DE2118270C3 - Transformator mit Flüssigkeitskühlung - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft Transformatoren mit Flüssigkeitskühlung für große Leistungen mit lamellierten Eisenkernen und mit einem Kessel aus einer inneren und einer äußeren Schale, die sich gegenseitig an keiner Stelle berühren und von denen die innere Schale federnd in der äußeren aufgestellt ist.

An Transformatoren werden, in jüngerer Zeit in zunehmendem Maße bedingt durch ihre häufige Aufstellung in Wohngebieten, größte Anforderungen für +0 einen geräuscharmen Betrieb gestellt. Die geforderten Lautstärken liegen erheblich unter den Lautstärken von Transformatoren in Normalausführung mit einer Induktion in der Größenordnung von 16 kG.

Da die gefordeten niedrigen Lautstärken bei Transformatoren allein durch äußere Maßnahmen am Kessel mit den bisher bekannten Mitteln nicht zu erreichen sind, hat man die Induktion für geräuscharme Transformatorausführungen auf 13 bis 11 kG herabgesetzt.

Die bisher bekannten Maßnahmen zur Dämpfung der Geräuschabgabe bestehen vorwiegend im Einsatz von Dämmwänden, wie die USA.-Patentschrift 3 260 974 am Beispiel eines stationären Transformators zeigt. Die Wirksamkeit von Dämmwänden ist jedoch begrenzt, da beim direkten Anschluß der Radiatoren über Drosselklappen an den Kessel nur die Dämmwände zwischen den Radiatoranschlüssen besonders wirksam sind und außerdem die Schallabstrahlung über den Boden und den Deckel des öo Transformators nicht verändert wird. Weitergehende Kesselverkleidungen, z. B. am Lastschalteranlrieb oder bei wanderfähigen Transformatoren unterhalb der Radiatoren an der Bodenwanne führen in jedem Fall zu komplizierten Dämmwandteilen, die nicht nur sehr aufwendig sind, sondern auch in ihrer Wirkung durch die unvermeidlichen Körperschallbrükken stark herabgesetzt sind.

Durch die britische Patentschrift 679 241 ist ein Tranformator mit einem Kessel aus einer inneren und einer äußeren Schale bekannt, die sich gegenseitig nicht berühren und von denen die innere Schale federnd in der äußeren Schale aufgestellt ist. Jede der beiden Schalen ist durch einen eigenen Deckel nach oben verschlossen. Infolge der durchgehend eingehaltenen Doppelschaligkeit ergeben sich bei dieser Anordnung, insbesondere für die Kühlung und die elektrischen Durchführungen, sehr aufwendige Lösungen.

' An einer Längsseite des Kessels sind auf vorstehenden Tragarmen Kühlmittelsammelrohre vorgesehen, deren Inneres über Wellrohre mit dem Innenraum der inneren Schale verbunden ist. Zwischen c'em oberen und dem unteren Kühlmittelsammelrohr sind Rohre vorgesehen, in denen während der Rückkühlung das Kühlmittel nach unten sinkt. Auf der der Rückkühleinrichtung gegenüberliegenden Längsseite des Kessels sind seitlich vorgebaute Durchführungen für den elektrischen Strom sowohl in der inneren als auch in der äußeren Schale vorgesehen. Dabei sind die einander zugeordneten Enden von je zwei Durchführungen im Raum zwischen den beiden Schalen durch ein flexibles Leiterstück elektrisch miteinander verbunden. Durch die Anordnung der Rückkühleinrichtung auf seitlich vorstehenden Tragarmen und den mit Rücksicht auf die Spannungsfestigkeit erforderlichen großen Abstand zwischen der inneren und äußeren Schale im Bereich der elektrischen Durchführungen ist für die bekannte Anordnung eine sehr große Baubreite schon bei kleinen Transformatorleistungen erforderlich. Da die Gesamtbreite von Transformatoren mit Rücksicht auf ihre Transportfähigkeit vorgegebene Werte nicht überschreiten darf, ist die bekannte Lösung für Transformatoren mit großen Leistungen nicht verwendbar.

Eine bekannte Weiterbildung dieses Transformators ist in der britischen Patentschrift 714 524 beschrieben. Dabei ist der Deckel der inneren Schale als flüssigkeitsgefüllter nach oben offener Trog und der Deckel der äußeren Schale als Dampfdom zum Sammeln von aus der Trogflüssigkeit aufsteigenden Dampfes ausgebildet. Der Raum zwischen der inneren und der äußeren Schale ist nach oben durch eine Membran verschlossen, die einerseits an dem oberen Rand des Troges und andererseits am Übergang der äußeren Schale zum Dampfdom befestigt ist. Es kann daher weder Dampf noch Flüssigkeit aus dem Trog in den Raum zwischen den beiden Schalen eindringen. Durch die besondere Ausbildung der beiden Deckel und deren Verwendung als Verdampfungs-Rückkühleinrichtung wird zwar eine verhältnismäßig kleine Baubreite für den Transformator erreicht, dafür aber die Höhe so weit vergrößert, daß ein Transport des vollständig zusammengebauten Transformators praktisch nicht möglich ist. Außerdem erfordern die besonderen Deckel auch einen erheblichen Aufwand.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, für flüssigkeitsgekühlte Transformatoren mit großen Leistungen eine Anordnung zu schaffen, die eine niedrige Lautstärke bei der Geräuschabgabe gewährleistet und bei der der Aufwand für den aktiven Teil des Transformators dem bei Normalausführungen üblichen Aufwand entspricht, wobei der größte Teil der Herabsetzung der Geräuschabgabe durch den

Einsatz eines aus zwei Schalen zusammengesetzten Kessels erreicht ist, der die Baubteite in den im Hinblick auf den Transport vorgeschriebenen Grenzen hält.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die innere Schale durch einen starr mit ihr verbundenen Kesseldeckel verschlossen ist, daß der Keseldeckel die innere Schale mit einem flanschähnlichen Rand nach allen Seiten mindestens bis über die Seitenwände der äußeren Schale überragt, daß zwischen diesem Rand und der oberen Kante der äußeren Schale eine elastische Richtung vorgesehen ist, die den Raum zwischen der inneren Schale und der äußeren Schale gasdicht nach außen abschließt und daß alle Versteifungen der Schalen avf deren Innenseiten angeordnet sind, wobei Längsversteifungen oben und unten in der äußeren Schale geschlossene Profile bilden, die gleichzeitig als Kühlmittelsammelrohre für auf das Transportprofil abgeschrägte Rückkühlkörper dienen. ao

Die Erfindung ist sehr vorteilhaft, denn sie ermöglicht den Bau von sehr geräuscharmen Transformatoren, ohne die Induktion in dem Eisenkern gegenüber der bei normalen Ausführungen üblichen zu senken. Durch den Fortfall der bisher infolge der kleineren as Induktion erforderlichen Vergrößerung der aktiven Teile des Transformators und durch den Fortfall von zusätzlichen außen angebrachten und weniger wirksamen Dämmplatten wird der größere Aufwand für den doppelschaligen Kessel mehr als ausgeglichen und werden die Außenabmessungen des Transformators insgesamt nicht vergrößert.

Durch du; Verwendung nur eines gemeinsamen Kesseldeckels für beide Schalen genügen bei der erfindungsgemäßen Anordnung auf dem Deckel an geordnete einfache Durchführungen zur Zu- und Ableitung der elektrischen Leistung. Besonders überraschend ist, daß trotz der Unterbrechung der Doppelschaligkeit am Deckel nur eine unwesentliche Zunahme der Lautstärke auftritt, so daß diese annähemd gleich der bei vollständig doppelschaliger Kesselausführung zu erwartenden Lautstärke ist.

Außerdem wird die Baubreite infolge der Verwendung der Längsversteifungen in der äußeren Schale als Kühlmittelsammelrohre auch noch bei sehr großen Transformatorleistungen innerhalb der zulässigen Grenzen gehalten. Durch die Vereinigung der erfindungsgemäßen Merkmale an einem Transformator ist es daher möglich, die für den Transport maximal zulässigen Abmessungen einzuhalten.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an Hand einer Zeichnung näher erläutert.

Auf Rollen 1 ruht eine äußere Schale 2 eines Transformatorkessels. Die Rollen 1 sind in nicht näher dargestellter Art und Weise an den Aufhebestellen der äußeren Schale 2 befestigt. Auf der Innenseite dieser Aufhebestellen sind Druckfedern 3 vorgesehen, auf die eine innere Schale 4 des Transformatorkessel aufgesetzt ist. Die innere Schale 4 enthält einen in der Zeichnung nur angedeuteten Eisenkern 5 mit dazugehörigen ebenfalls nur angedeuteten Spulen 6. Die innere Schale 4, der Kern 5 und die Spulen 6 sind entsprechend der bishei üblichen Normalausführung von Transformatoren ausgebildet und zusammengesetzt. Lediglich die Versteifungen 10 des Transformatorkessels, die bisher üblicherweise außen vorgesehen waren, sind bei der erfindungsgemäßen Anordnung auf der Innenseite der inneren Schale 4 angeordnet.

Nach oben ist die innere Schale 4 durch einen fest und starr mit ihr verbundenen Kesseldeckel 7 verschlossen.

Der Kesseldeckel 7 überragt die innere Schale 4 mit einem flanschähnlichen Rand 8 nach allen Seiten.

Zwischen der Oberkante der äußeren Schale 2 und dem flanschähnlichen Rand 8 ist eine elastische Dichtung 9 vorgesehen, die den Raum zwischen der inneren Schale 4 und der äußeren Schale 2 nach außen gasdicht abschließt. Auf den Innenseiten der äußeren Schale 2 sind oben und unten geschlossene Profile als Längsversteifungen 11 vorgesehen, die gleichzeitig als Kühlmittelsammelrohre dienen. Die Kühlmittelsammelrohre sind über nicht dargestellte Faltenrohre mit dem Innenraum der inneren Schale 4 verbunden und erlauben der Kühlflüssigkeit den Durchtritt zu direkt auf der Außenseite der äußeren Schale 2 befestigten Rückkühlkörpern 12. Die Rückkühlkörper 12 bewirken gleichzeitig noch eine senkrechte Versteifung der Seitenwände der äußeren Schale 2.

Die infolge der wechselnden Induktion am Kern verursachten Schwingungen im Takte der doppelten Netzfrequenz werden im wesentlichen nur bis zur inneren Schale 4 weitergegeben, deren Schwingungen über die zwischen ihr und der äußeren Schale 2 befindliche Luft nur sehr stark gedämpft weitergegeben werden. Bei geeigneter Auswahl der nicht dargestellten Faltenrohre und günstiger Anordnung derselben wird auch über die Kühlflüssigkeit nur eine sehr geringe Schwingungsenergie im Bereich hörbarer Frequenzen an die Rückkühlkörper 12 weitergegeben. Im übrigen kann die Kühlflüssigkeit wie bei bisher üblichen Transformatoren in Normalausführung ungehindert um und in dem aktiven Teil des Transformators aufsteigen und wird nach dem Überwechseln in die Rückkühlkörper 12 gekühlt.

Zur Regelung des Kühlmittelkreislaufes sind zweckmäßig in den verhältnismäßig weit bemessenen Faltenrohren Drosselklappen vorgesehen.

Aus dieser Anordnung ergibt sich trotz der Doppelschaligkeit des Transformatorkessels insgesamt eine sehr kompakte Bauweise, so daß die Transformatoraußenabmessungen kleiner sein können als bei Transformatoren, bei denen die Geräuschherabsetzung durch Verringerung der Induktion im Eisenkern erzielt wurde.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   . Transformator mit Flüssigkeitskühlung für große Leistungen mit lamellierten Eisenkernen und mit einem Kessel aus einer inneren und einer äußeren Schale, die sich gegenseitig an keiner Stelle berühren und von denen die innere Schale federnd in der äußeren aufgestellt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Schale (4) durch einen starr mit ihr verbundenen Kesseldeckel (7) verschlossen ist, daß der Kesseldeckel (7) die innere Schale (4) mit einem flanschähnlichen Rand (8) nach allen Seiten minde stens bis über die Seitenwände der äußeren Schale (2) überragt, daß zwischen diesem Rand (8) und der oberen Kante der äußeren Schale (2) eine elastische Dichtung (9) vorgesehen ist, die den Raum zwischen der inneren Schale (4) und der äußeren Schale (2) gasdicht nach außen abschließt, und daß alle Versteifungen der Schalen (2, 4) auf deren Innenseiten angeordnet sind, wobei Längsversteifungen (11) oben und unten in der äußeren Schale (2) geschlossene Profile bilden, die gleichzeitig als Kühlmittelsammelrohre für auf das Transportprofil abgeschrägte Rückkühlkörper (12) dienen.