DE2738398C3

DE2738398C3 - Gestell zur Halterung und Pressung von Wicklungen in flüssigkeitsgekühlten Großtransformatoren

Info

Publication number: DE2738398C3
Application number: DE2738398A
Authority: DE
Inventors: Dietmar 8500 Nürnberg Pflugbeil
Original assignee: Transformatoren Union AG
Current assignee: Transformatoren Union AG
Priority date: 1977-08-25
Filing date: 1977-08-25
Publication date: 1981-08-13
Also published as: NL184753B; FR2406296A1; SE418344B; NL7808676A; FR2406296B1; DE2738398B2; NL184753C; ATA614178A; SE7808910L; AT374616B; DE2738398A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Gestell zur Halterung und Pressung von Wicklungen in flüssigkeitsgekühlten Großtransformatoren mit Stützen zwischen den Wicklungen und einem unteren gleichzeitig als Kühlmittelzuleitungsrohr dienenden Preßrahmen beidseitig neben dem unteren Joch, wobei die Stützen, die Wicklungen und ihre elektrischen Isolierungen von Kühlkanälen durchsetzt sind und die Kühlflüssigkeit in Teilströme für die Ober- und Unterspannungswicklung unterteilt ist.

Im Zuge der immer größer werdenden Nennleistung von Transformatoren ist es wegen der höheren Ausnutzung der eingesetzten Werkstoffe und wegen des immer knapper werdenden Raumes notwendig, die Kühlmittelströmungen innerhalb des aktiven Teiles des Transformators optimal zu gestalten. Zur Verteilung der Kühlflüssigkeit auf die einzelnen Bauteile Kern und Wicklungen dient bisher üiolicherweise im unteren Teil der Transformatoren der Raum unterhalb der Wicklungen neben dem unteren Joch des Eisenkernes. Dieser Raum ist dabei nach außen durch Preßspanwände begrenzt.

Eine wirksame Abgrenzung des Raumes zwischen den Wicklungen und dem Transformatorkessel mit diesen PreßsDanwänden war bisher nur mit aufwende gen Mitteln möglich. Außerdem teilte sich die Kühlflüssigkeit unkontrolliert auf den Kern und die einzelnen Wicklungen auf. Unterschiedliche Strömungswiderstände in den Kühlkanälen und deren Zuleitungen konnten bei dem bisher üblicherweise durch die Temperaturunterschiede in den Wicklungen und den Rückkühlanlagen angetriebenen Kühlmittelstrom praktisch ohne Beeinträchtigung der Funktion der Anlage in Kauf genommen werden. Unterschiedliche Strömungswiderstände in den Kühlkanälen haben bei den mit Naturumlauf, d.h. thermisch getriebenen Kühlmittelkreisläufen praktisch kaum Einfluß auf die Kühlleistung, weil größere Strömungswiderstände automatisch durch eine etwas erhöhte Temperatur an den zu kühlenden Teilen ausgeglichen wird. Diese geringfügig erhöhte Temperatur sorgt ihrerseits für einen kräftigeren thermischen Antrieb.

Für eine derartig ausgelegte Kühlung sind die Wicklungen mit den zugehörigen Isolierungen in den durch die DE-PS 7 62 171 und die DD-PS 84 424 bekannten Anordnungen ausgelegt. Beide Wicklungsanordnungen zeigen Barrieren, die zur Erhöhung der Strömungswiderstände des Kühlmittels beitragen. In beiden Fällen wird dies automatisch durch örtlich erhöhte Temperaturen kompensiert. Eine derartige Kompensation von Strömungswiderständen für das Kühlmittel findet jedoch bei durch Umwälzpumpen erzwungenem Kühlmittelkreislauf nicht mehr statt, weil die von der Thermik bewirkten Druckunterschiede vernachlässigbar klein sind gegenüber den von Umwälzpumpen erzeugten Drücken. Demzufolge werden beim Einsatz von Pumpen in unveränderten Wicklungsanordnungen ohnehin schon gut gekühlte Teile noch besser gekühlt, während andererseits die Kühlung durch

J5 die Kanäle mit höherem Strömungswiderstand verhältnismäßig noch schlechter wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine durch Pumpen erzwungene Kühlmittelströmung in Transformatoren auf möglichst wirtschaftliche Art und Weise so zu leiten, daß die Kühlung dort am wirksamsten ist, wo die größten Wärmemengen auftreten

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Transformator unter Verwendung des an sich zum Halten und Pressen der Wicklungen erforderlichen Gestells mit Stützen zwischen einem Wicklungsauflagetisch und einem unteren Preßrahmen dadurch gelöst, daß die Stützen Kanäle aufweisen, die von einer gemeinsamen Zuleitungsöffnung in dem unteren Preß-

rahmen ausgehen, daß ein Kanal in einer Öffnung des Wicklungsauflagetisches unter der Oberspannungswicklung und der andere Kanal in eine öffnung des Wicklungsauflagetisches unter der Unterspannungswicklung mündet und daß in dem zur Unterspannungswicklung führenden Kanal ein als zusätzlicher Strömungswiderstand wirkendes Labyrinth angeordnet ist, über das der zur Unterspannungswicklung fließende Teilstrom der durch eine Pumpe erzwungenen Kühlmittelströmung in ein vorherbestimmtes Verhältnis zu dem der Oberspannungswicklung zufließenden Teilstrom der Kühlflüssigkeit eingestellt ist.

Nach vorteilhaften Ausgestaltungsmerkmalen der Erfindung ist vorgesehen, daß die Stützen aus Holz hergestellt und ungefähr gleichmäßig auf den Umfang der Unterspannungs- und Oberspannungswicklungen verteilt sind und daß die in den Stützen gebildeten Teilströme im Bereich der Unterspannungs- und Oberspannungswicklung von gleichzeitig zur elektri-

sehen Isolierung vorgesehenen Abschirmbarrieren aus Preßspanwänden geführt sind.

Die erfindungsgemäße Anordnung ist insbesondere deshalb sehr vorteilhaft weil unter Verwendung der ohnedies vorhandenen Stützen eine yehr genau aufeinander abgestimmte und gezielte Aufteilung des Gesamtkühlmittelstromes in Teilkühlströme für die einzelnen Teile der Wicklungen erreicht ist und daß das Auftreten von Leckströmen, insbesondere zwischen den Wicklungen und der Kesselwand praktisch ausgeschlossen ist

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert

In einem Kessel 9 für einen Transformator ist ein Kern 12 aufgestellt. Der Kernschenkel 12 ist von einer innenliegenden Unterspannungswicklung 7 und einer radial weiter außenliegenden Oberspannungswicklung 5 umgeben. Die Unterspannungswicklung 7 ist von .Abschirmbarrieren 6 und die Oberspannungswicklung 5 durch Abschirmbarrieren 4 der jeweiligen Umgebung gegenüber elektrisch isoliert Sowohl die Unterspannungswicklung 7 als auch die Oberspannungswicklung 5 stützen sich auf einem Wicklungsauflagetisch 3 ab, der über Stützen 2 vom Preßrahmen 1 getragen ist Die Anordnung aus dem Preßrahmen 1, den Stützen 2 und dem Wicklungstisch 3 dient in Verbindung mit nicht dargestellten entsprechenden Bauteilen auf der Oberseite der Wicklungen 5 und 7 zur Pressung derselben in axialer Richtung sowie zu deren Fixierung an dem Kern 12.

Der Preßrahmen 1 ist hohl ausgeführt und diont gleichzeitig durch seinen Anschluß an eine von einem Kühler 10 kommende Rohrleitung 15 als Kühlmittelzuleitungsrohr. Die auf dem Preßrahmen 1 aufliegenden Stützen 2 aus Isolierwerkstoff, vorzugsweise aus Holz, sind ungefähr gleichmäßig auf den Umfang der Unterspannungswicklung 7 und der Oberspannungswicklung 5 verteilt über Öffnungen auf der Oberseite des Preßrahmens 1 angeordnet

Ausgehend von dieser Öffnung 'sind in jeder der Stützen 2 je ein Kanal 13 und ein Kanal 14 zur Führung der Kühlflüssigkeit in Richtung der Pfeile 8 vorgesehen. Zum Ausgleich der sehr unterschiedlichen Strömungswiderstände in der UnterspannungswickJung 7 und der Oberspannungswicklung 5 ist der Kanal 13 glattwandig und der Kanal 14 mit in den Kanal 14 hineinragenden Vorsprüngen ausgebildet Durch entsprechende Bemessung der eine Art Labyrinth bildenden Vorsprünge in dem Kanal 14 können die Gesamtströmungswiderstände für den die Unterspannungswicklung beaufschlagenden und kühlenden Teilstrom einerseits und andererseits den die Oberspannungswicklung kühlenden Teilstrcm so aufeinander abgestimmt werden, daß ihr Verhältnis gleich den in den beiden Wicklungen auftretenden Verlusten ist.

Auf diese Weise ist gewährleistet, daß sowohl die Unterspannungswicklung 7 als auch die Oberspannungswicklung 5 im Hinblick auf ihre thermische Beanspruchbarke.it voll ausgenutzt werden und daß dabei örtliche Überhitzungen ausgeschlossen sind.

Die erfindungsgemäße Anordnung der Kanäle 13 und 14 mit ihren strömungstechnisch sehr unterschiedlichen Ausgestaltungen gewährleistet außerdem, daß der durch eine Pumpe 11 angetriebene Kühlmittelstrom auch wirklich so geleitet und geteilt wird, daß er optimal ausgenutzt ist und daß andererseits eine Leckströmung zwischen den Wicklungen 5, 7 und dem Kessel 9 ausgeschlossen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Gestell zur Halterung und Pressung von Wicklungen in flüssigkeitsgekühlten Großtransformatoren mit Stützen zwischen den Wicklungen und einem unteren gleichzeitig als Kühlmittelzuleitungsrohr dienenden Preßrahmen beidseitig neben dem unteren Joch, wobei die Stützen, die Wicklungen und ihre elektrischen Isolierungen von Kühlkanälen durchsetzt sind und die Kühlflüssigkeit in Teilströme für die Ober- und Unterspannungswicklung unterteilt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützen (2) Kanäle (13, 14) aufweisen, die von einer gemeinsamen Zuleitungsöffnung in dem unteren Preßrahmen (1) ausgehen, daß ein Kanal (13) in einer öffnung des Wicklungsauflagetisches (3) unter der Oberspannungswicklung (5) und der andere Kanal (14) in eine Öffnung des Wicklungsauflagetisches unter der Unterspannungswicklung (7) mündet und daß in dem zur Unterspannungswicklung (7) führenden Kanal (14) ein als zusätzlicher Strömungswiderstand wirkendes Labyrinth angeordnet ist, über das der zur Unterspannungswicklung (7) fließende Teilstrom der durch eine Pumpe (11) erzwungenen Kühlmittelströmung in ein vorherbestimmtes Verhältnis zu dem der Oberspannungswicklung (5) zufließenden Teilstrom der Kühlflüssigkeit eingestellt ist.

2. Gestell nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützen (2) aus Holz hergestellt und ungefähr gleichmäßig auf den Umfang der Unterspannungs- (7) und Oberspannungswicklung (5) verteilt sind.

3. Gestell nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Stützen (2) gebildeten Teilströme im Bereich der Unterspannungs- (7) und Oberspannungswicklung (5) von gleichzeitig zur elektrischen Isolierung vorgesehenen Abschirmbarrieren (4, 6) aus Preßspanwänden geführt sind.