DE2057604A1

DE2057604A1 - Kuehlkanalanordnung einer Scheibenspulenwicklung bei Transformatoren oder Drosselspulen

Info

Publication number: DE2057604A1
Application number: DE19702057604
Authority: DE
Inventors: Karel Dipl-Ing Havlicekm; Josef Klesa
Original assignee: SHKODA NARODNI PODNIK
Current assignee: SHKODA NARODNI PODNIK
Priority date: 1969-12-22
Filing date: 1970-11-24
Publication date: 1971-06-24
Also published as: CS149308B1; AT312092B; FR2071971B1; FR2071971A1

Description

Patentanwalt Dipt Phys. Dr. Waiihcr Junfus

Hannover, Abbistr. 20 22. November 1970

Dr.J/K. Meine Akte: 1944-

Skoda, narodni poclnik, Plzen

Kühlkanalanordnung einer Scneibenspulenwicklung bei Transformatoren oder Drosselspulen

Die Erfindung betrifft die Kuhlkanalanordnung einer ücheibenspulenwicklung bei '.Dransformatoren oder Drosselspulen.

Die Erfindung soll eine verbesserte Ableitung der in der Wicklung durch Verluste entstandenen Wärme ermöglichen.

Eine wirkungsvolle Strömungsregelung des KÜhlmediums in den Axial- und liadialkühlkanälen bei Ücheibenspulenwicklungen für Transformatoren oder Urossel-

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spulen wird derzeit r,. B. durch Anordnung der wicklung mit zwei äußeren axialen Kühlkanälen erreicht, die wechselweise durch abdichtende Scheidewände abgeschlossen werden. Das Kuhlmedium strömt im wicklungsteil von einem äußeren Axialkanal durch einige radiale Kühlkanäle in den zweiten äußeren axialen Kühlkanal, wo die Strömungsrichtung des Kühlmediums gewendet wird und das Kühlmedium im weiteren Teil der V/icklung in ähnlicher Weise in entgegengesetzter Richtung strömt, so daß es längs der ganzen v/icklungshöhe mehrmals die Strömungsrichtung ändert. Durch diese Durchspülung der Wicklung wird eine sehr wirkungsvolle Kühlung erzielt. Jeder der äußeren axialen Kühlkanäle muß jedoch für die Ableitung der gesamten V/ärmemenge dimensioniert sein, die durch Verluste in der Wicklung entsteht. Diese axialen Kühlkanäle sind verhältnismäßig breit, war. an snannungsbeanspruchten Stellen der .,'icJilung, besonder?, ar:¹ ./ic^lun^seingang äußerst; unerwünscht ist, dean der auf die Breite des axialen Kühlkanals entfallende unterschied des elektrischen l'otentials kann eine Ionisierung des Kühlmediums verursachen, en kann auch ein Ißolationsdurchschlag im Kühlkanal erfolgen.

DiQ&ngeführten ilacnteile werden durch die erfindungsgemäße Ausführung beseitigt.

Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß die axialen Kühlkanäle der Scheibenspulenwicklungen für Transformatoren oder Drosselspulen, und zwar insgesamt drei im ganzen oder teilweisen Wicklungsquerschnitt bei

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Transformatoren oder Drosselspulen, mit aMichtenden Scheidewänden versehen sind. Der innere axiale Kühlkanal ist in der Längsachse des Wicklungsquerschnittes ausgeführt und die beiden äußeren axialen Kühlkanäle sind an den beiden Seiten des inneren axialen Kühlkanals gelegen. An den äußeren axialen Kühlkanälen sind abdichtende Scheidewände angebracht, und zwar je zv/ei einander gegenüberliegend in einer waagerechten Ebene. In dem inneren axialen Kühlkanal sind die abdichtenden Scheidewände stets außerhalb dieser Ebene angebracht. Die Breite der axialen Kühlkanäle kann in Längs- " richtung veränderlich sein, wobei in der Sbene der abdichtenden Scheidewände der äußeren axialen Kühlkanäle die Breite des inneren axialen Kühlkanals am größten und in der Ebene der abdichtenden Scheidewände des inneren axialen Kühlkanals die Breite der äußeren axialen Kühlkanäle am größten ist. In den äußeren axialen Kühlkanälen sind an der Eingangsstelle der Spannung in die Wicklung zwischen den abdichtenden Scheidewänden und der Innenfläche des äußeren Isolierzylinders und der äußeren Fläche des inneren Isolierzylinders zusätzliche Isolierzylinder gelegt. Die abdichtenden Scheidewände können auch als statische Schutzringe ausgebildet sein. Durch M

diese Anordnung der Kühlkanäle und der in ihnen angebrachten abdichtenden Scheidewände in Verbindung mit der veränderlichen Breite der axialen Kühlkanäle wird eine bessere Verteilung des Kühlmediums in die radialen Kühlkanäle erzielt, wodurch die Kühlwirkung vergrößert wird. Die veränderliche Breite der axialen Kühlkanäle kann vorteilhaft durch Änderung der Windungszahl der Scheibenwicklung erzielt werden. Die Wirkung der zusätzlichen Isolierzylinder äußert sich in der Breitenänderung der

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axialen Kühlkanäle, der Dickeirvergrößorung der äußeren Wicklungsisolation gegenüber ■ ncleren 'wicklungen und Anzapfungen oder der üorigen geerdeten '"eile des Transformators, wie z. B. dem Behälter, magnetischen Kreis u. ä.. Vorteilhaft kann auch die Funktion der abdichtenden Scheidewand mit der funktion des statischen Schutzringes verbunden werden.

Das V/es en der Erfindung ist nachstehend anhand eines in der Zeichnung schematisch da.rgestellten Au^fuhrungsueispieles näher erläutert, üs aeigen:

Fig. 1 einen uchnitt durch die l'ransformatorv/icklung mit drei axialen kühlkanälen;

■tfig. 2 einen Schnitt durch die 'fransformatorwicklung mit drei axialen kühlkanälen, und zwar einem inneren axialen Kühlkanal und zwei äußeren Kühlkanälen in der wicklung;

Pig. 3 einen Schnitt durch die Traiisformatorwicklung mit drei axialen Kühlkanälen und mit einem 3pannungseingang in der Latte der V/icklungshöhe;

Fig. 4 einen Teilschnitt durch die l'ransformatorwicklung ähnlich wie in Fig. 3, jedoch mit einer anderen Anordnung der abdichtenden Scheidewände.

In Fig. 1 ist eine Transformatorwicklung mit axialen Kühlkanälen 1 und 3 veranschaulicht, von denen der innere axiale Kuhlkanal 3 in der Längsachse des Wicklungsquerschnitt es und die beiden äußeren axialen

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Kühlkanale 1 an seinen beiden Seiten angeordnet sind, lind zwar zwischen der Innenoberfläche der i/icklung 6 und der Außenoberfläche des inneren Isolierzylinders 8, ferner zwischen der Außenoberflache der v/icklung 6 und der Innenoberfläche des äußeren IsolierZylinders 7· In den äußeren axialen Kühlkag/ßlen 1 sind abdichtende Scheidewände 2, stets zwei einander gegenüber in einer waagerechten Ebene eingebaut. Im inneren axialen kühlkanal 3 befinden sich die abdichtenden Scheidewände 4 außerhalb dieser Ebene. Die 3trömungsrichtung des Kühlmediums ist durch Pfeile -gekennzeichnet» ™

Ji^lig. 2 zeigt einen Schnitt durch eine Transformatorwicklung mit einem inneren axialen Kühlkanal 13 und zwei äußeren axialen Kühlkanälen 11, wouoi alle drei axialen jt-ühlkanäle 11 und 13 in der Wicklung 6 ausgeführt sind. Alle drei axialen Kühlkanäle' 11 und 13 haben einen veränderlichen ',,,uerschaitt in Hühenrichtung, v/ob ei der innere axiale Kiialkanal 13 den größten ^uersolmitt Ln der jjJbene der abdient enden'Scheidewände 2 der äußeren axialen Iui.hlk.male 11, und die UuL er en axialen Kühlkanäle 11 den größten ^uuruchnitt in der Koene der abdichtenden Scheidewände 4 des; inneren axialen Kühlkanals 13 aufweisen. Am Anfang und i'Jnde der l/icklung 6 sind die abdichtenden Scheidewände 2 der äußeren axialen Kühlkanäle 11 als stationäre »Ücherheitsringe 12 ausgeführt. Die -Wicklung liegt zwischen dem inneren Isolierzylinder B und dem äußeren Isolierzylinder 7. Die Utromrichtung des Kühlmediums ist durch !'feile angedeutet.

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Fig.· 3 zeigt einen Schnitt durch die Wicklung 6 des Transformators mit de- JJnannungs-jingang 5 in der l'ühenmitte der wicklung 6, wit einem inneren αχi,al er. Kühlkanal 13 mit veranderlicner lireite ο es Kühlkanal- ;uüt·- schnittes und mit L Viii,! er en axialen .,/ihlkanälen 11 , die auch eine veränderliche Ouerschnittbreite aufweise:¹. Diese veränderliche breite des La:j/;.lq_uerschnit tes wird durch Einlegen zusätzlicher Isolierzylinder 9 beim Spannungseingang 5 in die wicklung 6 und bei den statisehen Öchutzringen 14 zwischen die abdichtenden Scheidewände 2 der äußeren axialen Kahlkanäle 11 und zwischen die Außenfläche des inneren Iöolierzylinders 8 und dia Innenfläche des äußeren Isolierzylinders 7 erreicht und ferner durch Änderung der v/indungszahl in der Scheibe der Wicklung 6. Die abdichtenden Scheidewände 2 des lasieren axialen Kühlkanals 13 sind am Jnde der ..'icklung 6 als statische Schutzringe 10 ausgeführt. Die Strü'mmgsrichtung des Kühlmediums ist durch .ffeile angedeutet.

In Fig. 4 ist ein Teilschnitt durch die Wicklung 6 des Transformators dargestellt, die äußere axiale 1·.UhIkanüle 11 aufweist, welche abdichtende Scheidewände 2 nur an ihrem Ende haben. Die Höhenmitte der Wicklung 6 welot hier keine abdichtenden Scheidewände 2, 4 (1'¹Ig. 1) auf. Die Wicklung 6 ist jedoch mit einem inneren axialen Kühlkanal 13 mit abdichtenden Scheidewänden 4 versehen. Der veränderliche Querschnitt der axialen Kühlkanäle 11, 13 ist am Ende der wicklung b und wird in den äußeren axialen Kühlkanälen 11 durch zusätzliche Isolierzylinder 9 zwischen den abdichtenden Scheidewänden 2 und der äußeren Fläche des inneren Isolierzyli.nders 8 und der

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inneren Fläche des äußeren Isolierzylinders 7 erzielt und im inneren axialen Kanal 13 durcIi Änderung der windungszahl in der Scheibe der Jielilun^. Die Wicklung 6 hat einen Spannungseingang 5 in der Höhenmitte der Wicklung 6, wo sich statische Siciiorheitsringe 14 befinden.

In sämtlichen abgebildeten leispielen der ürfindungsausführung ütro'mt das Külilmedium- in der v/icklung 6 aus _M beiden äußeren axialen Kühlkanalen 1, 11 durch die ra- ™ dialen Kühlkanäle, der V/icklung 6 in den inneren axialen kühlkanal 3, 13, wo der Kühlmediumstrom in der JJbene der abdichtenden Scheidewände 2 in den axialen Kühlkanälen 1, 11 gewendet wird und im weiteren Teil der Wicklung 6 in umgekehrter Richtung aus dem inneren axialen Kühlkanal 3, 13 durch die radialen Kühlkanäle der Wicklung 6 in die äußeren axialen Kühlkanäle 1, 11 fließt, wo er wieder in der Ebene der abdichtenden Scheidewände 4- des inneren axialen Kanals 3, 13 gewendet wird, üiec wiederholt sich öfters längs der w'icklungshöhe, so daß das Kühlmedium die Strömungsrichtung mehrmals ändert. M

Durch Anwendung der Lrfindung wird eine intensive Kühlung der Scheibenwicklung bei sehr guter Isolierung der durch die Spannung am meisten belasteten Wicklungs teile, besonders am Spannungseingang, erzielt. i5ei Anwendung einer intensiven Kühlung erreicht man eine Herabsetzung der Wicklungsmasse bei gleichzeitiger Verminderung der Isolierentfernungen vom Wicklungseingang, besonders im I soli erliauptkanal.

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,in. weit er f. 3.' Vorteil ο ο a L c3 it in d;-r 7ev. :iiKloru:·;, c-cr

Tenpcratur >^;e:·* iiiciJ.PH;, /jt-.vy.jri'bc-r der LurcL-orrn.er.'i r.r der ^:..'iekl Un₁Jj or;;-, ie ■eT;.)er;/turverteilun^ J.änr-f-. eier .,icK:lim_;;Flj.r^pio 1.;,t j.infolge eier Ij;-teneiven Lühlun^: ^¹ eicjmi.Ui.' i/^oi-. lix:i:"ol;;ecer-:_:-i;j;. Il t eine größere Rel;.--stunf_ der .Vickluiif und .".-ich den ^cn^en
■Jrancfor".;\torB ocj. ivvü-^f ri,·; ι i:;cn \ ■:< :'].f:tui;gon möglich, ein derartig 'iul ^f'ihrtor -'^ryiisiOr^ator i.?t fi?r einexi größeren Verv/ejidun^.'-ibereicli _£ cei^aet u:n.d hat fiuch oinc größere Lebensdauer.

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Claims

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t e η t a η s ρ r ü c Ii e

^ülilkanal anordnung einer öchöi'benHpulenwicklung bei .transformatoren oder Drosselspulen, dadurch ^ekemizeicimet,

daß die axialen Lüiillcanäle, und zwar insgesamt drei in dem ganzen oder in einem Teil des .;uertchnittes der iransformatorwicklung oder der Drosselspulen, als ein innerer axialer Kühlkanal (3) in der Längsachse des W'iolclungsquerschnittes f

und zwei äußere axiale Kühlkanale (1) an seinen beiden Seiten ausgeführt sind und Scheidewände (2, 4) haben

und daß in den äußeren axialen Kühlkanälen (1) die abdientenden Scheidewände (2) stets au zweit einander gegenüber in einer Ebene angebracht sind und in dein inneren axialen Kühlkanal (3) abdichtende Scheidewände (4) stets außerhalb dieser Ebene angebracht sind.

2. Kühlkanalanordnung einer Scheibenapulenwicklung nach Anspruch 1,
dadux'ch gekennzeichnet,

daß die Breite der axialen Kühlkanäle (1, 3) in ihrer- Längsrichtung veränderlich ist, daß die Breite des inneren axialen Kühlkanal;·' (3) in der Ebene der abdichtenden Scheidewände (2) der äußerem axialen i.iLhIkanüle (1) und die breite der äußeren axialen Kühlirnnäle (1) in dur lObone der abdichtenden Scheidewände; (4) des inneren axialen Kühlkanals (J) am großtun ist.

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Luhllcaiialanorduiui^ einer •ici.^ijorLopul&r nach Anr.pracL. 1 und 2,

dadurcli ^ekennzeijanet, da,3 in. dis äußeren ax 'Kühlkanäle (11) >π der oteilc ties Spannun^yeLr ganger ^3) iti die ,/icklung (ό) zvvi.-clieri die a teiideii ociaeidew-inde (2) ;i.nd die innere i?lü.ciie äußeren Iüolier;;ylinder.^c: (7) und die äui.iere ? des inneren Isolierzylinder;.· (r>) zuFJätsl iclue zylinder (y) t,ele_ot sind.

4. Kühlkanal anordnung einer p^ nach Anspruch 1, 2 und 3,
d adur c h £ e k e mi ζ e i c on et,

daß die abdichUenden ijcheidov/inde (2, 4) als statische ochutürinoe (1C, 12) ausgeführt sind.

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