DE1513847C3 - Bergwerkstransformator - Google Patents

Description

transformator so ausgebildet, daß der erste Kanal durch zwei als Trennmittel dienende Versteifungsglieder zur Versteifung des Kerns des Transformators begrenzt ist, deren freie Enden dicht an dem Gehäuse oder mit diesem fest verbundenen Trennschultern anliegen, daß an der Stelle der Wicklungen die Schenkel der Versteifungsglieder Zugangsöffnungen zu den Kühlkanälen der Wicklungen aufweisen, daß der zweite Kanal durch zwei trennende Federblätter begrenzt ist, welche an dem Kern oder einem mit diesem fest verbundenen Teil befestigt sind und sich dicht gegen das Gehäuse des Transformators oder einen an diesem befestigten Teil legen, und daß an der Stelle der Wicklungen die Federblätter oder die Teile, an welchen sie befestigt sind, mit Zugangsöffnungen zu den Kühlkanälen der Wicklungen versehen sind. Dadurch, daß den Kühlkanälen der Wicklungen jeweils bestimmte Zugangsöffnungen zugeordnet sind — statt die Kühlkanäle einfach in den Kaltluftraum und den Warmluftraum münden zu lassen, wie bei dem bekannten Bergwerkstransformator (DT-PS 9 09 122) - wird die Gleichmäßigkeit der Kühlung weiter verbessert.

Weitere Ausgestaltungen des Bergwerkstransformators nach der Erfindung bilden den Gegenstand der Patentansprüche 3 und 4.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Die F i g. 1 und 2 zeigen einen Längsschnitt bzw. einen Querschnitt des Hauptteils des Bergwerkstransformators nach der Erfindung.

Der dargestellte Transformator ist durch zwei nicht gezeigte Endabschnitte zu vervollständigen, von denen der eine die Hochspannungsapparatur und der andere die Niederspannungsapparatur enthält. Diese beiden nicht dargestellten Endabschnitte bilden keinen Teil der Erfindung.

Der Transformator befindet sich in einem rohrförmigen Gehäuse 1, durch welches zwei Reihen paralleler gleicher Rohre 2 treten, deren Achsen 3 einen gegenseitigen Abstand haben, welcher etwa das Doppelte des Durchmessers der Rohre 2 beträgt. Diese beiderseits der Symmetrieebene 4 des Transformators liegenden Reihen von Rohren 2 sollen die Kühlfläche des Transformatorgehäuses vergrößern. Innerhalb des rohrförmigen Gehäuses 1 ist der Kern 5 des Transformators mit seinen drei Wicklungen 6 angeordnet. Die Wicklungen 6 werden zwischen zwei unteren Versteifungsgliedern 7 zur Versteifung des Kerns 5 und zwei oberen Versteifungsgliedern 8 gehalten. Die unteren Versteifungsglieder 7, deren freie Enden auf zwei Schultern des Gehäuses 1 aufliegen, werden je durch ein an das Gehäuse längs einer Mantellinie angeschweißtes Flacheisen 9 und durch mehrere auf die Länge der Flacheisen 9 verteilte Füße 10 gebildet. Der von den Enden der Schenkel der Versteifungsglieder 7 auf die Flacheisen 9 ausgeübte Druck stellt eine Abdichtung über die ganze Länge des Kerns 5 her. An jedem Versteifungsglied 8 ist ein sich über die ganze Länge des Kerns 5 erstreckendes Federblatt 11 befestigt. Das freie Ende des Federblattes 11 legt sich dicht gegen eine Mantellinie des Gehäuses 1. An der Stelle der Wicklungen enthalten die Versteifungsglieder 7 Öffnungen 12, welche mit Kühlkanälen 13 der Wicklungen 6 in Verbindung stehen. Die Kühlkanäle 13 sind ringförmig und zueinander konzentrisch. Sie stehen mit anderen in den oberen Versteifungsgliedern 8 ausgebildeten Öffnungen 14 in Verbindung.

Durch diese Anordnung werden drei Kanäle zwischen dem eigentlichen Transformator und seinem Gehäuse geschaffen. Ein erster Kanal 15 wird durch den Kern 5, die Versteifungsglieder 7, die Flacheisen 9 und das Gehäuse 1 begrenzt. Dieser erste Kanal steht über die Öffnungen 12, die Kanäle 13 und die Öffnungen 14 an der Stelle einer jeden Wicklung 6 mit einem zweiten Kanal 16 in Verbindung, welcher durch den Kern 5 die Versteifungsglieder 8, die Federblätter 11 und das Gehäuse 1 begrenzt wird. Schließlich befindet sich zwisehen dem ersten und zweiten Kanal ein dritter Kanal 17, welcher durch die Versteifungsglieder 7, die Flacheisen 9, das Gehäuse 1, die Federblätter 11 und die Versteifungsglieder 8 einerseits und durch jede Wicklung 6 umgebende luftundurchlässige Trennmäntel 18 andererseits begrenzt wird.

Der erste Kanal 15 ist an einem Ende durch ein Blech 19 abgeschlossen, während der zweite Kanal an dem entgegengesetzten Ende durch ein Blech 20 verschlossen ist. An einem Ende des dritten Kanals 17 ist ein Ventilator 21 angeordnet. Die Luft innerhalb des Gehäuses wird daher in ständiger Bewegung in Richtung der Pfeile 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29 gehalten. Die Pfeile 22 bezeichnen den Weg durch den Ventilator 21 bis zur Abtrennung der Strömungsmittelmenge, welche ihren Weg 24 durch die erste Wicklung nimmt. Die Pfeile 23 bezeichnen den Weg, auf welchem ein Teil des Kühlmittels strömt, um anschließend auf den Wegen 25 und 26 durch die beiden anderen Wicklungen zu strömen. Die Pfeile 27 bezeichnen den Weg, auf welchem die Kühlmittelmenge strömt, welche die Wege 24 und 25 durchlaufen hat. Die Pfeile 28 bezeichnen den Weg des Strömungsmittels von dem zweiten zu dem dritten Kanal. Die Pfeile 29 bezeichnen den Weg in dem dritten Kanal 17. Es ist zu bemerken, daß die Summe der Wege 22, 24, 27, 28 und 29 gleich der Summe der Wege 22, eines Teils des Weges 23, 25, eines Teils des Weges 27, 28 und 29 und gleich der Summe der Wege 22, 23, 26, 28 und 29 ist. Hieraus ergibt sich, daß alle Bedingungen erfüllt sind, um die gleiche Kühlung in jeder Wicklung 6 sicherzustellen. Damit die Luft mit Sicherheit umgewälzt wird, kann ein durch die strömende Luft betätigtes Kontrollventil 30 an einer geeigneten Stelle der Wege 22 oder 28 angeordnet werden, an welcher die ganze Luft vorbeiströmen muß. Das Ventil kann insbesondere am Ausgang des Ventilators 21 angeordnet werden. Wenn auf eine Grenztemperatur der Luft ansprechende Teile vorgesehen werden müssen, werden sie vorzugsweise in den Öffnungen 14 am Austritt der Luft aus jeder Wicklung angeordnet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Bergwerkstransformator mit einem mit Vorrichtungen zur äußeren Kühlung ausgestatteten Gehäuse, in welchem die Achsen der Transformatorwicklungen senkrecht zur Längsachse des Gehäuses stehen und in dessen Transformatorwicklungen Kühlkanäle vorgesehen sind, und mit einer Zwangsumlaufkühlung, die mittels eines an geeigneter Stelle innerhalb des Gehäuses angebrachten Ventilators ein inneres Kühlmittel durch einen auf einer Seite der Wicklungen liegenden, an einem Ende geschlossenen ersten Kanal und einen auf der entgegengesetzten Seite der Wicklungen angeordneten zweiten Kanal treibt, wobei beide Kanäle mit durch einen geeigneten Wärmeaustauscher geführten Wärmeaustauschkanälen verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeaustauschkanäle (17) aus zwei Teilkanälen bestehen, die von dem in an sich bekannter Weise rohrförmig ausgebildeten Gehäuse (1), den Mantelflächen der Wicklungen (6) und oberen (8, 11) und unteren (7, 9) Trennmitteln begrenzt sind und auf gegenüberliegenden Seiten des Transformators angeordnete Öffnungen des ersten Kanals (15) und des zweiten Kanals (16) miteinander verbinden, derart, daß ein Weg definiert wird für das Kühlmittel, welches durch die in den Wicklungen vorgesehenen Kühlkanäle (13) von dem ersten Kanal zu dem zweiten Kanal strömt, um durch die Wärmeaustauschkanäle zu dem ersten Kanal zurückzukehren.

2. Bergwerkstransformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Kanal (15) durch zwei als Trennmittel dienende Versteifungsglieder (7) zur Versteifung des Kerns (5) des Transformators begrenzt ist, deren freie Enden dicht an dem Gehäuse (1) oder mit diesem fest verbundenen Trennschultern (9) anliegen, daß an der Stelle der Wicklungen (6) die Schenkel der Versteifungsglieder (7) Zugangsöffnungen (12) zu den Kühlkanälen (13) der Wicklungen (6) aufweisen, daß der zweite Kanal (16) durch zwei trennende Federblätter (11) begrenzt ist, welche an dem Kern (5) oder einem mit diesem fest verbundenen Teil befestigt sind und sich dicht gegen das Gehäuse (1) des Transformators oder einen an diesem befestigten Teil legen, und daß an der Stelle der Wicklungen (6) die Federblätter oder die Teile, an welchen sie befestigt sind, mit Zugangsöffnungen (14) zu den Kühlkanälen (13) der Wicklungen (6) versehen sind.

3. Bergwerkstransformator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Begrenzung der Wärmeaustauschkanäle (17) an der Stelle der Wicklungen (6) diese von für das Kühlmittel undurchlässigen Mänteln (18) umgeben sind.

4. Bergwerkstransformator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß durch das rohrförmige Gehäuse (1) beiderseits der Wicklungen (6) je eine Reihe von parallelen, gleichen, den Wärmeaustauschkanälen (17) zugeordneten Rohren (2) tritt, deren Achsen einen gegenseitigen Abstand haben, welcher etwa das doppelte des Durchmessers der Rohre (2) beträgt.

Die Erfindung betrifft einen Bergwerkstransformator mit einem mit Vorrichtungen zur äußeren Kühlung ausgestatteten Gehäuse, in welchem die Achsen der Transformatorwicklungen senkrecht zur Längsachse des Gehäuses stehen und in dessen Transformatorwicklungen Kühlkanäle vorgesehen sind, und mit einer Zwangsumlaufkühlung, die mittels eines an geeigneter Stelle innerhalb des Gehäuses angebrachten Ventilators ein inneres Kühlmittel durch einen auf einer Seite der Wicklungen liegenden, an einem Ende geschlossenen ersten Kanal und einen auf der entgegengesetzten Seite der Wicklungen angeordneten zweiten Kanal treibt, wobei beide Kanäle mit durch einen geeigneten Wärmeaustauscher geführten Wärmeaustauschkanälen verbunden sind.

Bei einem bekannten Bergwerkstransformator dieser Art (DT-PS 9 09 122) sind im Inneren von dessen Gehäuse nur zwei Kanäle vorgesehen, nämlich ein Kaltluftraum und ein Warmluftraum, während Zu- und Rückleitungskanäle durch einen vom Inneren des Gehäuses abgetrennten Wärmeaustauscher hindurch bis zu den Ein- bzw. Austrittsöffnungen des Kaltluftraumes und des Warmluftraumes geführt sind. Diese Ein- und Austritlsöffnungen befinden sich beide auf der gleichen Seite des Transformators. Das hat den Nachteil, daß der Weg des Kühlmittels durch die verschiedenen Spulen des Transformators verschieden lang ist, wodurch die Kühlung ungleichmäßig wird, nämlich stärker für die Spule mit dem kürzesten Kühlmittelweg und geringer für die Spule mit dem längsten Kühlmittelweg. Die Tatsache, daß die Zu- und Rückleitungskanäle durch einen vom Inneren des Transformatorgehäuses bzw. vom Spulenraum getrennten Wärmeaustauscher führen, kann sich bei einer durch Störung hervorgerufenen Unterbrechung der Zwangskühlung als ein weiterer Nachteil erweisen.

Durch die Erfindung soll deshalb die Aufgabe gelöst werden, in einem Bergwerkstransformator das Kühlmittel so zu führen, daß eine gleichmäßige Kühlung sämtlicher Wicklungen erreicht wird.

Diese Aufgabe wird bei einem Bergwerkstransformator der eingangs beschriebenen Art durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Bei dem Bergwerkstransformator nach der Erfindung, dessen rohrförmige Gehäuseausbildung an sich bekannt ist (DT-PS 9 75 748), sind die Öffnungen des ersten Kanals und des zweiten Kanals nicht auf der gleichen Seite, sondern auf gegenüberliegenden Seiten des Transformators angeordet und durch die Wärmeaustauschkanäle miteinander verbunden. Dadurch wird eine gleichmäßige Kühlung sämtlicher Wicklungen sichergestellt. Außerdem gehört bei dem Bergwerkstransformator nach der Erfindung der Wärmeaustau- scher zum Spulenraum, was bei einer eventuellen Unterbrechung der Zwangsumlaufkühlung von Vorteil ist. Die obengenannte DT-PS 9 09 122 befaßt sich mit Verbesserungen des Wärmeübergangs durch periodisches Beschleunigen und Verzögern des Kühlmittels sowie mit einer Intensivierung der Kühlung durch Erhöhung der Wärmeübergangszahl bzw. durch Heraufsetzen der Geschwindigkeit der Kühlluft und durch Erzielung wirbelreicherer Strömung. Weder die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe, nämlich eine gleichmäßige Kühlung sämtlicher Wicklungen zu erzielen, noch deren Lösung sind in dieser Patentschrift angesprochen.

In Weiterbildung der Erfindung ist der Bergwerks-