DE1513977C - Vorrichtung zur gemeinsamen Pressung der Kerne und Wicklungen von großen Transformatoren - Google Patents

Description

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Das Hauptpatent betrifft eine Vorrichtung zur der Fertigstellung zwischen Vor- und Nachtrockgemeinsamen Pressung der Kerne und Wicklungen nung in die Isolierungen eingedrungen sind. Dadurch von großen Transformatoren mit drei bewickelten, entsteht erneut eine unerwünschte Lockerung der geschichteten Schenkeln unter Verwendung von par- Wicklungsteile, aus deren Isolation die Wasserausallel dazu verlaufenden, innerhalb des Wicklungs- 5 scheidung in erster Linie erfolgt,
tragzylinders angeordneten Preßstangen und beider- Da nach der herkömmlichen Bauweise die Festseits der Joche liegenden, parallel zu diesen ver- legung der Wicklung zwischen beiden Trocknungen laufenden Druckplatten und Stegen, in die die Preß- vorgenommen wird, indem zwischen Jochpreßbalken stangen eingreifen. Die an den Schenkeln anliegenden und dem auf der Wicklung aufliegenden Spulen-Preßstangen dienen zusammen im Verein mit dem io druckring Druckbolzen angezogen werden, welche Wicklungstragzylinder zur Kernpressung und gleich- die Jochpreßbalken und die Spulendruckringe in zeitig als Zugstangen zur einstellbaren Wicklungs- Achsrichtung auseinanderdrücken, kann die unerpressung, wobei zur Einstellung der Kernpressung wünschte Lockerung der Wicklungsteile nach der Verbindungselemente zwischen den Preßsystemen letzten Trocknung schon deshalb eintreten, weil der auf beiden Kernseiten vorgesehen sind. Das Haupt- 15 Preßdruck auf die Wicklung dann nicht mehr verpatent sieht weiter vor, daß die obere Preßkonstruk- ändert werden kann.

tion, in welcher die Preßstangen eingreifen, als Die Festigkeit der Wicklung gegen angreifende Kesseldeckel ausgebildet ist und daß die Preßstangen Kurzschlußkräfte ist jedoch erst dann vollkommen durch Schrauben außerhalb des Kessels jederzeit ausreichend, wenn der endgültige Preßdruck, unter nachziehbar sind. 20 dem die Wicklung nach Fertigstellung des Trans-Zur Verwirklichung dieser Maßnahme ist es er- formators steht, gleich derjenigen Kontraktionskraft forderlich, die Preßstangen durch den Kessel hin- ist, die die Wicklungsteile beim Auftreten des höchstdurchzuführen und an ihrem oberen Abschluß ein zulässigen Kurzschlußstromes zusammenzuziehen Gewinde vorzusehen, auf welches Schrauben aufge- sucht, weil dann erst eine völlige Entlastung der schraubt werden, mit deren Hilfe der Wicklungs- 25 axial auf die Wicklung pressenden Teile eintreten preßdruck- eingestellt wird. Dieses Verfahren ist wird. Diese ideale Wicklungspressung kann natürlich wegen des Abdichtens des Deckels gegen die Preß- nur erreicht werden, wenn der erforderliche Preßstangen relativ aufwendig und läßt sich nur bei druck beim ölgefüllten Transformator dauernd anTransformatoren bis zu einer gewissen Größe an- steht. Um dies zu erreichen, müssen nach herkömmwenden, weil hierbei der gesamte Aktivteil am Deckel 30 licher Bauweise die Wicklungspreßschrauben nach aufgehängt ist, der deshalb sehr steif ausgebildet der Trocknung nochmals angezogen werden. Dies werden muß. Während die im Hauptpatent vorge- bedingt einen zusätzlichen, aufwendigen Arbeitstag, schlagenen Maßnahmen zur Kernpressung als opti- dessen Einsparung einen erheblichen Fortschritt bemale Lösung anzusehen sind, ist es Aufgabe der deutet.

vorliegenden Erfindung, die dort beschriebenen Ein- 35 Es ist bereits eine Lösung der Aufgabe, den Wickrichtungen zur Wicklungspressung in zweckmäßiger lungen den erforderlichen Preßdruck zu geben, be-Weise so weiterzubilden, daß sie ohne Schwierig- kannt, wonach der gewünschte konstante Druck keiten bei allen Transformatorengrößen anwendbar durch Federn bewirkt wird (schweizerische Patentsind, schrift 133 910). Ist die Volumenänderung klein Wie bekannt, muß die Wicklungspressung bei 40 genug, so ist auch der Druck unabhängig vom Feder-Transformatoren in mehreren Stufen vorgenommen . weg. Dieses Verfahren ist nicht nur sehr aufwendig, werden. Diese Notwendigkeit ergibt sich daraus, daß sondern auch ungenau, wenn die Volumenänderundie Aktivteile von Transformatoren, insbesondere gen sehr groß werden. Dies ist aber bei Großtranssolchen mit hoher Leistung, in herkömmlicher Weise formatoren sehr häufig der Fall, da die Wicklungen vor dem Einschichten der Jochbleche vorgetrocknet 45 aus betrieblichen Gründen oft erst einige Zeit nach werden. Erst dann werden die Stufenschaltwerke der Vortrocknung festgelegt werden können und aneingesetzt und die Wicklungen, Ableitungen usw. schließend wiederum ein längerer Zeitraum bis zur festgelegt. Die Vortrocknung in großen Kammerofen endgültigen Trocknung verstreicht, währenddem zu dauert bis zu mehreren Tagen und kann zur Wasser- Volumenänderungen führende Feuchtigkeit einausscheidung von einigen 100 Litern Feuchtigkeit 50 dringen kann.

führen, insbesondere bei größeren Leistungen von Ferner ist es bereits bekannt, nach öleinsaugen

über 100 MVA. Dieser Wasserentzug aus den Iso- einen Wicklungspreßdruck, der den zu erwartenden

lierstoffen führt wegen der dabei auftretenden Kurzschlußkräften entspricht, mittels hydraulischer

Volumenschrumpfung des Isoliematerials zu einer Pressen herzustellen, die zwischen Jochpreßbalken

allgemeinen Lockerung der Wicklungspressung. Da 55 und Spulendruckplatten an mehreren Stellen des

andererseits für eine ausreichende Kurzschlußfestig- Wicklungsumfangs gleichmäßig angeordnet werden

keit unter anderem eine möglichst hohe, gleich- und deren Druckleitungen nach außen führen

bleibende Pressung erforderlich ist, wird die Wick- (deutsche Patentschrift 687 422). Diese Pressen

lung nach der Vortrocknung einer neuen Pressung müssen allerdings im Betrieb mittels eines zusätz-

unterworfen, nachdem die Jochbleche eingeschichtet 60 liehen Vorspannelementes den Preßdruck auf die

sind. Wicklungen, auch bei Undichtigkeiten der Presse,

Anschließend werden die Leitungen festgelegt, die garantieren. Dabei können Presse und Verspann-

Isolationsarbeiten abgeschlossen und Stufenschalter- element so kombiniert werden, daß beide Teile eine

bzw. Umsteller montiert. In den abschließenden Einheit bilden. Diese Verfahren sind natürlich sehr

Arbeitsgängen wird der Transformator dann in den 65 teuer, da bei vier Pressen pro Schenkel zwölf Preß-

Kessel eingebaut, nachgetrocknet, evakuiert und mit einheiten pro Drehstromtransformator erforderlich

öl imprägniert. Bei der Nachtrocknung fallen wieder- sind, die dauernd eingebaut bleiben müssen,

um beträchtliche Mengen Wasser an, die während Zur Lösung der oben geschilderten Aufgabe dient

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erfindungsgemäß eine Vorrichtung zur gemeinsamen Isolierplatte 12. Die Durchtrittsöffnungen der Preß-Pressung der Kerne und Wicklungen von großen stangen 1 und der Wicklungspreßstangen 3 durch Transformatoren mit drei bewickelten, geschichteten den Deckel 4 werden öldicht verschlossen, was entSchenkeln unter Verwendung von parallel dazu ver- weder mit Dichtungen oder mittels Schweißnähten laufenden, innerhalb des Wicklungstragzylinders an- 5 13 sowie 14 und 15 für die Durchtrittsöffnungen der geordneten Preßstangen und beiderseits der Joche Preßstangen 1 und der Wicklungspreßstangen 3 durch liegenden, parallel zu diesen verlaufenden Druck- die Druckplatte 2 geschieht. Der Abstand zwischen platten und Stegen, in die die Preßstangen eingreifen, Preßstange 1 und Wicklungspreßstange 3 wird so wobei die an den Schenkeln eng anliegenden Preß- klein wie möglich gewählt, um das entstehende stangen im Verein mit dem Wicklungstragzylinder io Kräftemoment gering zu halten,
zur Kernpressung und gleichzeitig als Zugstangen In F i g. 2 ist eine Ausführungsform wieder-

zur einstellbaren Wicklungspressung dienen und gegeben, bei der die Wicklungspreßstangen 3 mit ferner zur Einstellung der Kernpressung Verbindungs- dem Schraubenkopf 6 bereits unterhalb des Deckels 4 elemente zwischen den Preßsystemen auf beiden enden.

Kernseiten vorgesehen sind, nach Patent 1 208 810, 15 Die Druckplatte 2 ist auf dem oberen Jochpreßwobei die Wicklungspreßkraft jederzeit von außer- balken 5 befestigt, durch den wiederum sowohl die halb des Transformatorkessels nachstellbar ist, mit (hier gestrichelt angedeuteten) Preßstangen 1 wie dem Kennzeichen, daß die Preßstangen am unteren auch die Wicklungspreßstangen 3 hindurchgeführt Ende fest mit den unteren als Spulentisch ausge- sind. Die Schraubenköpfe 6 liegen oberhalb der Ölbildeten Jochpreßbalken und am oberen Ende mit 20 füllung (durch Punkte angedeutet), jedoch unterhalb Druckplatten verbunden sind, an denen parallel zu des Kesseldeckels 4, durch den sie mittels Deckeiden Preßstangen angeordnete Wicklungspreßstangen öffnung 4' zu erreichen sind.

angreifen und einen von außen einstellbaren Druck In F i g. 3 ist ein Preßverfahren gemäß der Erfin-

auf die den Spulen aufgelegten Spulendruckplatten dung skizziert, das dann Anwendung findet, wenn ausüben. Dabei kann der von außen aufgebrachte 25 der Transformator unter ortsfest massive Träger 16 Druck entweder durch die Wicklungspreßstangen gestellt werden kann. Pro Wicklungsseite ist eine selbst erzielt werden, die dazu ein in die Druck- Preßstange 1 gezeichnet, die jeweils aus dem Kesselplatten eingreifendes Gewinde erhalten oder mittels deckel 4 herausragt und beim Preßvorgang mit der einer hydraulischen Presse. Druckplatte 2 fest verbunden ist. Die ebenfalls aus

Mit Hilfe dieser Vorrichtung kann bei Transfor- 30 dem Kesseldeckel 4 herausragenden, beim Preßvormatoren der geschilderten Größenordnung eine gang aber mit diesem noch nicht fest verbundenen längere Zeit dauernde Vortrockenzeit eingespart und Wicklungspreßstangen 3 überragen die Enden der als ein mit herkömmlichen Mitteln nicht erreichbarer, Schenkelpreßplatten dienenden Preßstangen 1 um genauer Preßdruck, auch nach dem Einsaugen des einen geringen Betrag und werden durch die hydrau-Öls, für die Wicklungen erzielt werden. Außerdem 35 liehen Pressen 17 mit Druck beaufschlagt. Nach Bebrauchen die Jochpreßbalken nicht mehr oder nur darf können Zwischenräume zwischen den Wickunmittelbar zur Wicklungspressung herangezogen zu lungspreßstangen 3 und den Trägern 16 mit Abwerden und können demzufolge sehr viel schwächer Standsklötzen 18 ausgefüllt werden. Durch eine geals in der konventionellen Bauweise dimensioniert meinsame Druckleitung läßt sich eine gleichmäßige werden. Damit kann vorteilhaft eine nur über einen 40 Wicklungspressung aller drei Wicklungen erreichen, kurzen Teil der oberen Jochpreßbalken reichende so daß ein Höchstmaß an Gleichmäßigkeit für den oder eine kraftschlüssige Verbindung über dem Wicklungsdruck gegeben ist. Auch dieses Verfahren Kesseldeckel zwischen den Wicklungspreßstangen kann, wie die bereits erwähnten, nach sämtlichen und den als Schenkelpreßplatten wirkenden Preß- Trocknungs-, Evakuierungs- und Tränkungsvorstangen durch die beide verbindenden Druckplatten 45 gangen vorgenommen werden, so daß nachträglich hergestellt werden. keine Volumenänderungen in den Wicklungsisola-

Dabei können die Druckplatten entweder am tionen mehr stattfinden können, wenn der Preßzu-Kesseldeckel oder am oberen Jochpreßbalken be- stand dadurch fixiert wird, daß die Wicklungspreßfestigt sein; im letzteren Fall sind die dann unter stangen 3 mit den Druckplatten 2 fest verbunden, dem Kesseldeckel endenden Wicklungspreßstangen 50 also z. B. verschweißt werden. Es ist leicht einzudurch entsprechende Deckelöffnungen erreichbar. sehen, daß der Deckel 4 wie auch der Jochpreß-

In den Figuren der Zeichnungen sind einige Aus- balken 5 beim Preßvorgang keine Preßkräfte aufführungsformen der Erfindung dargestellt. zunehmen haben.

In F i g. 1 ist die als Schenkelpreßplatte wirkende F i g. 4 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung

Preßstange 1 über die Druckplatte 2, die zur Er- 55 mit einer U-Eisen-förmigen Druckplatte 2, die sich höhung der Steifigkeit aus mehreren Teilen bestehen mit einem Schenkel auf den Kesseldeckel 4 abstützt, kann, mit der Wicklungspreßstange 3 verbunden, wobei das U nach unten offen ist, und deren zweiter wobei die letztere mit einem Gewinde versehen und Schenkel mit der als Schenkelpreßplatte dienende mittels Schraubenkopf 6 verstellbar ist. Sowohl Preß- Preßstange 1 etwa durch Verschraubung, verbunden stange 1 als auch Wicklungspreßstange 3 sind durch 60 ist. An der Innenseite der Druckplatte 2 greift ein Kesseldeckel 4 und Jochpreßbalken 5 hindurch- Preßzylinder 19 an, der seinen Druck über die geführt, ohne daß diese zur Kraftübertragung dienen. Rundköpfe 6 überträgt. Hier besteht also keine Mittels des Schraubenkopfes 6 und des Gewindes an fixierte, sondern eine dauernd regelbare, kraftder Wicklungspreßstange 3 ist diese verstellbar; der schlüssige Verbindung zwischen der Druckplatte 2 Druck wird auf die Preßpfanne 10 übertragen, welche 65 und den Wicklungspreßstangen 3, die wiederum auf der Spulendruckplatte 7 aufliegt. Diese übermittelt Preßpfannen 10 und damit die Wicklung 8 einwirken, den Druck dann auf die Wicklung 8. Zwischen Preß- Preßstangen 1 und Wicklungspreßstangen 3 sind stange 1 und Kern 9 befindet sich die Abstands- und wiederum so durch die Jochpreßbalken 5 hindurch-

geführt, daß letztere keine Wicklungsdruckkräfte aufzunehmen haben. Nach erfolgter Pressung können die Preßzylinder 19 entweder entfernt werden — der Preßdruck würde dann durch Einfügen von (hier nicht gezeichneten) Preßklötzen und durch deren Verschweißen mit den Preßstangen 1 und Wicklungspreßstangen 3 fixiert — oder auch in ihrer Position belassen werden. Dies hat den Vorteil, daß auch nachträgliche Volumenänderungen der Wicklungsisolation infolge Vibrationen während des Betriebs dauernd ausgeglichen werden können, wenn der Druck der Preßzylinder konstant gehalten wird. Letztere Ausführungsform kommt besonders bei Transformatoren mit hoher Kurzschlußbeanspruchung in Betracht.

F i g. 5 zeigt schließlich eine Ausführungsform, bei der die Wicklungspreßstangen 3 durch massive Vierkantstäbe gebildet werden. Die Druckplatten 2 sind rechtwinklig ausgeführt, liegen mit ihrem waagerechten Schenkel unterhalb des Kesseldeckels 4 und sind oberhalb davon mit den Wicklungspreßstangen 2 verschweißt (2"). Diese Schweißnaht nimmt die Kräfte auf, während die Schweißnaht 2' lediglich eine Dichtungsnaht ist. Die als Schenkelpreßplatte wirkende Preßstange 1 ist an der Druckplatte 2 festgeschweißt.

Nach der Trocknung werden mittels Preßzylinder 19, die zwischen Jochpreßbalken 5 und Spulendruckplatte 7 angeordnet sind, die Spulendruckplatten 7 und damit die Wicklung 8 heruntergepreßt, worauf die Wicklungspreßstangen 3 so weit abgesenkt werden, daß sie die Preßpfanne 10 berühren, und abschließend die Druckplatten 2 und Wicklungspreßstangen 3 mittels Naht 2" miteinander verschweißt. Die Druckplatte ist in diesem Ausführungsbeispiel zweiteilig ausgeführt.

Die Preßzylinder 19 können leichter entfernt werden, wenn sie nach dem weiteren Ausführungsbeispiel F i g. 6 unmittelbar unter der Deckelöffnung 4' angeordnet werden. Die Preßstange 1 ist hier mittels Preßbolzen 20 mit den Jochpreßbalken 5 verbunden, auf die die Druckplatten 2 aufgesetzt und so ausgebildet sind, daß darauf noch ein Widerlager 21 für die Pressen 19 befestigt werden kann, wie man in Einzelheiten aus F i g. 7 entnehmen kann. Bei diesem Beispiel werden die Jochpreßbalken mittelbar zur Wicklungspressung herangezogen, jedoch nur ihre zwischen 1 und 2 liegenden Teile, die dann nur in diesem Bereich verstärkt ausgebildet werden, wobei diese Verstärkung gleichzeitig als Führung für die als Stößel ausgebildeten Wicklungspreßstangen dient.

Auf der dreiteiligen Spulendruckplatte 7 sind hier Abstandklötze 22 aus Preßholz befestigt, auf denen die Preßpfanne 10 aufliegt. Die gegen Verdrehen gesicherte Wicklungspreßstange 3 ist am oberen Ende mit der Mutter 24 und dem Sicherungsblech 25 versehen. Für die Mutter 24 dient die Druckplatte 2 als Widerlager, das fest mit dem Jochpreßbalken 5 verschweißt ist.

Nach dem Trocknen und öleinsaugen bis etwa 30 mm unter Oberkante des oberen Preßeisens wird das Widerlager 21 mit den Schrauben 22 montiert und zwischen 21 und 2 eine Hydraulikpresse 19 eingesetzt.

Nach Erreichen des vorgeschriebenen Preßdruckes wird die Mutter 24 gegen die Druckplatte 2 leicht angedreht. Dann werden die Teile 19, 21, 22 ausgebaut, und die Mutter 24 wird mit Sicherungsblech 25 gegen Lösen gesichert. Nach der Montage der Handlochdeckel 23 auf den Deckel 4 wird das Öl vollständig eingefüllt.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur gemeinsamen Pressung der Kerne und Wicklungen von großen Transformatoren mit drei bewickelten, geschichteten Schenkeln unter Verwendung von parallel dazu verlaufenden, innerhalb des Wicklungstragzylinders angeordneten Preßstangen und beiderseits der Joche liegenden, parallel zu diesen verlaufenden Druckplatten und Stegen, in die die Preßstangen eingreifen, wobei die an den Schenkeln eng anliegenden Preßstangen im Verein mit dem Wicklungstragzylinder zur Kernpressung und gleichzeitig als Zugstangen zur einstellbaren Wicklungspressung dienen und ferner zur Einstellung der Kernpressung Verbindungselemente zwischen den Preßsystemen auf beiden Kernseiten vorgesehen sind, nach Patent 1208 810, wobei die Wicklungspreßkraft jederzeit von außerhalb des Transformatorkessels nachstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßstangen (1) am unteren Ende fest mit den unteren als Spulentisch ausgebildeten Jochpreßbalken und am oberen Ende mit Druckplatten (2) verbunden sind, an denen parallel zu den Preßstangen angeordnete Wicklungspreßstangen (3) angreifen und einen von außen einstellbaren Druck auf die den Spulen aufgelegten Spulendruckplatten (7) ausüben.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der von außen aufgebrachte Preßdruck durch an sich bekannte Preßmittel erzeugt wird und nach Übertragung des Preßdruckes auf die Spulendruckplatten mittels den von außen einstellbaren Wicklungspreßstangen die Preßmittel wieder entfernt werden können.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckplatten auf dem Kesseldeckel angeordnet und mit diesem fest verbunden sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckplatten auf den Jochpreßbalken angeordnet und mit diesem fest verbunden sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckplatten öffnungen enthalten, durch die die Preßstangen und die Wicklungspreßelemente hindurchgeführt sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche I₁ 2, 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckplatten teilweise aus dem Kesseldeckel herausragen und gegen diesen abgedichtet sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Druckplatten und den Wicklungspreßelementen Pressen zur Erzeugung des von außen aufgebrachten Wicklungspreßdruckes angeordnet sind.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßstangen und die Wicklungspreßelementc nach Ende des Preßvorganges mit den Druckplatten fest verbunden sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen