DE2739631A1

DE2739631A1 - PRESSURE-RESISTANT ENCLOSED DRY TRANSFORMER

Info

Publication number: DE2739631A1
Application number: DE19772739631
Authority: DE
Inventors: Max Kirchpfening; Martin Dipl Ing Schachinger; Heinz Schmidt
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1977-09-02
Filing date: 1977-09-02
Publication date: 1979-03-08
Also published as: DE2739631B2; PL113619B1; PL209409A1; GB2004704A; FR2402287A1; GB2004704B; DE2739631C3

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT « Unser Zeichen Berlin und München ^O " VPA 77 P 3 202 BRD SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT "Our symbol Berlin and Munich ^ O" VPA 77 P 3 202 BRD

Druckfest gekapselter TrockentransformatorFlameproof dry-type transformer

Die Erfindung "betrifft einen druckfest gekapselten Trockentransformator nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.The invention "relates to a pressure-tight encapsulated dry-type transformer according to the preamble of the main claim.

Bei solchen aus den DT-PS 972 467 und DT-PS 973 773 bekanntgewordenen Trockentransformatoren besteht der Wärmetauscher aus im oberen Teil an der Innenmantelfläche des Gehäuses mit zylindrischem oder elliptischen Querschnitt nach innen vorragenden axialen Kühlrippen, an denen die erwärmte Innenluft im Kreislauf entlangstreicht, sowie an der Außenmantelfläche des Gehäuses radial nach außen vorragenden ringförmigen Kühlrippen für die über das Gehäuse streichende kühle Außenluft. Eine weitere Vergrößerung der kühlenden Oberfläche ist nach der DT-PS 856 4-81 dadurch möglich, daß die axialen Rippen auch im unteren Teil der Innenmantelfläche vorgesehen sind und das Gehäuse im oberen Teil mit einer oberflächenvergrößernden Haube versehen ist. Auch hier erfolgt die Wärmeabfuhr von innen nach außen allein durch freie Konvektion. Aus der DT-AS 12 35 418 ist eine Kühlung durch freie Konvektion bei Trockentransformatoren bekannt, bei dem das Gehäuse aus mehreren Teilen mit unterschiedlichen Krümmungsradien zusammengesetzt ist, damit innerhalb der Kreiskontur mit dem größten Radius Platz ist für kreisbogenförmige außen liegende Kühlrohre, die der kalten Außenluft ausgesetzt werden und mit dem Innern des Gehäuses in Verbindung stehen. Bei dieser Ausführung fehlen innere und/oder äußere Kühlrippen.With those from the DT-PS 972 467 and DT-PS 973 773 become known The heat exchanger consists of dry-type transformers in the upper part on the inner surface of the housing with a cylindrical or elliptical cross-section inwardly protruding axial cooling fins on which the heated internal air circulates strokes along, as well as on the outer surface of the housing radially outwardly projecting annular cooling ribs for the Cool outside air blowing over the housing. Another enlargement of the cooling surface is according to DT-PS 856 4-81 possible in that the axial ribs are also provided in the lower part of the inner circumferential surface and the housing in the upper part is provided with a surface-enlarging hood. Here, too, the heat is dissipated from the inside to the outside solely through free Convection. From DT-AS 12 35 418 cooling by free convection in dry-type transformers is known, in which the Housing is composed of several parts with different radii of curvature so that within the circular contour with the largest radius space is for circular arc-shaped external ones Cooling tubes that are exposed to the cold outside air and are in communication with the interior of the housing. In this version lack of inner and / or outer cooling fins.

Ot 2 Ca / 11.8.1977 909810/0443Ot 2 Ca / 11.8.1977 909810/0443

- * - 77 P 3 2 0 2 BRD- * - 77 P 3 2 0 2 FRG

Ferner ist es bei Trockentransformatoren bekannt (DT-Gbm 1 778 264), die Innenluft des Gehäuses über einen gesonderten, vom Gehäuse möglichst weit entfernt aufgestellten Luft-Luft-Wärmetauscher zu führen. Damit auch ohne Lüfter eine nennenswerte Strömung der warmen Innenluft auftritt, muß der Wärmetauscher über wärmeisolierte Rohrleitungen großen Querschnitts mit dem Gehäuse verbunden und möglichst hoch oberhalb desselben angeordnet sein.It is also known for dry-type transformers (DT-Gbm 1 778 264), the inside air of the housing via a separate air-to-air heat exchanger set up as far away from the housing as possible to lead. The heat exchanger must be thermally insulated so that there is a significant flow of warm indoor air even without a fan Pipelines with a large cross-section are connected to the housing and arranged as high as possible above the same.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei geringerem Raumbedarf für den Trockentransformator mit einem einfachen Gehäuse mit glatter Oberfläche und ohne Kühlrippen die Innenluft- bzw. die Gehäusetemperatur zu senken und somit eine Vergrößerung der zur zulässigen Wicklungstemperatur bestehenden Temperaturspanne für die Wärmeabfuhr im Innern des Gehäuses zu erreichen. 15The invention is based on the object with less space requirement for the dry-type transformer with a simple housing with a smooth surface and without cooling fins, the internal air resp. to lower the housing temperature and thus an increase in the temperature range that exists in relation to the permissible winding temperature for heat dissipation inside the housing. 15th

Dies gelingt mit den Maßnahmen nach dem Kennzeichen des Hauptanspruchs. Durch die Maßnahmen nach der Erfindung wird das Temperaturgefälle außerhalb des Gehäuses wesentlich verringert. Somit gelingt es bei gegebenen Abmessungen und gleicher Wicklungstemperatur entweder die Leistung zu steigern oder bei gleichbleibender Leistung das Temperaturniveau zu senken.This succeeds with the measures according to the characteristic of the main claim. By the measures according to the invention, the temperature gradient outside the housing is significantly reduced. With the given dimensions and the same winding temperature, it is thus possible either to increase the output or to keep it the same Performance to lower the temperature level.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.
25Further advantageous refinements of the invention are the subject of subclaims.
25th

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist anhand der Zeichnung nachfolgend näher erläutert. Es zeigenAn exemplary embodiment of the invention is explained in more detail below with reference to the drawing. Show it

Fig. 1 Querschnitte des Gehäuses in zwei Ebenen, Fig. 2 eine Seitenansicht des Gehäuses, Fig. 3 die Kühlrohrverbindung mit einem Gehäuseflansch.Fig. 1 cross sections of the housing in two planes, Fig. 2 a side view of the housing, 3 shows the cooling pipe connection with a housing flange.

In einem zylindrischen Gehäuse 1 ist in bekannter Weise der in Fig. 1 gestrichelt angedeutete bewickelte Transformatorkern auf gehäusefesten Lagerstellen befestigt. Das Gehäuse 1 hat zwei in den Querschnitt des Gehäuses ragende Gehäuseflansche 2 und 3, deren Innenbereiche 2a, 3a für die lösbare Befestigung der nicht dargestellten, mit ebenfalls nicht dargestellten Klemmenkästen bestückten Gehäusedeckel dienen und deren anschließende Außenbereiche 2b, 3b öffnungen für die Aufnahme der Rohrenden vonThe wound transformer core, indicated by dashed lines in FIG. 1, is mounted in a cylindrical housing 1 in a known manner Fixed bearing points fixed to the housing. The housing 1 has two housing flanges 2 and 3 protruding into the cross section of the housing, their inner areas 2a, 3a for the detachable fastening of the terminal boxes, not shown, with terminal boxes also not shown equipped housing cover and their adjoining outer areas 2b, 3b are openings for receiving the pipe ends of

909810/0443909810/0443

achsparallelen Kühlrohren 4 aufweisen, die mit den Gehäuseflanschen gasdicht und druckfest verschweißt sind, wobei die offenen Rohrenden mit ihren Rohrwandungen innerhalb der Gehäuseflansche liegen, so daß sich glatte, leicht abdichtbare Ringflächen ergeben, auf die unter Zwischenfügen von mit Durchlässen 5a versehenen wärmebeständigen druckfesten Ringdichtungen 5 Druckringe 6 und 7 auf die Außenbereiche 2b, 3b druckfest und flüssigkeitsdicht aufgeschraubt werden können. Die Druckringe 6 und 7 haben eine Mehrzahl von je zwei benachbarte Kühlrohre anhave axially parallel cooling tubes 4, which are gas-tight and pressure-tight welded to the housing flanges, the open tube ends with their tube walls within the housing flanges, so that smooth, easily sealable annular surfaces result, with the interposition of with passages 5a provided heat-resistant pressure-resistant ring seals 5 pressure rings 6 and 7 on the outer areas 2b, 3b and pressure-resistant can be screwed on in a liquid-tight manner. The pressure rings 6 and 7 have a plurality of two adjacent cooling tubes den Mündungen verbindende Umlenkkanäle 6a, 7a. Der Druckring 6Deflection channels 6a, 7a connecting the mouths. The pressure ring 6 weist einen Flüssigkeitseinlaß 8 samt Überdruckventil und Schmutzfänger sowie einen Flüssigkeitsauslaß 9 für eine KUhIflüssigkeitsversorgung auf. Am unteren Ende des Druckringes 7 ist eine verschließbare Flüssigkeitsablaßöffnung 10 vorgesehen. Die Kühlrohrehas a liquid inlet 8 including a pressure relief valve and dirt trap as well as a liquid outlet 9 for a KUhIiquidsversorgung. At the lower end of the pressure ring 7 a closable liquid drain opening 10 is provided. The cooling pipes sind somit in Reihe an die nicht dargestellte Kühlflüssigkeitsversorgung angeschlossen und achsparallel in Abständer voneinander und von der Gehäuseinnenwand so angeordnet, daß sie den bewickelten Kern am ganzen Umfang mit Abstand umgeben. Die erwärmte Innenluft steigt im Gehäuse vom bewickelten Kern nach oben, wirdare thus connected in series to the coolant supply, not shown, and axially parallel in spacing from one another and arranged by the housing inner wall so that they surround the wound core at a distance over the entire circumference. The warmed Indoor air rises in the housing from the wound core dort innerhalb des Gehäuses nach beiden Seiten umgelenkt und über die Kühlrohre geleitet, dort abgekühlt und nach unten im Kreislauf dem bewickelten Kern wieder zugeleitet. Um die zu kühlende Innenluft möglichst vollständig auf die Kühlrohre zu leiten, sind beiderseits des bewickelten Kernes zwei von Gehäuseflansch zudeflected there inside the housing to both sides and over passed through the cooling tubes, cooled there and fed back down in the circuit to the wound core. To the to be cooled To direct indoor air as completely as possible to the cooling tubes, two of the housing flange must be closed on both sides of the wound core Gehäuseflansch axial erstreckte gekrümmte Luftleitflächen 11 vorgesehen, von denen in Fig. 1 nur die eine sichtbar ist. Ein Teil der Kühlrohre liegt somit zwischen der Gehäuseinnenwand und den Luftleitflächen, die von dem jeweils unteren Lagerbock bis zum jeweils oberen Lagerbock reichen.Housing flange axially extending curved air guide surfaces 11 are provided, of which only one is visible in Fig. 1. A part the cooling pipe is thus located between the inner wall of the housing and the air guide surfaces from the lower bearing block to the in each case the upper bearing block is sufficient.

Ein verbesserter Wärmetausch läßt sich durch oberflächenvergrößerte Kühlrohr erreichen, wozu jedes Kühlrohr 4 aus einem druckfesten glatten Kernrohr 4a mit schraubenförmig angeordneten äußeren Radialrippen 4b aus besser wärmeleitendem Material gerinAn improved heat exchange can be achieved by enlarged surface cooling tube, including each cooling tube 4 from one pressure-resistant smooth core tube 4a with helically arranged outer radial ribs 4b made of better thermally conductive material gerer mechanischer Festigkeit (z.B. Aluminium) gebildet ist.mechanical strength (e.g. aluminum) is formed.

Eine Verbesserung der inneren Luftführung läßt sich durch trichterförmige Ausbildung der Kühlleitflächeneinlässe erreichen, wozu die oberen Längskanten der Luftleitflächen einen größeren Abstand von der Gehäuseinnenwand haben als deren mittlere Bereiche.An improvement in the internal air flow can be achieved by designing the cooling guide surface inlets in the shape of a funnel, for which purpose the upper longitudinal edges of the air guide surfaces a greater distance from the inner wall of the housing have as their middle areas.

9810/04439810/0443

Die Erfindung ermöglicht nach Abnahme der Druckringe eine leichte Reinigung der geraden Kühlrohr und der frei zugänglichen Umlenkkanäle, wobei das Innere des Gehäuses nach außen abgedichtet bleibt, was bei Bergwerkstransformatoren für den Schlagwetterschutz gefordert ist. Außerdem sind die Ringdichtungen durch die angeschraubten Bauteile (Gehäusedeckel, Druckringe) selbst geschützt .The invention enables easy cleaning of the straight cooling tube and the freely accessible deflection channels after removing the pressure rings, whereby the inside of the housing remains sealed to the outside, which in mining transformers for firedamp protection is required. In addition, the ring seals are protected by the screwed-on components (housing cover, pressure rings) themselves .

5 Patentansprüche
3 Figuren5 claims
3 figures

909810/0443909810/0443

.ν.ν

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

Claims

77 P 3 2 O 2 BRD77 P 3 2 O 2 FRG

PatentansprücheClaims

1.JDruckfest gekapselter Trockentransformator mit einem die akti-1.JPressure-proof encapsulated dry-type transformer with an active

n Teile umgebenden Gehäuse mit stirnseitigen Gehäuseflanschen, an denen die mit Klemmenkästen versehenen Gehäusedeckel lösbar befestigt sind, sowie einem Wärmetauscher zwischen der ausschließlich im Gehäuse von selbst zirkulierenden erwärmten Innenluft und einem Kühlmedium, daduroh gekennzeich net, daß innerhalb des Gehäuses (1) achsparallele und im Abstand zu seiner Innenmantelfläohe druokfeste Kühlrohre (4) angeordnet sind, die mit ihren Rohrenden die Gehäusedeckel radial umgebenden Außenbereiche der Gehäuseflansche (2, 3) durchdringen und mit diesen druckfest und luftdicht verschweißt und durch mit Umlenkkanälen (6a, 7a) sowie Ein- und Auslässen (8, 9) versehenen gesonderten, abdichtend an den Außenbereichen (2b, 3b) der Gehäuseflansche lösbar befestigten Druckringen (6, 7) zu einem Kühlpfad verbunden sind, der Teil eines Kühlflüssigkeitekreislaufes ist.Housing surrounding parts with front housing flanges on which the housing cover provided with terminal boxes can be detached are attached, as well as a heat exchanger between the heated indoor air, which circulates exclusively in the housing by itself, and a cooling medium, daduroh marked net that within the housing (1) axially parallel and at a distance from its inner jacket surface pressure-resistant cooling tubes (4) are arranged, which radially with their tube ends the housing cover penetrate the surrounding outer areas of the housing flanges (2, 3) and welded to them in a pressure-tight and airtight manner and provided with deflection channels (6a, 7a) and inlets and outlets (8, 9) separate pressure rings (6, 7) which are detachably fastened to the outer areas (2b, 3b) of the housing flanges in a sealing manner Cooling path are connected, which is part of a cooling liquid circuit.

2. Trockentransformator nach Anspruoh 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Kühlrohr (4) aus einem druckfesten glatten Kernrohr (4a) mit schraubenförmig angeordneten äußeren Radialrippen (4b) aus besser wärmeleitendem Material geringerer mechanischer Festigkeit gebildet ist.2. Dry transformer according to Claim 1, characterized in that that each cooling tube (4) consists of a pressure-resistant smooth core tube (4a) with helically arranged outer radial ribs (4b) is formed from better thermally conductive material of lower mechanical strength.

3. Trockentransformator naoh Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der bewickelte Transformatorkern zwischen zwei seitlichen, von Gehäuseflansch (2) zu Gehäuseflansch (3) axial erstreckten gebogenen Luftleitflächen (11) angeordnet ist, die in Abstand von der Gehäuseinnenwand angeordnet sind, in welohen Zwischenräumen ein Teil der Kühlrohre (4) untergebracht ist.3. Dry transformer naoh claim 1 or 2, characterized in that the wound transformer core between two lateral, from housing flange (2) to housing flange (3) axially extended curved air guide surfaces (11) is arranged, the are arranged at a distance from the housing inner wall, in welohen Between spaces a part of the cooling tubes (4) is housed.

4* Trockentransformator nach Anspruch 3, daduroh gekennzeichnet, daß dl· oberen Längskanten der Luftleitflächen (11) einen größeren Abstand von der Gehäuseinnenwand haben als die mittleren Bereiche der Luftleitflächen.4 * dry-type transformer according to claim 3, characterized by that dl · the upper longitudinal edges of the air guide surfaces (11) Have a greater distance from the inner wall of the housing than the central areas of the air guide surfaces.

909810/0U3 ORIGiNALINSPECTED909810 / 0U3 ORIGiNALINSPECTED

-*- 77 P 3 2 O 2 BRD- * - 77 P 3 2 O 2 FRG

5. Trockentransformator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkkanäle (6a, 7a) in beiden Druckringen (6, 7) paarweise benachbarte Kühlrohre (4) miteinander verbinden und der Kühlmittelein- und -auslaß (8, 9) in einem der Druckringe (6) vorgesehen ist, so daß alle Kühlrohre (4) etrömungsmäßig in Reihe geschaltet in abwechselnder Richtung vom Kühlmittel durchflossen sind.5. Dry transformer according to one of the preceding claims, characterized in that the deflection channels (6a, 7a) in both pressure rings (6, 7) connect cooling tubes (4) which are adjacent to one another in pairs and the coolant inlet and outlet (8, 9) in one the pressure rings (6) is provided so that all cooling pipes (4) Flow-wise connected in series in alternating direction from Coolant has flowed through.

90981O / 0U3