DE2226114A1 - Trockentransformator - Google Patents

Description

• Trockentransformator Die Erfindung betrifft Trockentransformatoren offener Bauart mit mindestens einem axialen Kühlkanal in der außen liegenden Wicklung und unter Berücksichtigung einer nur von deren Außenmantel durch Strahlung zusätzlich abgeführten Wärmemenge gleichen Übertemperaturen in allen Wicklungsteilen.
• Trockentransformatoren offener Bauart führen die in ihren Wicklungen erzeugte Verlustwärme, außer durch Konvektion mit der umgebenden Luft auch durch,Wärmestrahlung von dem Außenmantel der äußeren Wicklung ab. Werden nun in den Wicklungen zur Wärmeabfuhr zusätzliche Kühlkanäle vorgesehen und die Wicklungen dabei aus gleich großen Wicklungsteilen aufgebaut, so ergeben sich infolge der unterschiedlichen Wärmeabfuhr unterschiedliche Übertemperaturen in den verschiedenen Wicklungsteilen. Besonders dann, wenn keine Zwangsbelüftung der Trockentransformatoren vorgesehen ist, hat die Wärmeabfuhr durch Wärmestrahlung vom Außenmantel des äußersten Wicklungsteiles erheblichen Einiluß und senkt die Übertemperatur n dem außenliegenden Wicklungsteil. Um den eingesetzten Werkstoff auch in diesem Wicklungsteil thermisch voll auszunutzen, ist bei bisher bekannten Anordnungen der Querschnitt des Wickelleiters gegenüber dem.in den übrigen Wicklungsteilen geändert worden. Das hat jedoch den Nachteil, daß der Wickelvorgang zur Herstellung der Verbindung zwischen den Leitern mit unterschiedlichem Querschnitt unterbrochen werden muß, und daß außerdem annähernd die doppelte Anzahl von Wickelleiterquerschnitten vorhanden sein müssen.
• Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde für Trockentransformatoren offener Bauart mit mindestens einem axialen Kühlkanal einen Wicklungsaufbau zu schaffen, bei dem der verwendete Wickelleiter auf seiner gesamten Länge sowohl elektrisch als auch thermisch gleich gut ausgenutzt ist.
• Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß von den durch den Kühlkanal gebildeten Wicklungsteilen das äußere bei unverändertem Wickelleiterquerschnitt mehr Windungen enthält als das innere und daß dieses äußere Wicklungsteil in radialer Richtung dicker ist als das innere.
• Nach zweckmäßigen Ausgestaltungen der Erfindung ist vorgesehen, daß die Wicklung mit allen Wicklungsteilen fortlaufend aus einem Wickelleiter gewickelt ist und daß die Kühlluftströmungen an den Mantelflächen und im Kühlkanal der Wicklung frei von mechanischen Antrieben erfolgen.
• Die erfindungsgemäße Anordnung kann in vorteilhafter Weise bei als Folien,Runddrahtspulen- oder Runddrahtlagenwicklungen ausgeführten Wicklungen angewendet werden.
• Die Erfindung ist sehr vorteilhaft, weil die gesamte Wicklung mit einem einzigen Wickelleiterquerschnitt ausgeführt werden kann und alle sonst infolge von Querschnittsänderungen erforderlichen Lötstellen entfallen. Dadurch kann insbesondere auch bei Folienwicklungen ohne großen Aufwand in den einzelnen Wicklungsteilen die gleiche Übertemperatur erzielt werden.
• Anhand einer Zeichnung werden einige Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Dabei zeigen Fig. 1 eine Folienwicklung Fig. 2 eine Runddrahtspulenwicklung Fig. 3 eine Runddrahtlagenwicklung in erfindungsgemäßer Anordnung.
• Eine einen nicht dargestellten Transformatorkern umfassende Unterspannungswicklung 2 bildet mit ihrem Außenmantel die innere Begrenzungsfläche eines Streukanales 1. Die Außenseite des Streukanals 1 wird von einem Wicklungsteil 3 dargestellt, der zusammen mit einem Wicklungsteil 4 einen Kühlkanal 5 bildet.
• Bei allen Figuren sind einander entsprechende Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen und ist nur ein Ausschnitt aus der Gesamtlänge der Wicklungen gezeichnet.
• An den senkrechten Wänden der Unterspannungswicklung 2 und der Wicklungsteile 3 und 4 wird durch Konvektion Wärme an die Umgebungsluft abgegeben. Die dadurch erzielte Wärmeabgabe ist bei entsprechender Wahl der Kanalabmessungen an allen Wicklungsbegrenzungsschichten in etwa gleich groß.
• Außer durch Konvektion wird von allen Begrenzungsflächen der Wicklungsteile auch durch Strahlung Wärme abgeführt.
• Die Wärmeabgabe durch Strahlung von den den Streukanal 1 und den Kühlkanal 5 begrenzenden Wicklungsflächen hebt sich jedoch mit der von der gegenüberliegenden Wicklungsfläche zugeführten Wärmemenge gegenseitig auf, so daß diese Flächen im Ergebnis keine Wärme durch Strahlung abführen können. Lediglich von der nach außen gekehrten Seite des Wicklungsteiles 4 kann Wärme durch Strahlung abgeführt werden, da dieser Seite kein Transformatorbauteil gegenüber liegt. Um auch den in dem äußeren Wicklungsteil eingesetzten Werkstoff genauso auszunutzen, wie den in den übrigen Wicklungsteilen, sind entsprechend dieser zusätzlichen Wärmeabfuhr durch Strahlung mehr Windungen in dem Wicklungsteil 4 vorgesehen. Dabei ist in den zusammen vorzugsweise die Oberspannungswicklung bildenden Wicklungsteilen 3 und 4 der gleiche Wickelleiterquerschnitt verwendet.
• Diese Anordnung, bei der der äußere Wickelteil stärker ist und mehr Windungen aufweist als die übrigen Wicklungsteile, läßt sich bei allen Wickelarten und Wickelleiterquerschnitten anwenden.

Claims (4)

1. Patentansprüche

   ~ . .

   Trockentransformator offener Bauart mit mindestens einem axialen Kühlkanal in der außen liegenden Wicklung und unter Berücksichtigung einer nur von deren Außenmantel durch Strahlung zusätzlich abgeführten Wärmemenge gleichen Übertemperaturen in allen Wicklungsteilen, dadurch gekennzeichnet, daß von den durch den Kühlkanal (5) gebildeten Wicklungsteilen (3,4) das äußere (4) bei unverändertem Wickelleiterquerschnitt mehr Windungen enthält als das innere (3) und daß dieses äußere Wicklungsteil (4) in radialer Richtung dicker ist als das innere (3).
2. 2. Trockentransformator nach Anspruch.1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklung mit allen Wicklungsteilen (3,4) forlaufend aus einem Wickelleiter gewickelt ist.
3. 3. Trookentransformator nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlluftströmungen an den Mantelflächen und im Kühlkanal (5) der Wicklung frei von mechanischen Antrieben erfolgen.
4. 4. Trockentransformator nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklung als Folien-, Runddrahtspulen- oder Runddrahtlagenwicklung ausgeführt ist.