DE2422677A1

DE2422677A1 - Improved cooling of transformers with forced oil circulation - involves incorporating baffle elements to give turbulent flow

Info

Publication number: DE2422677A1
Application number: DE2422677A
Authority: DE
Inventors: Max Hofmann; Heinz Dipl Ing Ubl
Original assignee: Transformatoren Union AG
Current assignee: Transformatoren Union AG
Priority date: 1974-05-10
Filing date: 1974-05-10
Publication date: 1975-11-20

Abstract

In a normal transformer construction the winding layers (1, 2) are separated by distance pieces (3) to give a series of ducts (6) through which the cooling oil is circulated. In these relatively regular ducts the coolant flow tends to be laminar with a consequent loss of heat transfer effectiveness. To give a turbulent flow short, rigid channel shaped insulation sections (4) are fitted over the distance pieces and provided with projections or vanes (5) into the oil duct. These act to disturb the flow and cause turbulence. By arranging the vanes to lie against alternate windings up the coil a zig}zag flow may also be introduced.

Description

Vorrichtung zur Verbesserung der Kühlung von Transformatorenwicklungen Zur Verbesserung der Kühlung von Transformatoren mit einer Lagenwicklung und erzwungener Öl strömung in den durch Distanzleisten aufrecht erhaltenen und teilweise begrenzten Kühlkanälen zwischen den einzelnen Wicklungslagen ist es bekannt, in die Kühlkanäle hineinragende wirbelerzeugende Elemente in Form von aus der Lage radial herausragendem Beilauf aus Preßspan 'zwischen den Windungen der Lagen einzuickeln (OS 1 638 28). Device for improving the cooling of transformer windings To improve the cooling of transformers with a layer winding and forced Oil flow in the upright and partially limited by spacer bars Cooling channels between the individual winding layers are known in the cooling channels protruding vortex-generating elements in the form of radially protruding from the position Enclosure made of pressboard to be wound between the turns of the layers (OS 1 638 28).

Zwecks Erzielung eines günstigeren Füllfaktors sowie eines größeren Variationsspielraums hinsichtlich der Anbringung der wirbelerzeugenden Elemente und nicht zuletzt auch aus ökonomischen Gründen ist auch schon vorgeschlagen worden, die wirbelerzeugenden Elemente mit die Wicklung in Umfangsrichtung ganz oderteilweise umschließenden Trägern zu vereinigen. Dies kann beispielsweise in der Form gescnehen, daß die wirbelerzeugenden Elemente an den Trägern für die Distanz leisten befestigt oder aus den Trägern selbst gebildet sind (P 2 25 870.1).In order to achieve a more favorable fill factor as well as a larger one Variation in terms of the attachment of the vortex-generating elements and not least for economic reasons, it has already been suggested the vortex-generating elements with the winding in the circumferential direction completely or partially to unite enclosing girders. This can be seen, for example, in the form that the vortex-generating elements are attached to the supports for the distance or are formed from the carriers themselves (P 2 25 870.1).

Es sind nun Fälle denkbar, in denen die beispielsweise durch Gurte verkörperten Träger für die wirbelerzeugenden Elemente eine in einem solchen Ausmaß vergrößerte Abdeckung der betreffenden Spulenoberflächen bewirken, daß hinsichtlich ler Kühlwirkung nennenswerte Nachteile auftreten. Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit für die Anordnung und/oder Ausbildung von wirbelerzeugenden Elementen zu finden, welche die im vorstehenden erwähnte Unzulänglichkeit ausschließt und der Kühlung optimal zugängige Spulenoberflächen gewährleistet.Cases are now conceivable in which the belts, for example embodied supports for the vortex generating elements to such an extent increased coverage of the coil surfaces concerned cause that with regard to Significant disadvantages occur with regard to the cooling effect. The present invention lies hence the underlying task of providing a possibility for the arrangement and / or training of vortex-generating elements which have the above-mentioned inadequacy and guarantees optimally accessible coil surfaces for cooling.

Diese Aufgabe ist dadurch gelöst, daß erfindungsgemäß die zwischen den einzelnen Wicklungslagen ohnehin vorhandenen Distanzleisten als Halter für die wirbelerzeugenden Elemente herangezogen sind. Dabei hat es sich als zweckmäßig erwiesen, wenigstens einem Teil der Distanzleisten eine U-förmige Umkleidung zuzuordnen, derart, daß diese Umkleidung als Zwischenstück zwischen einer Wickungslage und dem dieser zugewandten Stirnseite der betreffenden Distanzleiste iiegt, ur.5. an den freien Schenkeln dieser Fmxleldlmg entweder im Abstand axial übereinanderliegende lapper.fmrmiZe Wirbelelemente anzubringen oder die freien Schenkel der Umkleidungen jeweils mit solchen Einschnitten zu versehen, daß lappenförmige Wirbelelemente durch Hochklappen der freigeschnittenen Schenkelteile erhalten werden.This object is achieved in that, according to the invention, the between the individual winding layers anyway existing spacer bars as a holder for the vortex-generating elements are used. It has proven to be useful assign a U-shaped cladding to at least part of the spacer strips, in such a way that that this cladding as an intermediate piece between a winding layer and this facing face of the spacer bar in question lies, ur.5. to the free Legs of this Fmxleldlmg either axially superimposed lapper.fmrmiZe To attach vortex elements or the free legs of the casings each with to provide such incisions that flap-shaped vertebral elements by folding up the cut leg parts are obtained.

Die Wirbelelemente können dabei jeweils axial und/oder radial gegeneinander versetzt sein, außerdem können sie auch unter einem beliebigen Winkel bezogen auf die Längsachse der Distanzleisten verlaufen.The vortex elements can each axially and / or radially against one another be offset, they can also be based on any angle the longitudinal axis of the spacer bars run.

Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung können die Wirbelelemente aunh Bestandteil der 3istanzleisten sein, indem die Distanzleisten bereits von vornherein so geschnitten oder ausgestaltet werden, daß sie Wirbelelemente aufweisen.According to a further concept of the invention, the vortex elements also be part of the 3 spacer bars by adding the Spacer bars be cut or designed from the outset so that they are vortex elements exhibit.

Die Erfindur.g wird im nachstehenden anhand der Zeichnung, die einige Ausführungsbeispiele wirbelerzeugender Elemente schematisch veranschaulicht, noch näher erläutert.The Inventur.g is in the following with reference to the drawing, which some Exemplary embodiments of vortex-generating elements schematically illustrated yet explained in more detail.

Es zeigen: Fig. 1 einen Ausschnitt einer Lagenwicklung mit Distanzleisten und wirbelerzeugenden Elementen perspektivisch, Fig. 2 die Ansicht eines Wicklungsabschnitts von oben, die Figuren 3-4 Varianten der Anordnung von Wirbelelementen.The figures show: FIG. 1 a section of a layer winding with spacer strips and vortex-generating elements in perspective, FIG. 2 is a view of a winding section from above, Figures 3-4 variants of the arrangement of vortex elements.

Wie aus den Figuren 1 und 2 hervorgeht, ist zwischen der Wicklungslage 1 und den sich mit ihrer entgegengesetzten Stirnfläche an der Wicklungslage 2 abstützenden Distanzleisten 3 jeweils ein U-förmig ausgebildetes schienenartiges Teil 4 aus einem geeigneten Isolierstoff wie Preßspan, Gewebefolie oder Papier vorgesehen, derart, daß eine mechanisch feste Einheit gewährleistet ist. Das U-förmig ausgebildete Schienenteil enthält Wirbelelemente 5, welche sich in den Kühlkanal 6 hinein erstrecken. Dabei richtet sich die Ausdehnung der Wirbelelemente 5 in radialer wie in axialer Richtung jeweils nach den entsprechenden Voraussetzungen. Das heißt, die Wirbelelemente 5 können in einem bestimmten Kühlsystem hinsichtlich ihrer flächenmäßigen Ausdehnung wie auch räumlichen Anordnung auch unterschiedlich sein.As can be seen from FIGS. 1 and 2, there is between the winding layers 1 and those which are supported with their opposite end face on the winding layer 2 Spacer strips 3 each have a U-shaped rail-like part 4 from a suitable insulating material such as pressboard, fabric film or paper provided, such as that a mechanically solid unit is guaranteed. The U-shaped rail part contains vortex elements 5 which extend into the cooling channel 6. Included the expansion of the vortex elements 5 is directed in the radial as well as in the axial direction in each case according to the corresponding requirements. That is, the vortex elements 5 can in a certain cooling system with regard to their areal expansion as well as spatial arrangement can also be different.

Wie die- Figuren 3 und 4 zeigen, besteht auch die Möglichkeit, die Wirbelelemente 5 so anzuordnen, daß axial übereinanderliegende, an benachbarten Distanzleisten 3, 3' gehalterte oder angebrachte Wirbelelemente sich in radialer Richtung entweder überlappen oder einen Abstand voneinander aufweisen Des weiteren können die Wirbelelemente~einzeln oder paarweise bezogen auf die Längsachse der Distanzleisten auch unter einem Winkel kleiner oder größer als qOo angeordnet sein. Schließlich besteht auch die Möglichkeit, die U-förmigen Umkleidungen abwechselnd zwischen der Wicklungslage 2 und der entsprechenden Stirnseite der Distanzleiste und der Wicklungslage 1 und der entsprechenden Stirnseite der Distanzleiste anzuordnen.As FIGS. 3 and 4 show, there is also the possibility of the Vortex elements 5 to be arranged so that axially superimposed, at adjacent spacer strips 3, 3 'supported or attached vortex elements in the radial direction either overlap or have a distance from one another Furthermore, the vortex elements can be used individually or in pairs in relation to the longitudinal axis the spacer bars are also arranged at an angle smaller or larger than qOo be. Finally, there is also the option of alternating the U-shaped casings between the winding layer 2 and the corresponding face of the spacer bar and to arrange the winding layer 1 and the corresponding end face of the spacer bar.

Eine Vorrichtung zur Verbesserung der Kühlung von Transformatoren mit Lagenwicklung der im vorstehenden geschilderten Art wird besonders ökonomisch, wenn die Wirbelelemente bereits Bestandteil der Distanzleisten sind, das heißt, wenn die Distanzleisten bereits von vornherein so gestaltet bzw. geformt werden, daß sie Wirbelelemente aufweisen.A device for improving the cooling of transformers with layer winding of the type described above is particularly economical, if the vortex elements are already part of the spacer bars, that is, if the spacer bars are designed or shaped in this way from the outset, that they have vortex elements.

- Patentansprüche -- patent claims -

Claims

Claims) Device for improving the cooling of transformers with layer winding and forced oil flow in the upright thanks to spacer strips obtained and partially limited cooling channels, consisting of in the cooling channels protruding vortex-generating elements, characterized in that the spacer strips are used as a holder for the vortex-generating elements.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that between at least one end face of the spacer strips and the corresponding winding layer each U-shaped intermediate pieces are provided, the vortex-generating Elements included.

3. Device according to claims 1-2, characterized in that the vortex-generating elements on the side walls of the U-shaped intermediate pieces are glued on.

4. Device according to claims 1-2, characterized characterized in that the vortex-generating elements are separated from the side walls and then bent up.

5. Device according to claims 1-4, characterized in that in the circumferential direction of the winding layer adjacent, axially superimposed vortex elements overlap each other at least partially.

6. Device according to claims 1-4, characterized in that in the circumferential direction successive, axially superposed vortex elements are arranged at a distance from each other.

7. Device according to claims 1-6, characterized in that the vortex elements at least partially based on the longitudinal axis of the spacer strips are arranged at an angle less than or greater than 900 to this axis.

8. Apparatus according to claim 1 and claims 6 and 7, characterized characterized in that the vortex-generating elements are part of the spacer bars are.