DE2060894B2

DE2060894B2 - Geräuscharme Transformatoranordnung

Info

Publication number: DE2060894B2
Application number: DE2060894A
Authority: DE
Inventors: Hideo Kawasaki Kanagawa Katayama (Japan)
Original assignee: Fuji Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 1969-12-11
Filing date: 1970-12-10
Publication date: 1975-01-02
Also published as: US3629757A; DE2060894A1; DE2060894C3; GB1304557A

Description

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Die Erfindung betrifft eine geräuscharme Transformatoranordnung, bei der ein ölgekühlter Transformator in einer geräuschabgeschirmten Kammer angeordnet ist und die ölabkühlung durch eine Verdampfungskühlung erfolgt (GB-PS 714 524).

Durch den rasch anwachsenden Bedarf an elektrischer Energieversorgung für Städte und deren Umgebungen ist es notwendig geworden, daß Hochleistungs-Transformatoren in dicht besiedelten Gebieten errichtet werden mußten. In diesem Zusammenhang entstand so aber auch das Bedürfnis, bei nahe an Wohngebieten liegenden Transformatoranordnungen die von den Anordnungen ausgehenden Geräusche weitgehend zu vermindern.

Die bei einer derartigen Transformatoranordnung auftretenden Geräusche kommen einmal vom Hauptteil des Transformators Selbst und zum anderen von den Kühlsystemen für die Transformatoranordnung. Bis jetzt wurde das Geräusch des Hauptteils des Transformators im wesentlichen dadurch vermindert, daß der Transformator mit einer geräuschabschirmenden Wand umgeben ist Es hat sich jedoch gezeigt, daß eine Verminderung des Geräusches von den mit dem Transformator verbundenen Kühlern schwieriger ist als eine Geräuschverminderung des Hauptteils des Transfermators, und in verschiedenen Fällen hat es sich gezeigt, daß die Geräusche von den Kühlern lauter sind als die des Hauptteils des Transformators.

Bei einem selbstkühlenden öltransformator z.B. (Ja-Gbm 11 707) wird das Geräusch vom HauptteB des Transformators durch das kühlende öl zu den angeschlossenen Kühlem (oder Radiatoren), welche an der Außenseite der geräuschabschirmenden Kammer liegen, übertragen, so daß damit eine weitere Geräuschquelle entsteht In ähnlicher Weise ist das Geräusch bei einem ölzjrkufierenden, gebläsegekühlten Transformator vom Gebläse her sehr stark und bei einem Transformator mit Wasserkühltürmen erreichen die Geräusche vom Gebläse und außerdem vom fallenden Wasser eine weit höhere Stärke.

Es ist auch eine geräuscharme Transformatoranordnung bekannt (GB-PS 714 524), bei der die vom Transformator ausgehenden Geräusche, sei es durch mechanische Übertragung oder durch Flüssigkeitsübertragung, dadurch vermindert werden, daß einerseits das Transformatorgehäuse in einem zweiten Gehäuse untergebracht ist und mit diesem nur über elastische Elemente in Berührung steht und andererseits die aus den? Transformatorgehäuse als Gas aufsteigende Kühlsubstanz in einem an dem zweiten Gehäuse fest angebrachten Kühler aufgefangen, verflüssigt und im freien Fall dem Transformatorgehäuse wiedergegeben wird. Damit wird zwar erreicht, daß das vom Transformator unmittelbar kommende Geräusch unterdrückt wird, daß iber die Geräusche des am äußeren Gehäuse angebrachten Kühlers unbeeinflußt bleiben. Ein weiterer Nachteil der bekannten Anordnung liegt darin, daß die Kühlsubstanz nur durch Konvektion am Transformator vorbeibewegt wird, der Transformator also schlecht gekühlt wird und daß für die Wiederabkühlung der Kühlsubstanz ein großer Leistungsverbrauch im Verflüssiger aufgewendet werden muß.

Auch ist bei Transformatoranordnungen die Verwendung von Kühlern mit Kühlschlangen bekannt (US-PS 1 334 041), wobei allerdings zwei abgeschlossene Kühlsysteme Anwendung finden und eine GertUischunterdrückung nicht beabsichtigt ist.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Transformatoranordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der das Geräusch aus Transformator und aus Kühleinrichtung so niedrig wie möglich gehalten und eine wirksame Kühlung des Transformators durch geringen Einrichtungsaufwand gewährleistet werden soll.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe auf einem ersten Weg durch eine Transformatoranordnung gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, daß ein Kühler mit einer Kühlschlange, in der das Kühlöl des Transformators zirkuliert, und ein Vorratstank mit flüssigem Gas außerhalb der geräuschabgeschirmten Kammer angeordnet sind und daß das flüssige Gas aus dem Verratstank auf die Kühlschlange gerichtet ist, derart, daß das gegen die Kühlschlange geführte Gas eine im wesentlichen der Verdampfungswärme dieses Gases entsprechende Wärmemenge von dem Kühlöl abführt und das verdampfte Gas direkt in die Atmosphäre entweicht

Eine zweite Lösung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß ein Kühler mit einer Kühlschlange, in der das Kühlöl des Transformators zirkuliert, innerhalb und ein Vorratstank mit flüssigem Gas außerhalb der geräuschabgeschirmten Kammer angeordnet sind und daß das flüssige Gas aus dem Vorratstank auf die Kühlschlange gerichtet ist, derart, daß das gegen die Kühlschlange geführte Gas eine im wesentlichen der Verdampfungswärme dieses Gases entsprechende Wärmemenge von dem Kühlöl abführt und das ver-

dampfte Gas Ober ein in der Decke der Kammer vorgesehenes Auslaßrohr direkt in die Atmosphäre entweicht

Mit der Erfindung wird eine nahezu geräuschlos arbeitende Transfonnatoranordnung erreicht, da hierbei Insbesondere die Kühleinrichtung ohne elektrisch angetriebene Vorrichtungen arbeiten kann. Da das zur Kühlung des Kühlöls benutzte Gas nach seiner Verwendung in die Atmosphäre abgegeben wird, kann der Aufbau der Anordnung verhältnismäßig einwandfrei seia Die erfindungsgemäße Anordnung läßt die Verwendung eines Flüssiggases zu, beispielsweise Stickstoff mit einem Siedepunkt von —196° C, so daß gegenüber den bekannten Vorrichtungen eine viel stärkere Kühlwirkung des Kühlöls bewirkt wird. Durch den zirkulierende»¹ ölkreislauf wird einerseits der Transformator mit größerer Effizienz gekühlt und andererseits kann das öl durch das Gas schneller abgekühlt werden.

Auf der Zeichnung sind Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise dargestellt und zwar zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung einer Transformatoranordnung gemäß dem ersten Lösungsweg der Erfindung und

F i g. 2 eine schematische Darstellung einer anderen Transformatoranordnung gemäß dem zweiten Lösungsweg der Erfindung.

In der F i g. 1 ist ein Hauptkörper 1 einer Transformatoranordnung gezeigt, welche in einer geräuschabgeschirmten Kammer 2 in einem Haus oder von geräuschabschirmenden Wänden umgeben angeordnet ist, was weitgehendst in dieser Art bekannt ist Ein Kühler 3 für das Kühlöl des Hauptteils 1 des Transformators ist in dieser Ausführungsform der Erfindung außerhalb der geräuschabgeschirmten Kammer 2 vorgesehen und ist mit dem Hauptteil J des Transformators über die Ölleitung 4 und die öl-Versorgungspumpe 41 verbunden. Einerseits wird nun ein vci flüssigtes, in einem Tank aufbewahrtes Gas über ein Rohr 6 und eine Pumpe 61 in das Innere des Kühlers 3 geleitet und gegen die äußere Oberfläche der Kühlschlangen 31 des Kühlers 3 geführt Das verflüssigte Gas umgibt die Kühlscnlange 31, welche auf einer entsprechend dem durch den Transformator zirkulierenden öl hohen Temperatur liegt, und verdampft dabei, so daß Wärme für die Verdampfung von der Schlange 31 abgeführt wird und die Temperatur des zirkulierenden Öls erniedrigt wird.

Es hat sich gezeigt daß die Kühlanordnung des Transformators mit der oben beschriebenen Ausführungsform den Geräuschpegel weit niedriger halten kann als die üblichen Kühlsysteme, wie die vorhin beschriebenen luftgekühlten oder Kühl-Turm-Typen, und daß deren Kühlwirksamkeit ebenso hervorragend sind. Das so verdampfte Kühlmedium wird hernach direkt an die Atmosphäre abgelassen, wodurch eine Kompli-S kation der Kühlanordnung vermieden wird, und ein entstehendes Geräusch in der Kühlanordnung kann wesentlich vermindert werden.

Als verflüssigtes Gas für das Kühlmedium wird ein nicht brennbares Gas, wie z.B. Stickstoff verwendet

ίο wodurch keine Feuergefahr gegeben ist

Weiterhin kann ein Klemmensatz des Transformators, wie in der Zeichnung gezeigt, durch die Durchführung 11 herausgeführt werden, welche die Wand 21 der geräuschabgeschirmten Kammer 2 zur Außenseite der

is Kammer durchdringt, und der andere Klemmen-Satz kann über den Kabelkopf 12 mit unterirdischen Kabeln verbunden sein.

Die geräuschabgeschirmte Kammer 2 kann weiterhin mit einer Lufteinlaßöffnung 22 und einer Auslaßöffnung 23 durch die Wände 21 ausgebildet sein, so daß die Temperatur im Inneren der Kammer nicht zunehmen kann, wobei diese öffnungen aber derart ausgebildet sind, daß der Geräuschunterdrückungs-Effekt dtr Kammer 2 nicht verschlechtert wird.

In F i g. 2 ist eine andere Aosfuhrungsform der Erfindung gezeigt, wobei die Kühlanordnung 3 im Inneren der geräuschabgfcachirmten Kammer 20 zusammen mit dem Hauptteil 1 des Transformators angeordnet ist
In dieser Anordnung wird das verdampfte Gas, welches die Kühlschlange 31 im Inneren des Kühlers 3 gekühlt hat, an die Atmosphäre über ein großes Auslaßrohr in Form eines Abzuges 24 abgelassen, wobei dieses mit der geräuschabgeschirmten Kammer 20 für den Abzugs-Effekt der Kammer in Verbindung stehen soll.

Ferner liegt der Versorgungstank 5 für das verflüssigte Gas außerhalb der Kammer 20 und ist mit einem Rohr

über eine Pumpe 61, wie im vorhergehenden Beispiel, angeschlossen.

In diesem Beispiel kann das Rohr 6 sich noch in ein

anderes Rohr 62 verzweigen, welches sich in die geräuschabgeschirmte Kammer 20 hinein öffnet, so daß das verflüssigte Gas teilweise durch das Rohr 62 tritt und die Temperatur der Kammer 20 somit geregelt werden kann.

In jedem der in F i g. 1 und 2 gezeigten Beispiele kann der Vorratstank 5 für das verflüssigte Gas an einem höher liegenden Ort angeordnet sein als der Kühler 3. wodurch auf Grund des Höhenunterschiedes des Tanks 5 und des Kühlers 3 die potentielle Energie nutzbar verwendet wird und somit die Pumpe 61 weggelassen werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

ίο

■^1. Geräuscharme Transformatoranordnung, bei der ein ölgekühlter Transformator in einer geräuschabgeschirmten Kammer angeordnet ist und die Ölabkühlung durch eine Verdampfungskühli"jig erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß ein !Kühler (3) mit einer Kühlschlange (31), In der das Kühlöl des Transformators zirkuliert, und ein Vorratstank (5) mit flüssigem Gas außerhalb der ge· räuschabgeschirmten Kammer <2) angeordnet sind und daß das flussige Gas aus dem Vorratstank (5) auf die Kühlschlange (31) gerichtet ist, derart, daß das gegen die Kühlschlange (31) geführte Gas eine Im wesentlichen der Verdampfungswtnne dieses Gases entsprechende Wärmemenge von dem Kühlöl abführt und das verdampfte Gas direkt in die Atmosphäre entweicht (F ig. 1).
2. Geräuscharme Transformatoranordnung, bei der ein ölgekühlter Transformator in einer geräuschabgeschirmten Kammer angeordnet ist und die ölabkühlung durch eine Verdampfungskühlung erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kühler (3) mit einer Kühlschlange (31), in der das Kühlöl des Transformators zirkuliert, innerhalb und ein Vorratstank (5) mit flüssigem Gas außerhalb der geräuschabgeschirmten Kammer (2) angeordnet sind und daß das flüssige Gas aus dem Vorratstank (5) auf die Kühlschlange (31) gerichtet ist, derart, daß das gegen die Kühlschlange (31) geführte Gas eine im wesentlichen der Verdampfungswärme dieses Gases entsprechende Wärmemenge von dem Kühlöl abführt und das verdampfte Gas über ein in der Decke der Kammer (20) vorgesehenes Auslaßrohr (24) direkt in die Atmosphäre entweicht (F i g 2).