DE1247473B - Wassergekuehlter Transformator - Google Patents

Wassergekuehlter Transformator

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Publication number
DE1247473B
DE1247473B DE1964A0047017 DEA0047017A DE1247473B DE 1247473 B DE1247473 B DE 1247473B DE 1964A0047017 DE1964A0047017 DE 1964A0047017 DE A0047017 A DEA0047017 A DE A0047017A DE 1247473 B DE1247473 B DE 1247473B
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DE
Germany
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low
voltage
water
lock
cooling
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Pending
Application number
DE1964A0047017
Other languages
English (en)
Inventor
Heinrich Arend
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
HEINRICH AREND
Original Assignee
HEINRICH AREND
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Publication date
Application filed by HEINRICH AREND filed Critical HEINRICH AREND
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Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/08Cooling; Ventilating
    • H01F27/10Liquid cooling
    • H01F27/16Water cooling

Description

  • Wassergekühlter Transformator Die Erfindung betrifft einen wassergekühlten Transformator, bei dem die Oberspannungs- und die Unterspannungswicklung mit Gießharz in einem Block vergossen ist und die Unterspannungswicklung aus Hohlleitern besteht, in der Kühlwasser in einem aus Unterspannungswicklung, Kühl- und Pumpenaggregat gebildeten geschlossenen Kreislauf zirkuliert.
  • Bei einem derartigen Transformator muß die Verlustwärme, die in dem aktiven Teil entsteht, abgeführt werden. Diese Wärmeabführung muß wirkungsvoll sein, damit die Isolation der Wicklungen und des Kernes durch zu heiß werden nicht die isolierende Eigenschaft verliert, die andernfalls den Transformator zerstören würde. Ein wirkungsvolles Kühlmittel ist in diesem Fall das. Wässer,. das über ein Kühl- und Pumpenaggregat in den Hohlleitern der Unterspannungswicklung zirkuliert und somit die Verlustwärme ausreichend vom Wärmeherd abführt.
  • Derartige Transformatoren in Einphasenausführung sind bekannt (deutsche Patentschrift 939 644). Auch ist bekannt, daß Kühlkanäle neben den isolierten Leitern liegen, durch die Kühlwasser fließt (deutsche Auslegeschrift 1161994). Ferner ist bekannt, daß durch Wärmeaustauscher, bei dem das heiße Isolieröl und das Kühlwasser in zwei getrennten Umlaufsystemen zirkuliert (die dicht nebeneinander liegen), eine -Wärmeabfuhr herbeigeführt wird. Mehrphasentransformatoren werden jedoch als Trocken-Öl- und Clophentransformatoren hergestellt und erstere teilweise auch in Gießharz vergossen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die. Wasserkühlung auch bei Mehrphasentransformatoren bei nur einem geschlossenen Kühlkreislauf anzuwenden. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei Mehrphasentransformatoren, deren Unterspannungswicklungen in Stern geschaltet und geerdet sind, das Kühlwasser in dem geerdeten Sternpunkt in die Hohlleiter der Unterspannungswicklungen eintritt, diese durchströmt und nach dem Austritt aus den einzelnen Unterspannungswicklungen über je eine Schleuse dem für alle Unterspannüngswicklungen gemeinsamen Kühl- und Pumpenaggregat zuführbar ist.
  • Um eine solche Schleuse wirkungsvoll in das Kühlsystem einzubauen, muß diese nach weiterer Ausbildung der Erfindung aus einem Isolierstoff bestehen, im oberen Teil ein Einlaßventil und im unteren Teil ein Auslaßventil besitzen, die durch Anschlagen eines Schwimmers an Anschläge einer Schubstange gemeinsam jeweils wechselseitig öffnen oder schließen müssen. Auch ist es erforderlich, in einem hermetisch von der Außenluft abgeschlossenen Wasserumlauf mit eingebauten, volumenmäßig veränderlichen Luftstrecken, die in der Schleuse und in dem oberen Teil des Kühlers liegen, druckmäßig auszugleichen, wozu der obere Teil der Schleuse mit dem oberen Teil des Kühlers durch ein Druckausgleichsröhrchen verbunden ist.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt F i g. 1 den Schnitt durch einen Schenkel eines Drehstromtransformators, jedoch ohne eingeschichtetes oberes Joch und deren Preßkonstruktion, F i g. 2 eine .Draufsicht des obigen, F i g. 3 eine Seitenansicht des obigen, F i g. 4 die gesamte Seitenansicht, aus der der äußere Aufbau zu ersehen ist, F i g. 5 und 6 die vergrößert im Schnitt dargestellte Schleuse in zwei Ansichten, aus denen nähere Einzelheiten zu entnehmen sind.
  • Der Transformator ist folgendermaßen aufgebaut: Transformatorkern 1, Oberspannungswicklung 4, Unterspannungswicklung 6, Vergußmasse aus Gießharz 5, Preßplatten 11, Halteplatten 17, Stromanschlüsse 16, Pumpe 10, Kühler 12 mit Ventilator 9, Schleuse 13.
  • Vor der Inbetriebnahme werden das Kühl- und Pumpenaggregat 12 und 10 und die Hohlleiter der Unterspannungswicklung 6 mit Wasser gefüllt und über ein Überdruckventil gegen die Außenluft-hermetisch abgeschlossen. Wenn der Transformator eingeschaltet wird, drückt die Pumpe 10 das Kühlwasser vom Sternpunkt der Unterspannungswicklung 6 durch alle Hohlleiter derselben. Die gesamte Verlustwärme der Unterspannungswicklungen 6, ein großer Teil der Oberspannungswicklungen 4 und des Kernes 1 wird durch Wärmeleitung an die Unterspannungswicklungen 6 bzw. an das Wasser abgegeben, wobei eine intensive Wärmeabgabe (kleiner Temperatursprung) von den Unterspannungswicklungen 6 zum Wasser erreicht wird. Eine weitere Wärmeabgabe geschieht von den Flächen des Gießharzes 5 und des Kernes 1, die mit der Außenluft in Berührung kommen. Von jedem Phasenausgang fließt das heiße Wasser bei geöffnetem Einlaß- 23 und geschlossenem Auslaßventil 20 in die Schleuse 13.
  • Die Schleuse 13 besteht aus einem Isolierstoff und unterbricht dadurch beim geschlossenen Auslaßventil 20 den elektrischen Stromkreis zum Kühler 12. In der Schleuse 13 ist ein Schwimmer 22, der die Ein-23 und Auslaßventile 20 über eine Schubstange 21 steuert. Füllt sich die Schleuse 13 mit Wasser, dann hebt sich der Schwimmer 22. Die verdrängte Luft in der Schleuse 13 weicht über ein dünnes Ausgleichsröhrchen 14 in den oberen Teil des Kühlers 12, in dem der Wasserspiegel absinkt. Wenn der Schwimmer 22 den oberen Druckpunkt erreicht hat, wird die die Ventile betätigende Schubstange 21 beim Weitersteigen des Wasserspiegels durch Eintauchen des Schwimmers 22 in das Wasser vorgespannt. Bei genügender Vorspannung wird sodann die Betätigung der Ventile 20, 23 sprunghaft voll ausgeführt. Dabei schließt sich erst das Einlaß- 23, und dann öffnet sich das Auslaßventil20. Nun ist der elektrische Stromkreis von der Phase zur Schleuse 13 unterbrochen, und das Wasser fällt durch eigene Schwerkraft in den Kühler 12. Die verdrängte Luft im Kühler 12 weicht über das Ausgleichsröhrchen 14 in den oberen Teil der Schleuse 13 zurück. Der Wasserspiegel und somit der Schwimmer 22 in der Schleuse 13 senkt sich. Wenn der Schwimmer 22 den unteren Druckpunkt erreicht hat, wird wiederum die Schubstange 21 beim Weite-rsinken des Wasserspiegels durch die Schwerkraft des Schwimmers 22 vorgespannt, so daß bei genügender Vorspannung die Ventile 20, 23 wieder umgeschaltet werden können. Dabei schließt erst das Auslaß- 20, und dann öffnet das Einlaßventi123. Nun ist der elektrische Stromkreis von der Schleuse 13 zum Kühler 12 unterbrochen. Die Bewegung der Ventile 20, 23 wiederholt sich automatisch gesteuert von dem Wasserspiegel und Schwimmer 22 der Schleuse 13. Im Kühler 12 kühlt sich das heiße Wasser ab und wird von der Pumpe 10 durch die hohlen Windungen der Unterspannungswicklungen 6 gedrückt, wobei das Wasser den größten Teil der Verlustwärme des Transformators aufnimmt und diese über den Kühler 12 abführt.
  • Die Auslegung der Wicklungen kann so gewählt werden, daß die direkt gekühlte Unterspannungswicklung 6 eine wesentlich höhere Stromdichte erhält als die nicht direkt gekühlte Oberspannungswicklung 4. Die Unterspannungswicklung 6 hat zum Kühlwasser ein sehr geringes Temperaturgefälle und nimmt praktisch die Temperatur des Kühlwassers an. Wenn die Temperatur des Kühlwassers entsprechend niedrig gehalten wird, steht zur Wärmeleitung von der Oberspannungs- 4 zur Unterspannungswicklung 6 der ganze Temperatursprung zwischen maximaler Temperatur der Oberspannungswicklung 4 und dem warmen Wasser im Hohlleiter der Unterspannungswicklung 6 zur Verfügung.
  • Der mit der Erfindung erzielte technische Fortschritt ist darin zu sehen, daß eine direkte Wasserkühlung von Mehrphasentransformatoren vorteilhaft dadurch ermöglicht wird, daß die verschiedenen Kühlwasserkreise in den jeweils auf verschiedenem Potential liegenden Unterspannungswicklungen im Sinne einer Parallelschaltung mit nur einem Pumpen-und Kühlaggregat betrieben werden können.

Claims (2)

  1. Patentansprüche: 1. Wassergekühlter Transformator, bei dem die Oberspannungs- und die Unterspannungswicklung mit Gießharz zu einem Block vergossen ist und die Unterspannungswicklung aus Hohlleitern besteht, in der Kühlwasser in einem aus Unterspannungswicklung, Kühl- und Pumpenaggregat gebildeten geschlossenen Kreislauf zirkuliert, dadurch gekennzeichnet, daß bei Mehrphasentransformatoren, deren Unterspannungswicklungen (6) in Stern geschaltet und geerdet sind, das 'Kühlwasser in dem geerdeten Sternpunkt in die Hohlleiter der Unterspannungswicklungen (6) eintritt, diese durchströmt und nach dem Austritt aus den einzelnen Unterspannungswicklungen (6) über je eine Schleuse (13) dem für alle Unterspannungswicldungen gemeinsamen Kühl- und Pumpenaggregat zuführbar ist.
  2. 2. Wassergekühlter Transformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleuse (13) aus einem Isolierstoff besteht, im oberen Teil ein Einlaßventil (23) und im unteren Teil ein Auslaßventil (20) besitzt, die durch Anschlagen eines Schwimmers (22) an Anschläge einer Schubstange (21) gemeinsam jeweils wechselseitig öftenbar oder schließbar sind, und daß der obere Teil der Schleuse (13) mit dem oberen Teil des Kühlers (12) durch ein Druckausgleichsröhrchen (14) verbunden ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 705 487, 939 644; deutsche Auslegeschrift Nr. 1161994; deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1720 548.
DE1964A0047017 1964-09-07 1964-09-07 Wassergekuehlter Transformator Pending DE1247473B (de)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2220978A1 (de) * 1971-06-22 1973-01-11 Gen Electric Interne erregung fuer eine dynamoelektrische maschine
DE3629044A1 (de) * 1985-09-16 1987-03-26 Gen Electric Statische erregervorrichtung fuer eine dynamoelektrische maschine

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