DE2644975A1 - WINDING FOR TRANSFORMERS AND REACTORS WITH SEVERAL MAGNETICALLY CROSSED PARALLEL BRANCHES - Google Patents

WINDING FOR TRANSFORMERS AND REACTORS WITH SEVERAL MAGNETICALLY CROSSED PARALLEL BRANCHES

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DE2644975A1 DE19762644975 DE2644975A DE2644975A1 DE 2644975 A1 DE2644975 A1 DE 2644975A1 DE 19762644975 DE19762644975 DE 19762644975 DE 2644975 A DE2644975 A DE 2644975A DE 2644975 A1 DE2644975 A1 DE 2644975A1
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Description

264Λ975264Λ975

SRMSfOHMSOSlI XJIIOISRMSfOHMSOSlI XJIIOI

7 Stuttgart-Bad Cannstatt? Deckerstro 57 Stuttgart-Bad Cannstatt ? Deckerstr o 5

Erf . Nr. Ιϋ/ΒΕΓ 75/008Req. No. Ιϋ / ΒΕΓ 75/008

Kollrodt/ma. 29. 9« 1976Kollrodt / ma. 29.9 «1976

Wicklung für Transformatoren und Drosseln mit mehreren magnetisch ausgekreuzten Parallelzweigen. Winding for transformers and reactors with several magnet ish from crossed parallel branches.

Die Erfindung "betrifft eine Wicklung für Transformatoren und Drosseln mit mehreren magnetisch aus gekreuzt en Parallelzweigen sowie mit radialen und axialen Kühlkanälen.The invention "relates to a winding for transformers and Chokes with several magnetically crossed parallel branches as well as with radial and axial cooling channels.

Derartig aufgetaute Wicklungen werden in Anlagen für große Leistungen und hohe Spannungen eingesetzt um einerseits die entstehende Verlustleistung so niedrig wie möglich zu halten und andererseits eine ausreichende Kühlung der Wicklung zu gewährleisten. Bekannt sind zu diesem Zweck insbesondere in letzter Zeit in erheblichem Umfang eingesetzte sogenannte fortlaufend gewickelte Spulenwioklungen mit einer kombinierten Radial- und Axialkühlung durch radiale Spulenkanäle und axiale Gitterkanäle. Diese Wicklungsanordnung wird in großem Umfang "bis einschließlich der überspannung 110 k¥ und außer-Such thawed windings are used in systems for large Power and high voltages are used to keep the resulting power loss as low as possible and on the other hand to ensure adequate cooling of the winding. For this purpose are known in particular in So-called continuously wound bobbin windings with a combined one, which have been used to a considerable extent recently Radial and axial cooling through radial coil channels and axial grid channels. This winding arrangement is used in large Scope "up to and including the span 110 k ¥ and outside

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dem Im lormalgeblet von HochSpannungswicklungen bis 400 k¥ verwendet-the normalgeblet of high-voltage windings up to 400 k ¥ used-

Gegenüber ebenfalls bekannten einlagigen Wicklungen mit reiner Axialkühlung haben diese fortlaufend gewickelten Spulenwicklungen mit kombinierter Radial= und Axialkühlung den Nachteil eines kleineren I?üllfaktors , das heißt 9 eines höheren Platzbedarfs und höherer Herstellkosteno Die unter diesem Gesichtspunkt vorteilhaftere einlagige Wicklung ist jedoch hinsichtlich ihrer StoBspannungsfestigkeit höchstens für Anlagen bis einschließlich der Spannungsreihe 220 k¥ verwendbar und außerdem in ihrem Anwendungsbereich durch die kleinste ausführbare axiale Leiterabmessung flachkant liegender Teilleiter von Zwillings·= ©der Drilleitern begrenzte Aus diesem Grund beträgt zum Beispiel bei einer Spannung von 220 k¥ die kleinste mit einer einlagigen Wicklung aus= fübrbare Drehstromleistung etwa 400 UA0 Have opposite also known layer windings with pure Axialkühlung them continuously wound coil windings with combined radial = and Axialkühlung the disadvantage of a smaller I? Üllfaktors, ie 9 a higher space requirements and higher production costs o However, the single-layer winding favorable from this point is with regard to their StoBspannungsfestigkeit most Can be used for systems up to and including the voltage series 220 k ¥ and also limited in their area of application by the smallest feasible axial conductor dimension of flat-edged partial conductors of twins = © of the twisted conductors Winding off = measurable three-phase power approx. 400 UA 0

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde eine Wicklung zu schaffen^ die bei einem großen Mllfaktor sowohl für 400 k¥ Wicklungen als auch In einem in Richtung auf kleinere Nennleistungen erweiterten Leistungsbereich bei niedrigeren Reihenspannungen einsetzbar ist»The invention is therefore based on the object of creating a winding which has a large waste factor for 400 k ¥ windings as well as in a power range that has been expanded in the direction of lower rated powers lower series voltages can be used »

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe für eine Wicklung mit ausgekreuzten Parallelzweigen dadurch gelöst 9 daß jeder der Parallelzweige eine von mehreren konzentrische^ durch radiale Auskreuzkanäle in axiale Abschnitte unterteilten Röhrenwicklungen Istj, und daß mindestens Innerhalb der einzelnen Abschnitte ausschließlich axiale Kühlkanäle vorgesehen sind, indem jeder fler Abschnitte aus in Achsrichtung unmittelbar aneinandergewickelten Scheibenspulen in Doppel-According to the invention, this object is for a coil having crossed out parallel branches solved 9 that each of the parallel branches one of several concentric ^ divided by radial Auskreuzkanäle in axial sections tube windings ISTJ, and that exclusively axial cooling ducts are provided at least within each section by dividing each fler portions of disc coils directly wound together in the axial direction in double

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spulenschaltung mit mindestens zwei Windungen je Scheibenspule "bestehtο Datei sind die Parallelzweige nacheinander an einem Wicklungsende "beginnend stufenweise gewickelt, indem im 1» Arbeitsgang der 1» Abschnitt der innersten Röhrenwicklung5 im 2*. Arbeitsgang der 1« Abschnitt der zweiten Röhrenwicklung sowie durchgehend mit demselben Leiter der 2. Abschnitt der innersten Röhrenwicklung, im 3. Arbeitsgang der 1 ο Abschnitt der dritten Röhrenwicklung sowie durchgehend mit demselben Leiter der 2. Abschnitt der 2. Röhrenwicklung sowie noch mit demselben Leiter der 3. Abschnitt der 1o Röhrenwicklung und schließlich nach entsprechenden weiteren Arbeitsgängen im letzten Arbeitsgang der letzte Abschnitt der äußersten Röhrenwicklung gewickelt ists so daß immer nur ein Leiter too. einer Vor rats trommel abläuft«Coil circuit with at least two turns per disc coil "consists o file, the parallel branches are wound one after the other at one end of the winding", starting with the 1 »work step of the 1» section of the innermost tube winding5 in the 2 *. Work step of the 1st section of the second tube winding and continuously with the same conductor the 2nd section of the innermost tube winding, in the 3rd work step the 1 ο section of the third tube winding and continuously with the same conductor the 2nd section of the 2nd tube winding and also with the same conductor the 3rd section of the 1o tube winding and finally, after corresponding further work steps in the last work step, the last section of the outermost tube winding is wound s so that only one conductor too. a supply drum expires "

Me erfindungsgemäße Wicklung mit reiner Axialkühlung und aagaetiseh ausgekreuaten Parallelzweigen ist hinsichtlich Püllfaktor und Herstellverfaliren mit einer einlagigen Wicklung vergleichbar. Sie hat jedoch dieser gegenüber eine mehrfach höhere Längskapazität und eine mindestens doppelt so große axiale Leiterabmessung bei gleicher Windungszahl und Wickellänge. Me erfindungsgemäße Wicklung ist daher vorteilhaft dort anwendbar., wo bisher mit Rücksicht auf die Stoßspannungsfestigkeit, beispielsweise in 400 kY Wicklungen? oder die axialen Leiterabmessungen, beispielsweise in 220 k¥ Oberspannungswicklungen für Transformatoren mit Leistungen unter 400 MVA.durchgehend ineinander gewickelte oder kombinierte Spulenwicklungen verwendet werden«The winding according to the invention with pure axial cooling and parallel branches crossed out is comparable with a single-layer winding with regard to the filling factor and manufacturing process. However, compared to this, it has a longitudinal capacitance that is several times higher and an axial conductor dimension that is at least twice as large with the same number of turns and winding length. The winding according to the invention can therefore advantageously be used where previously with regard to the surge voltage resistance, for example in 400 kY windings ? or the axial conductor dimensions, for example in 220 k ¥ high-voltage windings for transformers with outputs below 400 MVA. consistently interwoven or combined coil windings are used «

Mach Torteilhaften Weiterbildungen der Erfindung sind in die einzelnen Abschnitte der Röhrenwicklungen zur Erzeugung einer turbulenten Strömung nach außen in den axialen Kühlkanal hineinragende Wirbulatorstreifen aus Isolierstoff einge-Mach Torteillichen developments of the invention are in the individual sections of the tube windings to generate a turbulent flow outwardly into the axial cooling duct, made of insulating material,

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wickelt und sind zur Bildung zusätzlicher axialer Kühlkanäle in äen Sebei"benspulen mindestens einer Röhrenwicklung in Achsrichtung hintereinander liegende Gitter«= kanäle angeordnetewinds and are arranged to form additional axial cooling channels in outer self-winding coils of at least one tube winding in the axial direction one behind the other grid channels

Nach zweckmäßigen Ausgestaltungen der Erfindung ist der Leiter als Zwillings-^ Drillings-9 Yierlings» oder Drillleiter ausgebildet und zur Erhöhung der Stoßspannungsfestigkeit und der längskapazität an den YerMndungsstücken zwischen den Scheibenspulen anstelle τοη Papier mit Aramid-Isolierstoffen umsponnen.According to advantageous embodiments of the invention, the conductor as a twin ^ Drillings- 9 is formed Yierlings "or transposed conductor and to increase the surge resistance and series capacitance to the wound YerMndungsstücken between the disc coils instead τοη paper with aramid insulating materials.

Ein Ausführungsteispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert»An embodiment of the invention is based on a Drawing explained in more detail »

Figur 1 zeigt eine Wicklung mit drei Parallelzweigen und den zugehörigen Spulen und Auskreuzver-Windungen. FIG. 1 shows a winding with three parallel branches and the associated coils and cross-winding turns.

Figur 2 zeigt den Fertigungszustand nach Beendigung von insgesamt zwei Arbeitsgängen,,Figure 2 shows the manufacturing state after completion of a total of two work steps,

Figur 3 stellt eine Anordnung von Ein-j tfber- und Ausgang des Leiters in zwei Scheibenspulen einer Doppelspulenschaltung dar.Figure 3 illustrates an arrangement of inputs and outputs Output of the conductor in two disc coils of a double coil circuit.

Ausgehend von einer Ausleitung 9 teilt sich der Leiter in die Eingänge a von Parallelzweigen 1, 2 und 3 einer in Figur 1 dargestellten Wicklung mit axialen Abschnitten 5, 6 und 7 einer Röhrenwicklung. Zwischen den axialen Starting from a rejection 9, the conductor of a coil shown in Figure 1 with axial sections 5, 6 and 7, a tube coil is divided into the inputs of a parallel branches 1, 2 and 3. FIG. Between the axial

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Abschnitten 5 und 6 "bzw. 6 und 7 sind radiale Auskreuzkanäle 4 angeordnet. Die Parallelzweige 1, 2 und 5 sind innerhalb desselben Abschnitts 5, 6 oder 7 jeweils mit Abstand radial übereinander angeordnet und "bilden axial verlaufende Kühlkanäle 8.Sections 5 and 6 "or 6 and 7 are radial cross-out channels 4 arranged. The parallel branches 1, 2 and 5 are within the same section 5, 6 or 7 each with Spaced radially one above the other and "form axially running cooling channels 8.

In jedem Abschnitt 5, 6 und 7 sind entsprechend der Anzahl der Parallelzweige 1, 2 und 3 drei radial übereinander liegende Röhrenwicklungen Torgesehen, von denen jede aus axial unmittelbar aneinander gewickelten Scheibenspulen in Doppelspulenschaltung besteht. Ein Ausführungsbeispiel für zwei benachbarte in einer Doppelspulenschaltung zusammengefaßte Scheibenspulen zeigt Pigur 3· Die Ein-, Über- und Ausgänge a, b und c des Leiters sind in den Scheibenspulen so angeordnet, daß die Windungsisolierung jeweils nur für die Spannungsdifferenz -von axial benachbarten Leitern zu bemessen ist.In each section 5, 6 and 7, there are three radially one above the other, corresponding to the number of parallel branches 1, 2 and 3 lying tube windings gate, each of which consists of disc coils axially directly wound together consists in double coil circuit. An embodiment for two adjacent in a double coil circuit Pigur 3 shows combined disc coils · The inputs, outputs and outputs a, b and c of the conductor are in the Disc coils arranged so that the winding insulation only for the voltage difference -of axially adjacent Ladders is sized.

Eine noch unvollständige Wicklung ist in Figur 2 in dem nach zwei Arbeitsgängen erreichten Eertigungszustand dargestellt. Nach Herstellung der innersten Röhre des axialen Abschnitts 5 in einem 1. Arbeitsgang wird das Wickelende für eine spätere Lötverbindung vorbereitet und radial nach außen gelegt. Sodann wird die konzentrisch darüber liegende Röhrenwicklung des Parallelzweiges 2 auf Kanalleisten gewickelt und als innerste Röhrenwicklung des axialen Abschnittes 6 radial eine Stufe tiefer fortgesetzt. Entsprechend wird in nicht dargestellter Weise im 3. Arbeitsgang eine Röhrenwicklung aus Scheibenspulen in Doppelspulenschaltung für den Earallelzweig 3 im axialen Abschnitt 5 gewickelt und im selben Arbeitsgang ohne Abtrennen des Leiters um je eine Stufe radial nach innen versetzt in den axialen Abschnitten 6 und 7 fortgesetzt.An as yet incomplete winding is shown in FIG. 2 in the finished state achieved after two work steps. After the innermost tube of the axial section 5 has been produced in a first operation, the end of the winding prepared for a later solder connection and laid radially outwards. Then it becomes concentric over it lying tube winding of the parallel branch 2 wound on channel strips and as the innermost tube winding of the axial section 6 continued radially one step lower. Correspondingly, in a manner not shown, a tubular winding is made from disc coils in the third operation wound in double coil circuit for the earallel branch 3 in the axial section 5 and in the same operation without Separation of the conductor by one step each, offset radially inward, continued in the axial sections 6 and 7.

Claims (1)

264A975264A975 TRANSFORMATOREN UNION AKTIENGESELLSCHAFT 7 Stuttgart-Bad Cannstatts Deckerstr« 5TRANSFORMATOREN UNION AKTIENGESELLSCHAFT 7 Stuttgart-Bad Cannstatt s Deckerstr «5 Erf.Hr. TU/ffN 75/008 Erf.Hr. T U / ffN 75/008 Kollrodt/ma, 29=9.1976Kollrodt / ma, 29 = 9.1976 PatentansprücheClaims ( 1. /Wicklung für Transformatoren und Drosseln mit mehreren — magnetisch ausgekreuzten Parallelzweigen sowie mit radialen und axialen Kühlkanälen, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Parallelzweige (192,3) eine von mehreren konzentrischem durch radiale Auskreuzkanäle (4) in axiale A'bschnitte (556P7) unterteilten Röhrenwicklungen ist, und daß mindestens innerhalb der einzelnen A'bschnitte (5,6,7) ausschließlich axiale Kühlkanäle (8) vorgesehen sind, indem jeder der A'bschnitte (5*6S7) aus .in Achsrichtung unmittelbar aneinandergewickelten Schei-"benspulen in Doppelspulenschaltung mit mindestens zwei Windungen je Scheibenspule "besteht. ( 1. / winding for transformers and chokes with several - magnetically crossed parallel branches and with radial and axial cooling channels, characterized in that each of the parallel branches (1 9 2,3) one of several concentric through radial cross-out channels (4) in axial A ' sections (5 5 6 P 7) of subdivided tube windings, and that at least within the individual sections (5,6,7) only axial cooling channels (8) are provided, in that each of the sections (5 * 6 S 7) consists of pancake coils directly wound onto one another in the axial direction in a double coil circuit with at least two turns per pancake coil. 809815/0031809815/0031 2. Wicklung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Parallelzweige (1,2,3) nacheinander an einem Wicklungsende "beginnend stufenweise gewickelt sind j indem im 1. Arbeitsgang der 1. Abschnitt (5) der innersten Röhrenwicklung, Im Z0 Arbeitsgang der 1. Abschnitt (5) der zweiten Röhrenwicklung sowie durchgehend mit demselben Leiter der 2. Abschnitt(6) der innersten Röhrenwicklung, im 3. Arbeitsgang der 1 ο Abschnitt (5) der dritten Röhrenwicklung sowie durchgehend mit demselben Leiter der 2. Abschnitt (6) der 2« Röhrenwicklung sowie noch mit demselben Leiter der 3» Abschnitt (7) der 1. Röhrenwicklung und schließlich nach entsprechenden weiteren Arbeitsgängen im letzten Arbeitsgang der letzte Abschnitt der äußersten Röhrenwicklung gewickelt ist, so daß immer nur ein Leiter τοη einer Vorratstrommel abläuft«2. Winding according to claim 1, characterized in that the parallel branches (1, 2, 3) are wound one after the other at one end of the winding "starting in steps" by the 1st section (5) of the innermost tube winding in the 1st operation, in the Z 0 operation the 1st section (5) of the second tube winding and continuously with the same conductor the 2nd section (6) of the innermost tube winding, in the 3rd operation the 1 o section (5) of the third tube winding and continuously with the same conductor the 2nd section ( 6) the 2 "tube winding as well as with the same conductor the 3" section (7) of the 1st tube winding and finally, after corresponding further work steps in the last work step, the last section of the outermost tube winding is wound so that only one conductor τοη a supply drum runs off « 3. Wicklung nach Anspruch 1 und 2? dadurch gekennzeichnet, daß in die einzelnen Abschnitte (5»6,7) der Röhrenwicklungen zur Erzeugung einer turbulenten Strömung nach außen in den axialen Kühlkanal (8) hineinragende Wirbulatorstreifen aus Isolierstoff eingewickelt sind.3. winding according to claim 1 and 2 ? characterized in that in the individual sections (5 »6,7) of the tube windings to generate a turbulent flow outwardly into the axial cooling channel (8) protruding vortex strips made of insulating material are wrapped. 4. Wicklung nach Anspruch. 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet s daß zur Bildung zusätzlicher axialer Kühlkanäle in den Scheibenspulen mindestens einer Röhrenwicklung in Achsrichtung hintereinander liegende GkLtterkanäle angeordnet sind»4. winding according to claim. 1 to 3, characterized s that at least one tube winding to form additional axial cooling channels in the disc coils GkLter channels lying one behind the other in the axial direction are arranged » 5. Wicklung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Leiter als Zwillings-, Drillings- oder Yierlingsleiter ausgebildet ist.5. winding according to claim 1 to 4, characterized in that that the head is designed as a twin, triple or Yierling ladder. 809815/0031 -/-809815/0031 - / - 6. Wicklung nach Anspruch 1 "bis 4* dadurch gekennzeichnet, daß der Leiter als Drilleiter ausgebildet ist. 6. Winding according to claim 1 "to 4 *, characterized in that the conductor is designed as a twisted conductor. 7. Wicklung nach Anspruch 1 his 4 und einem der Ansprüche 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiter zur Erhöhung der Stoßspannungsfestigkeit und der Längskapazität an den Verbindungsstücken zwischen den Scheitenspulen anstelle von Papier mit Aramid-Isolierstoffen umsponnen sind.7. winding according to claim 1 to 4 and one of claims 5 and 6, characterized in that the Ladder to increase surge voltage resistance and the longitudinal capacitance at the connecting pieces between the log coils instead of paper with aramid insulation are wound. 8098 15/00318098 15/0031
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