DE1638928A1

DE1638928A1 - Transformator mit Lagenwicklung und erzwungener OElstroemung

Info

Publication number: DE1638928A1
Application number: DE19671638928
Authority: DE
Inventors: Werner Fink
Original assignee: Transformatoren und Roentgenwerk GmbH
Current assignee: Transformatoren und Roentgenwerk GmbH
Priority date: 1967-10-16
Filing date: 1967-10-16
Publication date: 1971-08-05

Description

Transformator mit hagenwicklung end-

erzwungener ölströmung.

nie

betrifft einen Transformator -mit

lagenweiser Wicklung und mit erzwungener olsträ@»

mang in den i "ühlkanäleu*

Transformatoren großer Leistung lassen sich in

hinreichendem Maße kühlen, wenn das Kühlöle,

aätzliah zur T.erm4phon#@yrkung noßh -durch PUM=

peu gefördert wir dj ° - . _ -

Entscheidend für den ezup ratt1rogruag- machen

Wicklung und Kühlöl ist die Wärmeüberga.gszahl

bzw. der Wärmeübergangewiderstand, Dieser wehrt

hängt aber maßgeblich von der ,Art der Strömung

in den Kanälen der Iagenwicklung ab, Während

bei turbulenter Strömung eine gleirhmäßig hohe

Wärmeübergangszahl über der gänzen wiaklungsl'änge.-

angenommen werden kann, ist der Wärmeübergang bei

laminarer Strömung sehr verschieden, Abgesehen -

von den sogenannten Anlaufstrecken der laminaren

Strömung, in denen eine g-e wärmeilbe rtragung -

von dem heiter auf das. Kühlöl vorliegt, ist in

den Gebieten, mit ausgebildeter laminarer Strömung

die- AbführuaG von Wärme durch Konfektion, ver-

glichen mit Gebieten, mit turbulenter Strömung,

wesentlich schlechter, Das kommt daher, da.ß sich

aus der anfänglich dünnen Grenzschicht, die sich

ergib-t, ,weil cri der Oberfläche des Leiters plüs-

aigkaia haftet, die--die gleiche Temperatur wie

der Leiter aufweist, ein Temperaturfeld enerickelt

das 4a dem-Leiter- beginnt und zur Achse des Kühl-

kanales _:tartscbzsitet; Nach überschreiten die-

ser,

Anlaufstrecke sinkt die Wärme-

übezSäegszah:l erheblich -ab und dis Wärmeabfühung

durch Konfektion :ist vermindert

uräulente Strömungsverhältnisse lassen sich

aber- andererseits in den Kühlkanälen von Lagen-

wicklungen schwer erzwingen, was sie. aus folgen.-

dem- ergabt& Die Kühlkanäle zwischen den Lagen

lassen eich aus technologischen Gründen nicht

breliebig schmal ausführen, insbesondere weil

eine uneewollte Verdeckung des Kauales jede Öl.

Strömung und damit Kühlung unterbinden würde,

Deshalb sind Kühlkanalbreiten von 3 bis mm kaum

zu unterbietend, Damit ist aber der Querschnitt des

Kanale®praktisch vorgegeben i denn der- Durchmes-

®er der Wicklung ist durch andere Zusammenhänge

bedingt.

Da es sich. bei den Kühlkanälen von Iägenvrickm

lungen um sogenannte konzentrische Ringspalten

handelt, müßte, um mit turbulenter Strömung rech* -

neu zu können, eine Reynoldsche Zahl von > 2 I

erreicht werden, Da aber andererseits die Rey#-

noldsche Zahl für eine bestimmte -geometrische .

Abmessung außer von einigen Stoifkonstanten-le»

diglich noch von .der Geschwindigkeit abhängt,

ergibt sich, daß bei den für turbulente trömUng -

notwendigen Geschwindigkeiten und den Abmessungen

der Kanäle-derartige Ölmangen gefördert werden

müßten, äaß die Aufwebdungen für die Pumpen.

Aggregate erheblich wären. Aus diesen -Gründen

nimmt man, will man die erheblichen Aufwendungen

für die pumpen.Aggregate na.Ght aufbringen,: _ lamim

nares Strömungsverhalten mit seinem scheehte&

Wärmeübergang in Kauf. _ -

:As ist Zweck der vorliegenden :Erfindung, die Küh:-

lung von Transformatoren mit Iagenwi aklung -und

erzwungener Ölströmung -zu verbessern.:-.:-

Aufgabe der Erf indung -ist es, ohne ßrzwngung _ .

von turbulenter Strömung durch Erhöhung der trö-

mungsgesehwindigkeit den Wärmeübergang-@bei -tagsu.» -

wicklungea und erzwungener ,Ölströmung mi:to in

fachen Liitteln zu verbe ssern -

Diese Auf gab e wir d erf indungsgemäß dadur oh, ge löst' daß zwischen den Windungen angeordnete, aus der Lage herausragende, aus Isolierstoff bestehende T®ile vorgesehen sind, die die laminare Btrbmung aufreißen und immer Wieder neue Anlaufstrekken schaffen$ in denen Turbulenz herrscht.

ä Am zweckmäßigsten lassen sich solche Wirbelbildner schaffen, indem Preßspanstreifen als Beilauf gewickelt wird, wobei die Höhe der Pr®ß.spanstreifen größer sein muß, als die_-Stärke- der- dickeldr änte, Zweckmäßigerweise werden die Wirbelbildner in einem Abstand voneinander angeordnet, der ungefähr so groß oder kleiner als die -thermische Anlaufstrecke ist-.

Zwar ist es an sich bekannt, bei Wärmetauschern in d:ei Kanäle dirbelbildner einzubauen. Diese stehen entweder mit den Kanalwänden in Verbindung und wirken dann als Rippen, oder sind zentrisch in den Rohren angeordnet:- Da bei gärmetätüschern nicht wie bei Wicklungen elektrische Potentialunterschiede zwischen den zu kühlereden Flächen bestehen und die Platten-der Wärmetauscher metalliseh blank und nicht, wie die Windungen der Wcklungen, mit Papier isoliert sind, bestehen dort nicht nur gänzlich andere Verhältnisse hin-

sohtlch der Dimensionierung der Wirbalbzltner

sondern, Eis bestehen auch keine Probieme be-:

lich der Anordnung und. -Befestigung derselben- -

-

den voh Köhlflüsagkait durchströmten Kanäle- 11-a

Anhand eines Ausführungsbespeles wirrt der ergeh=

stand der Exflndun& näher beschrieben. Die zuge=.@

hörige Zeichnung zeigt _ einen Ausschnitt -,aus: erinex

1.jage einer Wicklung eine=s: Traasfoemato.rs,. -

Auf einem Wickelrohr 'sind mit .Papier se ia#@

te: Leiter aufgewiL#ckelt.Zwischen dex Leiter

3,--

und einem Wickelrohr, 4- für. die nächste ga 1at

ein Kühlkanal 5 vorge ehe, t defi v an Öl &urchströmt

wird. Um die Ausbildung einer laminaren , StröMUn&

zu vermeiden und immer= wiedaz neue Aalaufatrecks

zu schaffen' in denen Turbulenz herrscht und in

deren -Bereich die Wärmeübe:rg#ags.zahl verbältnia--

mäß.iS hoch lie.gt# sind- '#firbe#lT?ldnr 6 vorgerseheny

de in Form, voa- - Beizauf aus, Zresgan zwischen, die

V[indungen der hagenwicklung eingewickelt sied:..

Diese Anordnung sorgt nicht nur dafür,. de- -die,

Ausbildung einer larminaren Strömung bei cszwunga#

nein ölumlauf vermiedern wird#:- ee@ ist auch h,n-,

sichtlich das erforderlichen'Aufwatadas gering und

vers.chl ech"tert in keiner- We iss - die Isvla@tzcxn der

Claims

B. t a- n t a- n s p m ü c h- e

't Tranffformator mit lagenwezser Vlicklung und er- zwungener Ölströmung in. den Kühlkanälen, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den- Windungen ange- ordne-te t aus der Lage herausragende, aus Iso- l@ersto-ff-.be$tehende Teile vorgesehen sind zur Schafung immer neuer Anlauf streoken für die Strömung,. in denen. Turbulenz herrscht. 2. Transformator :nach Anspruch 't., dadurch gekennp . zeichnet, da;ß die aus der Lage herausragen.de@2 Teilet als Beilauf gewickelt sind, Transformator nach Anspruch: 1a dadurch. Bekenn- zeir-hnet, -äaß die aus der Lage herausragenden Teile in Abständen, angeordnet sind, die- ungefähr gleich oder kleiner- den thermischen Aalagtstre cken sind.