DE2638209A1

DE2638209A1 - High power interface linking power station generator to transformer - has cooling oil pumped between coaxial conductor and outer cylindrical casing

Info

Publication number: DE2638209A1
Application number: DE19762638209
Authority: DE
Inventors: Armand Dipl Ing Dreger
Original assignee: BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1976-08-25
Filing date: 1976-08-25
Publication date: 1978-03-09

Abstract

The high-power interface connects a power station's generator (2000MVA) to its transformer and is cooled by oil pumped from a heat exchanger. The conductors in the interface are hollow and enclosed by an outer casing. The cooling oil flows in the gap between conductor and outer casing. The diameter of the casing is c. 1.4 times that of the conductor. The oil cools both the current-carrying conductor and the outer casing.

Description

"Generatorableitung" "Generator derivation"

Die Erfindung bezieht sich auf eine gekapselte Generatorableitung mit einem Kühlkreislauf.The invention relates to an encapsulated generator discharge line with a cooling circuit.

Die Generatorableitung ist die leitende Verbindung zwischen dem Generator und dem Transformator eines Kraftwerkes.The generator discharge is the conductive connection between the generator and the transformer of a power plant.

Es sind Bestrebungen im Gange, das Leistungsvermögen der Generatoren weiter zu erhöhen, wobei angestrebt wird, Generatoren für eine Leistung von ca. 2000 MVA auszulegen.Efforts are underway to increase the performance of the generators to increase further, with the aim of producing generators for an output of approx. 2000 MVA.

Die Abführung solcher Leistungen vom Generator zum Transformator über annehmbare Leiterquerschnitte kann nur mit Hilfe einer forcierten Kühlung der Generatorableitung erfolgen. Dabei ist zu berücksichtigen, daß neben der Stromwärme im Leiter, auch die Stromwärme in den Kapseln aufgrund der induzierten Längsströme abgeführt werden muß. Eine weitgehende Vermeidung der Leitungsverluste durch die Verwendung von Supraleitern ist wegen des damit verbundenen zu großen wirtschaftlichen Aufwandes noch nicht möglich.The transfer of such services from the generator to the transformer Acceptable conductor cross-sections can only be achieved with the help of forced cooling of the generator discharge line take place. It should be noted that in addition to the current in the conductor, also the current heat in the capsules can be dissipated due to the induced longitudinal currents got to. An extensive avoidance of line losses through the use of superconductors is because of the associated too large economic effort not yet possible.

Es ist eine Generatorableitung bekanntgeworden, wo nur der rohrförmige elektrische Leiter von einem Kühlmittel durchströmt wird, während für die Kapsel eine natürliche Kühlung vorgesehen ist. Diese Art der Kühlung reicht nur für eine sehr begrenzte Leistungsübertragung aus.A generator derivation has become known, where only the tubular electrical conductor is traversed by a coolant, while for the capsule natural cooling is provided. This type of cooling is only enough for one very limited power transfer.

Weiter ist eine Generatorableitung bekanntgeworden, die mit einem Luftstrom gekühlt wird, der zwischen elektrischem Leiter und Kapsel entlanggeführt ist. Die intensive Luftkühlung läßt gegenüber der vorgenannten Kühlart eine gewisse Steigerung der Leistungsübertragung zu, führt aber bei den zu übertragenden Strömen von mehr als 45 kA zur Überdimensionierung der Generatorableitung, was neben dem Nachteil des großen Platzbedarfs auch sehr unwirtschaftlich ist.Furthermore, a generator derivative has become known that with a Air flow is cooled, which is guided along between the electrical conductor and the capsule is. The intensive air cooling leaves a certain degree of cooling compared to the aforementioned type of cooling Increase in the power transfer to, but leads to the currents to be transferred of more than 45 kA for oversizing the generator discharge, what besides the The disadvantage of the large space requirement is also very uneconomical.

Aus der US-PS 2 861 119 ist ferner eine Generatorableitung mit einem Kühlkreislauf bekannt, bei welchem das Kühlmittel zuerst durch den hohlen Leiter strömt und dann auf dem Weg zwischen Leiter und Kapsel wieder zurück in den Kühler gelangt. Dieses Kühlprinzip ist für die Übertragung relativ geringer Ströme gedacht, das wegen der teilweise komplizierten Strömungsverhältnisse und der ungleichmäßigen Kühlung von Leiter und Kapsel zur Übertragung der angestrebten hohen Ströme nicht geeignet ist.From US Pat. No. 2,861,119 a generator derivation with a Cooling circuit known in which the coolant first passes through the hollow conductor flows and then back into the cooler on the way between the conductor and the capsule got. This cooling principle is intended for the transmission of relatively low currents, because of the sometimes complicated flow conditions and the uneven flow Cooling of conductor and capsule for the transmission of the desired high currents not suitable is.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit relativ geringem Aufwand eine Generatorableitung für hohe Ströme zu schaffen, deren elektrische Leiter und Kapseln von einer forcierten Kühlung gleichmäßig erfaßt werden.The invention is based on the object with relatively little effort to create a generator discharge for high currents, their electrical conductors and Capsules are evenly gripped by a forced cooling.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur Abführung der Stromwärme im elektrischen Leiter und in der Kapsel, das Kühlmittel im Raum zwischen Leiter und Kapsel strömt, und daß der kreisringförmige Querschnitt des Raumes einem Ringspalt angenähert ist.This object is achieved according to the invention in that for discharge the current heat in the electrical conductor and in the capsule, the coolant in the room flows between the conductor and the capsule, and that the circular cross-section of the Space is approximated to an annular gap.

Eine zweckmäßige Aus- und Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß der Kühlkreislauf eine Regeleinrichtung aufweist, mit der die Kühlwirkung an jeden Belastungsfall angepaßt wird, so daß die Generatorableitung optimal gekühlt wird.An expedient training and development of the invention consists in that the cooling circuit has a control device with which the cooling effect is adapted to each load case, so that the generator discharge is optimally cooled will.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß Leiter und Kapsel so dimensioniert sind, daß ihre relativ großen Oberflächen mit dem zwischen ihnen strömenden Öl in gutem Wärmekontakt stehen, wodurch die Stromtragfähigkeit der Generatorableitung verbessert wird.The advantages achieved with the invention are in particular: that the conductor and capsule are dimensioned so that their relatively large surfaces are in good thermal contact with the oil flowing between them, which increases the current-carrying capacity the generator derivation is improved.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.An embodiment of the invention is shown in the drawing and is described in more detail below.

Es zeigt: Fig. 1 in schematischer Darstellung eine Generatorableitung mit forcierter Kühlung; Fig. 2 einen Querschnitt durch Kapsel und Leiter.It shows: FIG. 1 a schematic representation of a generator derivative with forced cooling; Fig. 2 shows a cross section through the capsule and conductor.

Die Figur 1 zeigt die zwischen einem Generator 1 und einem Transformator 2 angeordnete einphasig gekapselte Generatorableitung 3. Weiterhin ist in der gleichen Weise der an den Generatorklemmen X Y Z herausgeführte Sternpunkt 4 des Generators gekapselt. Die Kapselung 11 der Generatorableitung, wie auch die des Sternpunktes,bildenüber den Generator eine Einheit. An der Trafoseite und an der Sternpunktseite sind die freien Enden der einzelnen Kapseln über sogenannte Kapsel verbinder 5, 14 miteinander verbunden. Ein Kühl- und Pumpenaggregat 6 fördert über eine Zuleitung 7 ein Kühlmittel z.B.Figure 1 shows the between a generator 1 and a transformer 2 arranged single-phase encapsulated generator discharge 3. Furthermore, is in the same Way, the star point 4 of the generator that is led out at the generator terminals X Y Z capsuled. The encapsulation 11 of the generator discharge, as well as that of the star point, form over the generator one unit. On the transformer side and on the star point side are the free ends of the individual capsules via so-called capsule connector 5, 14 with each other tied together. A cooling and pump unit 6 conveys a coolant via a feed line 7 e.g.

Öl in die Kapselverbindung auf der Trafoseite. Das Öl wird hier auf die drei einzelnen Kapseln verteilt, strömt in diesen zwischen Leiter und Kapsel zur Sternpunktseite des Generators und fließt von hieraus über eine Rückleitung 8 zurück zum Kühl- und Pumpenaggregat 6, womit der Kühlkreislauf geschlossen ist. Zur Ausbildung der in den Kapseln induzierten Längs ströme sind noch weitere Kapselverbinder 9 in der Nähe der Generatorklemmen vorgesehen. Damit sich die Längsströme nicht auch auf die Zu- und Rückleitung des Kühl-und Pumpenaggregates ausbreiten können, sind diese über entsprechende Isolierstücke 10 von der Kapselung elektrisch isoliert.Oil in the capsule connection on the transformer side. The oil is on here distributing the three individual capsules, it flows between the conductor and the capsule to the star point side of the generator and flows from there via a return line 8 back to the cooling and pump unit 6, with which the cooling circuit is closed. To form the longitudinal currents induced in the capsules, further capsule connectors are also required 9 provided near the generator terminals. So that the longitudinal currents do not spread to the supply and return lines of the cooling and pump unit can, they are electrically connected to the encapsulation via corresponding insulating pieces 10 isolated.

Aus dem in Figur 2 dargestellten Querschnitt durch die Kapsel 11 und den elektrischen Leiter 12 ist zu erkennen, daß der Durchmesser des Leiters dem Durchmesser der Kapsel angenähert ist und etwa einem Verhältnis von ungefähr 1 : 1 4 entspricht. Durch den dabei erreichten ringspaltförmigen Zwischenraum 13 strömt das Kiiliimittel, z.B. Öl, wobei es zu einem guten Wärmekontakt mit den großen Oberflächen des Leiters und der Kapsel kommt und weiterhin noch ein guter Durchsatz des Kühlmittels bei mäßigem Energieaufwand gewährleistet ist. Die Kühlung wird noch verbessert durch eine im Kühlkreislauf angeordnete (in der Zeichnung nicht dargestellte) Regeleinrichtung.From the cross section shown in Figure 2 through the capsule 11 and the electrical conductor 12 can be seen that the diameter of the conductor is the Diameter of the capsule is approximated and about a ratio of about 1: 1 corresponds to 4. Flows through the annular gap-shaped intermediate space 13 reached the coolant, e.g. oil, whereby there is good thermal contact with the large surfaces of the conductor and the capsule and still a good flow rate of the coolant is guaranteed with moderate energy expenditure. The cooling is further improved by a control device (not shown in the drawing) arranged in the cooling circuit.

L e e r s e i t eL e r s e i t e

Claims

Claims 1. Single-phase encapsulated generator discharge with a Cooling circuit, characterized in that for dissipating the current heat in the electrical Head (12) and in the capsule (11) the coolant in the space between the head and the capsule flows, and that the circular cross-section of the space an annular gap (13) is approximated.

2. generator derivation according to claim 1, characterized in that the cooling circuit has a control device.

3. Generator discharge according to claims 1 and 2, characterized in that that the ratio of the diameter of the conductor and the capsule is about 1: 1.4.