DE1810296A1

DE1810296A1 - Arrangement for forced circulation cooling of transformers

Info

Publication number: DE1810296A1
Application number: DE19681810296
Authority: DE
Inventors: Otto Wohlfahrt
Original assignee: Werkzeugmaschinenfabrik Oerlikon Buhrle AG
Current assignee: Rheinmetall Air Defence AG
Priority date: 1968-01-06
Filing date: 1968-11-22
Publication date: 1969-09-04
Also published as: CH465708A; FR1596993A; ES360646A1

Description

Anordnung zur Zwangsumlaukühlung von Transformatoren.Arrangement for forced circulation cooling of transformers.

Um die in elektrischen Transformatoren auftretende Stromwärme und Eisenwärme abführen zu können, sind bereits verschiedene Kühlverfahren und Kühlmittel (beispeilsweise Luft, Oel, Wasser, Pyranol usw.) üblich. So gelangt neben der Selbstkührlung (Strahlung und natürlicher Zug) bei Trockentransformatoren die Fermdbelüftung mit ilf eines Ventilators zur Anwendung. In Oeltransformatoren fliesst das Oel entlang der Leiterisolation durch Kanäle, und die Wärme, welche infolge der Stromwärmervrluste entsteht, muss über das Isoliermaterial an das Oel abgegeben werden. Der hierdurch bedingte Temperatursprung zwischen Kupfer und Oel beträgt üb -licher Weise etwa 10 bis 20°C. Um die wärmeabführenden Oberflächen zu vergrössern, verwendet man Wellblechkessel, Röhrenkessel u.drgl. To the current heat occurring in electrical transformers and To be able to dissipate iron heat are already different cooling methods and coolants (for example air, oil, water, pyranol, etc.) common. So comes next to the self-cooling (Radiation and natural draft) with dry-type transformers the Fermd ventilation ilf of a fan is used. The oil flows along in oil transformers the conductor insulation through ducts, and the heat generated as a result of the electricity heat losses arises must be released to the oil through the insulating material. The one through this The temperature jump between copper and oil is usually around 10 to 20 ° C. Corrugated iron kettles are used to increase the heat-dissipating surfaces. Tubular boiler and similar

Hochleistungstransformatoren erfordern eine Twangsumlaufkühlung, bei. der das im oberen Teil des Kessels befindliche heisse Oel von einer Oelpumpe über einen Oelkühler dem unteren Teil des Kessels wieder zugeführt wird.High-performance transformers require forced circulation cooling. which is in the upper part of the boiler over the hot oil from an oil pump an oil cooler is fed back to the lower part of the boiler.

Die bisherigen Kühlmethoden sind in mancherlei Hinsicht ver besserungsbedüritig und genügen insbesondere bei Hochleistungstransformatoren nicht. The previous cooling methods are in some ways in need of improvement and are not sufficient, especially in the case of high-performance transformers.

L's ist Aufgabe der Erfindung, die Kühlung von Transformatoren, insbesondere von Transformatoren mit extrem hohen Leistungen, zu intensivieren. L's object of the invention is the cooling of transformers, in particular of transformers with extremely high power.

Die vorgenannte Aufgabe läsgt sich dadurch losen, dass erfindungsgemäss im Bereich der Transformatorwicklungen Räume vorgesehen sind, in denen das Kühlmedium einen gegenüber dem übrigen Raum innerhalb des Transformatorkessels unterschiedlichen Druck aufweist. The aforementioned problem can be solved in that according to the invention in the area of the transformer windings spaces are provided in which the cooling medium one that is different from the rest of the space within the transformer tank Has pressure.

Dies ermöglicht eine günstigere Auslegung des Transformators im Vergleich zu Anordnungen mit konventioneller Kühlung. This enables a more favorable design of the transformer in comparison to arrangements with conventional cooling.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes vereinfacht dargestellt. The drawing shows an embodiment of the subject matter of the invention shown in simplified form.

Mit 1 wird ein Eisenkörper eines Dreiphasentransformators, mit 2 sind Unterspannungswicklungen und mit 3 Oberspannungswicklungen bezeichnet. Vom oberen-Ende eines Transformatorkessels 4 führt eine Leitung 5 zu einem Oelkühler 6, welcher über eine weitere Leitung 7 mit einer Oelpumpe 8 in Verbindung steht. Von letzterer gehen Leitungen 9 (Rohre oder Schläuche) zu Ueberdruckräumen 10, welche durch die Transformatorwicklungen 23 sowie Abschlusselemente 11, beispielsweise in Form von Isolier-plattens gebildet werden. Im punktiert dargestellten Raum 12 herrscht Normaldruckz Das heisse Oel gelangt durch die Leitung 5 zum Oelkühler 6, und das rückgekühlte oel wird von der Oelpumpe 8 in die Räume 10 gedrückt. Bildet man die Ober- und die Unterspannungswicklungen als Hohlleiter aus, die sowohl Ceffnungen zum Ueberdruckraum 10, als auch Oeffnungen zum Normaldruckraum 12 aufweisen, so durchströmt das Oel die Wicklungen und tritt in den Normaldruckraum 12 aus, wie es durch Pfeile angedeutet ist. With 1 an iron body of a three-phase transformer, with 2 are low-voltage windings and labeled with 3 high-voltage windings. From the At the top of a transformer tank 4, a line 5 leads to an oil cooler 6, which is connected to an oil pump 8 via a further line 7. Lines 9 (pipes or hoses) go from the latter to excess pressure chambers 10, which through the transformer windings 23 and terminating elements 11, for example in the form of insulating plates. In the dotted space 12 normal pressure prevails z The hot oil passes through line 5 to oil cooler 6, and the recooled oil is pressed into the rooms 10 by the oil pump 8. Forms the upper and lower voltage windings as waveguides, which are both openings to the overpressure space 10, as well as openings to the normal pressure space 12, so the oil flows through the windings and exits into the normal pressure chamber 12, as it is indicated by arrows.

Die Vorteile der beschriebenen Anordnung bestehen darin, das die Windungsisolation den Kühlvorgang nicht behindert; ferner entfallen die zwischen einzelnen Wicklungsscheiben oder Gruppen von Scheiben üblichen Kühlkanäle, wodurch sich wiederum eine erhöhte Kapazität zwischen den Windungen ergibt, was bekanntlich eine bessere Stosspannungsverteilung längs der Wicklung zur Folge hat. Umständliche Verschachtelungen oder andere Massnahmen zur Spannungssteuerung sind dann in vielen Fällen vereeidbar. The advantages of the arrangement described are that the Winding insulation does not hinder the cooling process; furthermore, the between individual winding disks or groups of disks usual cooling channels, whereby in turn, there is an increased capacitance between the windings, which is known results in a better surge voltage distribution along the winding. Awkward Nesting or other voltage control measures are then in many Cases.

An Stelle von hohlen Transformatorwicklungen kann man auch massive Leiter vorstehen, zwischen denen sich Kühlrohre, vorzugsweise aus antimagnetischem Material befinden. Diese Rohre können auch, zumindest teilweise,aus Isoliermaterial bestehen. Instead of hollow transformer windings, massive ones can also be used Head protruding, between which there are cooling tubes, preferably made of non-magnetic Material. These tubes can also, at least in part, be made of insulating material exist.

Der Zeichnung entsprechend sind die Ueberdruckräume 10 zwischen den Ober- und Unterspannungswicklungen vorhanden. Man könnte aber selbstverständlich auch innerhalb der Wicklungen selbst Zwischenräume bilden, Abschlusselemente anordnen und mit Zuleitungen verbinden. According to the drawing, the overpressure spaces 10 are between the High and low voltage windings available. But of course you could also form gaps within the windings themselves, arrange closing elements and connect with supply lines.

Darüber hinaus liesse sich das Kühlmedium den Hohlleitern auch direkt mittels Schläuchen zuleiten. In addition, the cooling medium could also be applied directly to the waveguides through hoses.

Schliesslich ist es denkbar, das Oel nicht in die Räume 10 hineinzudrücken, sondern am oberen Ende der Wicklungen abzusaugen, durch den Kühler 6 zu fördern und am Kesselboden wieder zurückzuführen. Der Druckraum 12 hätte in diesem Fall einen höheren Druck als der Druckraum 10. Finally, it is conceivable not to press the oil into rooms 10, but to suck off at the upper end of the windings, to convey through the cooler 6 and returned to the bottom of the boiler. The pressure chamber 12 would have in this case a higher pressure than the pressure chamber 10.

Die Zeichnung bezieht sich auf einen Dreiphasentransformator. The drawing refers to a three-phase transformer.

Die vorgeschlagene Anordnung kann aber selbstverständlich auch bei Einphasentransformatoren, Hochspannungsdrosseln usw. mit gleichem Vorteil angewandt werden.The proposed arrangement can of course also be used in Single-phase transformers, high-voltage chokes, etc. are applied with equal advantage will.

Bezeichnungsliste. Designation list.

1 = Eisenkörper eines Dreiphasentransformators 2 = Unterspannungswicklungen 3 = Oberspannungswicklungen 4 = Transformatorkessel 5 = Leitung zum Oelkühler 6 = Oelkühler 7 = Leitung zur Oelpumpe 8 = Oelpumpe 9 = Leitungen zu Ueberdruckräumen 10 = Ueberdruckräume 11 = Abschlusæelemente 12 - Normaldruckraum 1 = iron body of a three-phase transformer 2 = low voltage windings 3 = high voltage windings 4 = transformer tank 5 = line to oil cooler 6 = Oil cooler 7 = line to oil pump 8 = oil pump 9 = lines to overpressure chambers 10 = overpressure spaces 11 = closure elements 12 - normal pressure space

Claims

Arrangement for forced circulation cooling of transformers, chokes and the like, characterized in that spaces (10) are provided in the area of the transformer windings (2, 3) in which the cooling medium has a space opposite the remaining space (12) inside the transformer tank (4 ) has different pressure.

1. Arrangement according to claim 1, characterized in that with Excess pressure spaces (10) between windings of different types are provided with sealing elements (11) There are voltage and lead via lines (9) to an oil pump (8), which with an oil cooler (6) is connected.

3. Arrangement according to claim 1, characterized in that with Excess pressure spaces (10) provided within the windings are provided with closing elements (11) are of the same voltage and lead via lines (9) to an oil pump (8), which is connected to an oil cooler (6).

Arrangement according to claim M, characterized in that the transformer windings (2,3) are designed as waveguides, which both have openings to overpressure spaces (10) as well as openings to normal pressure spaces (12).

1 5. Arrangement according to claim /, characterized in that cooling tubes are attached between massive winding conductors, the both openings to overpressure spaces (io) and openings to normal pressure spaces (12) have.

6. Arrangement according to P6f rc Hanseatic +,

characterized in that the cooling duct tubes are made of anti-magnetic material. . Arrangement according to the w, <ec claims - and

characterized in that the cooling duct tubes consist at least partially of insulating material.