the adjacent channel, as shown by dots. The crosses in FIG. 3 correspond to the continuous flow lines in FIG. 2; the points are therefore equivalent to that in FIG. 2 oil flow indicated by broken lines.
Die erfindungsgemäße Maßnahme dient vorwiegend zur Kühlung einer der
Unterspannungswicklung benachbarten Lage von Oberspannungswicklungen. Ebensogut
ist es jedoch möglich, andere oder auch mehrere Lagen gleichzeitig, beispielsweise
bei strömungsmäßiger Parallelschaltung, in gleicher Weise zu kühlen.The measure according to the invention serves primarily to cool one of the
Low-voltage winding adjacent layer of high-voltage windings. As well
however, it is possible to use other or several layers at the same time, for example
with flow-related parallel connection, to cool in the same way.