DE2824382A1

DE2824382A1 - TRANSFORMER

Info

Publication number: DE2824382A1
Application number: DE19782824382
Authority: DE
Inventors: Werner Dehmel; Martin Schwert
Original assignee: Gewerkschaft Eisenhutte Westfalia GmbH
Current assignee: Gewerkschaft Eisenhutte Westfalia GmbH
Priority date: 1978-06-03
Filing date: 1978-06-03
Publication date: 1979-12-06
Also published as: MA18479A1; AT378436B; DE2824382C2; FR2427672B1; FR2427672A1; BE876721A; NL7903966A; CH646545A5

Description

Gw 7833 30.05.78GW 7833 05/30/78

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Patent application

der Firmaof the company

Gewerkschaft Eisenhütte Westfalia, 46 70 LünenWestfalia Ironworks Union, 46 70 Lünen

Transformatortransformer

Gegenstand der Erfindung ist ein Transformator nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 .The invention relates to a transformer according to the preamble of claim 1.

Ein Transformator dieser Gattung ist in der DE-PS 843 579 beschrieben und dargestellt. Der freie Innenraum dieses Transformators ist allseitig gegen die Außenluft abgeschlossen und mit einem gasförmigen Kühlmedium gefüllt. Für die Kühlung des Transformators ist eine Innen- und Außenbelüftung vorgesehen. Die Innenbelüftung wird durch einen im freien Innenraum des Transformatorgehäuses angeordneten Ventilator erzeugt, der die Innenluft im freien Innenraum umwälzt und sie durch rohrförmige Kühlrippen führt, die auf den Gehäuseseitenwänden angeordnet sind. Für die Außenbelüftung istA transformer of this type is described and shown in DE-PS 843 579. The free interior of this The transformer is closed on all sides from the outside air and filled with a gaseous cooling medium. For cooling Inside and outside ventilation is provided for the transformer. The internal ventilation is provided by an open interior space of the transformer housing arranged fan that circulates the indoor air in the free interior and it leads through tubular cooling fins which are arranged on the housing side walls. For external ventilation is

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ebenfalls ein auf der Oberseite des Gehäuses angeordneter Ventilator vorgesehen, der die Außenluft von unten her durch Kühlkanäle saugt, die einerseits durch die Außenflächen der vorgenannten rohrförmigen Kühlrippen und andererseits durch die Wandung eines Mantels gebildet werden, der sich um die Gehäuseseitenwände herum erstreckt.also a fan arranged on the top of the housing is provided, which allows the outside air through from below Sucks cooling channels, on the one hand through the outer surfaces of the aforementioned tubular cooling fins and on the other hand through the wall of a jacket are formed which extends around the housing side walls.

Dieser Transformator weist folgende Nachteile auf. Er ist schon wegen des Vorhandenseins von zwei Ventilatoren, aber auch wegen des zusätzlichen Gehäusemantels materialintensiv und teuer in der Herstellung. Im Tunnelbau, wo der Arbeitsraum sehr begrenzt ist, führt der Einsatz eines solchen Transformators aus Platzgründen zu Schwierigkeiten. Außerdem führt der Außenbeluftungsstrom zu einer erhöhten Staubentwicklung im Tunnel.This transformer has the following disadvantages. He is Because of the presence of two fans, but also because of the additional housing jacket, it is material-intensive and expensive to manufacture. In tunnel construction, where the working space is very limited, the use of such a transformer is a good idea difficulties due to lack of space. In addition, the external ventilation flow leads to increased dust generation in the tunnel.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den vorbeschriebenen Transformator und dessen Kühlung zu vereinfachen sowie dessen Herstellungs- und Wartungskosten zu senken. Diese Aufgabe wird nach der Lehre aus dem Anspruch 1 gelöst. Ein entsprechend ausgebildeter Transformator ist preiswert herzustellen, weil der Außenventilator und der die Gehäuseseitenwände umgebende Mantel in Fortfall kommen. Dieser Fortfall führt auch zu einer Senkung der Unterhaltungskosten, da die den Außenventilator antreibende Energie eingespart wird und die Kühlrippen einfacher und schneller von Staubbelag und Verschmutzungen gereinigt werden können. Der äußere Wärmeaustausch, an den Kühlrippen ist bedeutend größer, da die Wärme nicht nur durch die auftreibende Aufienluft abgeführt wird,sondern auch frei abstrahlen kann. Nicht zuletzt wird der Platzbedarf des Transformators durch den Fortfall des Äußenventilators und des vorbeschriebenen Mantels erheblich verringert.The invention is based on the object of simplifying the transformer described above and its cooling, as well as its Reduce manufacturing and maintenance costs. This object is achieved according to the teaching of claim 1. A corresponding trained transformer is inexpensive to manufacture because of the external fan and the housing side walls surrounding coat come in discontinuation. This elimination also leads to a reduction in maintenance costs, since the The energy that drives the external fan is saved and the cooling fins are easier and faster to remove dust and Soiling can be cleaned. The external heat exchange, on the cooling fins is significantly larger, as the heat is not only dissipated by the uplifting air but can also radiate freely. Last but not least will the space requirement of the transformer due to the omission of the external fan and the above-described jacket decreased.

Die weitere Ausgestaltung nach Anspruch 2 verbessert die Innenkühlung, da die sich am Gehäuseboden befindliche, kühlere Innenluft, die vorher an den Kühlrippen abgekühltThe further embodiment according to claim 2 improves the internal cooling, since the one located on the housing bottom, cooler indoor air that was previously cooled on the cooling fins

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worden ist, direkt in den Raum zwischen Kern und Spule hineinbewegt wird, wo die Kühlung insbesondere erfolgen soll.has been moved directly into the space between the core and the coil where the cooling should take place in particular.

Nach der Ausbildung gemäß Anspruch 3 wird der Innenventilator erst dann eingeschaltet, wenn der Transformator eine vorbestimmte Temperatur erreicht hat. Hierdurch wird die für den Innenventilator bestimmte Antriebsenergie eingespart, solange eine aktive Kühlung nicht notwendig ist.According to the embodiment according to claim 3, the indoor fan is only switched on when the transformer has a predetermined value Temperature has reached. This saves the drive energy intended for the indoor fan as long as it is active cooling is not necessary.

Auch die Ausgestaltung nach Anspruch 4 führt zu einer verbesserten Kühlung des Transformators. Die erwärmte Innenluft steigt zunächst aufgrund der vom Innenventilator angeregten Strömung und des Auftriebs zur Oberseite des Transformators, die deshalb eine entsprechend höhere Temperatur aufweist als die Stirnwände des Transformators und folglich auch eine größere Wärmemenge in gleicher Zieit abführen bzw. abstrahlen kann. Aus diesem Grund sind nach Anspruch 4 die Anschlußkästen an den Stirnseiten des Transformators angeordnet, wo sie den Wärmeaustausch der wärmeren Oberseite mit der Außenluft nicht behindern. Außerdem führt diese Ausgestaltung zu einem Transformator niedriger Bauart, der auch deshalb gut im Tunnelbau einzusetzen ist, weil er den freien Streckenquerschnitt weniger beeinträchtigt.The embodiment according to claim 4 also leads to an improved one Cooling the transformer. The heated indoor air initially rises due to the air generated by the indoor fan Flow and buoyancy to the top of the transformer, which therefore has a correspondingly higher temperature than the end walls of the transformer and consequently a larger amount of heat dissipate or radiate in the same time can. For this reason, the junction boxes are arranged on the front sides of the transformer according to claim 4, where they the Do not obstruct the heat exchange between the warmer top and the outside air. In addition, this configuration leads to a Transformer of low design, which can also be used well in tunnel construction because it has the free cross-section of the route less impaired.

SO9849/Q37SSO9849 / Q37S

der Erfindthe inventor

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer vereinfachten Zeichnung beschrieben:The following is an embodiment of the invention described using a simplified drawing:

Es zeigenShow it

Fig. 1 einen erfindungsgemäß ausgestalteten Transformator in der Seitenansicht,1 shows a transformer designed according to the invention in the side view,

Fig. 2 einen Halbschnitt nach der Linie II - II in Fig. 1, Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III - III in Fig. 1 und Fig. 4 einen Schaltplan.FIG. 2 shows a half-section along the line II-II in FIG. 1, FIG. 3 shows a section along the line III-III in FIG. 1 and FIG Fig. 4 is a circuit diagram.

Die wesentlichen Bestandteile des in Fig. 1 allgemein mit 1 bezeichneten Transformators sind ein aus einer Bodenplatte 2, einer Deckplatte 3, den Seitenwänden 4 und den Stirnseiten 5 bestehendes Gehäuse 6, zwei an den Stirnseiten 5 angeordnete Anschlußkästen 7 für die Ober- und Unterspannung, drei Kerne 8, die jeweils eine Spule 9 durchfassen, und drei Ventilatoren 10, von denen jeder in der Nähe der Bodenplatte 2 unter einem Kern 8 in nicht dargestellter Weise befestigt ist.The essential components of the transformer, generally designated 1 in FIG. 1, consist of a base plate 2, a cover plate 3, the side walls 4 and the end faces 5 existing housing 6, two junction boxes 7 arranged on the end faces 5 for the upper and lower voltage, three cores 8, each of which can pass through a coil 9, and three fans 10, each of which is located in the vicinity of the base plate 2 below a core 8 is attached in a manner not shown.

Die Seitenwände 4 werden jeweils durch eine Vielzahl senkrecht verlaufender, nebeneinanderliegender Kühlrippen 11 gebildet, die in den Seitenwänden 4 ausgebildet sind.The side walls 4 are each formed by a large number of vertically running, adjacent cooling ribs 11, which are formed in the side walls 4.

Die Funktion des Transformators ist folgende:The function of the transformer is as follows:

Das Gehäuse 6 umschließt einen freien Innenraum 12 (Fig. 3), der mit einem nicht brennbaren gasförmigen Kühlmedium (Innenluft) gefüllt ist. Das Kühlmedium leitet die von den Kernen 8 und Spulen 9 im Betrieb erzeugte Wärme zu den Gehäusewänden, die diese Wärme an die Außenluft abgeben. Die Oberfläche der Seitenwände 4 ist durch Kühlrippen 11 erheblich vergrößert, so daß hier der Hauptwärmeaustausch stattfindet. DieserThe housing 6 encloses a free interior space 12 (Fig. 3), which is filled with a non-flammable gaseous cooling medium (internal air) is filled. The cooling medium conducts the heat generated by the cores 8 and coils 9 during operation to the housing walls, which give off this heat to the outside air. The surface of the side walls 4 is considerably increased by cooling fins 11, so that the main heat exchange takes place here. This

Wärmeaustausch wird im Innenraum 12 durch die Ventilatoren 10 aktiviert, die die Innenluft von der Bodenplatte 2 her durch Ringspalten 13 zwischen den Kernen 8 und den Spulen sowie um die Spulen 9 herum nach oben bewegen, so daß sich der in Fig. 3 mit Pfeilen 14 gekennzeichnete Kreislauf einstellt. Auf diesem Kreislauf wird die durch das Vorbeistreichen am Kern 8 und Spule 9 erwärmte Innenluft an den Innnenseiten der Kühlrippen 11 vorbeibewegt, wo sie wieder abgekühlt wird, um als Kühlluft den Kern 8 und der Spule 9 wieder zugeführt zu werden und diese aktiv zu kühlen.Heat is exchanged in the interior 12 by the fans 10 activates the inside air from the base plate 2 through annular gaps 13 between the cores 8 and the coils and move upwards around the bobbins 9 so that the circuit indicated by arrows 14 in FIG. 3 is established. On this circuit, the inside air heated by the brushing past the core 8 and coil 9 is on the inside the cooling fins 11 moved past, where it is cooled down again, in order to supply the core 8 and the coil 9 again as cooling air to become and actively cool them.

Auf der Außenseite 16 der Kühlrippen 11 stellt sich aufgrund des Wärmeaustausches mit der Außenluft ein Auftrieb (14 *) der die Trafowärme aufgenommenen Außenluft ein, der die aufgenommene Wärme nach oben abführt. Aufgrund des Auftriebs (14') wird gleichzeitig noch nicht erwärmte Außenluft an der Außenseite 16 hochgeführt, so daß sich an beiden Außenseiten 16 ein ständiger aufwärtsstrebender Außenluftstrom bewegt und Wärme von den Kühlrippen 11 abführt. Da die außenseitigen Räume 17 zwischen den Kühlrippen 11 nach außen offen sind, erfolgt die Wärmeabfuhr nicht nur durch die auftreibende Außenluft, sondern auch durch Wärmestrahlung.On the outside 16 of the cooling fins 11 arises due to the Heat exchange with the outside air creates a buoyancy (14 *) of the Outside air absorbed by the transformer, which dissipates the absorbed heat upwards. Due to the buoyancy (14 ') is simultaneously Outside air that has not yet been heated on the outside 16 brought up, so that a constant upward stream of outside air moves on both outer sides 16 and Dissipates heat from the cooling fins 11. Since the outside spaces 17 between the cooling fins 11 are open to the outside, the heat is dissipated not only through the uplifting outside air, but also through thermal radiation.

Wie anhand der elektrischen Schaltung in Fig. 4 zu erkennen ist, werden die Ventilatoren 10 in Abhängigkeit von der Temperatur des Transformators ein- bzw. ausgeschaltet. Hierzu dient ein in einem Kern 8 angeordneter Temperaturfühler 18, der einen in einer Steuerstromleitung 19 liegenden Schalter 20 beaufschlagt, der wiederum über einen Schütz 21 die Motoren 22 der Ventilatoren 10 ein- bzw. ausschaltet. Nach Fig. 4 befinden sich die Motoren 22 im Stillstand, d.h., der Transformator hat eine vorbestimmte Temperatur noch nicht erreicht.As can be seen from the electrical circuit in Fig. 4, the fans 10 are depending on the Transformer temperature switched on or off. A temperature sensor 18 arranged in a core 8 is used for this purpose, which acts on a switch 20 located in a control current line 19, which in turn via a contactor 21 the Motors 22 of the fans 10 switches on and off. According to Fig. 4, the motors 22 are at a standstill, i.e. the transformer has not yet reached a predetermined temperature.

Im Unterschied zur vorbeschriebenen Schaltung ist es auch möglich, in jedem Kern 8 einen Temperaturschalter 18 anzu-In contrast to the circuit described above, it is also possible to connect a temperature switch 18 in each core 8

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ordnen, der jeweils den ihm zugehörigen Ventilator 10 ein- bzw. ausschaltet.arrange, which switches the fan 10 associated with it on and off.

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Claims

. j transformer for use in tunneling, with at least ^ y a transformer disposed in the interior fan, which moves an inert gas is in a closed circuit, characterized by the combination of the following features:

a) The active cooling takes place exclusively inside the transformer (Interior 12) in a closed circuit.

b) At least the side walls (4) of the transformer (1) have vertically running, hollow cooling fins (11) on, the insides (15) of which with the active cooling circuit are in heat exchange.

c) The one between the radial cooling fins (11) on the outside formed spaces (17) are open to the outside.

2. Transformer according to claim 1, with a vertical arrangement of core and coil, characterized in that the fan (fan 10) is arranged near the housing bottom (base plate 2) under the core (8) and the gaseous medium from below through the annular gap

(13) moved between core (8) and coil (9).

3. Transformer according to claim 1 or 2, characterized in that the fan (10) is assigned a temperature switch (18, 20) which switches the fan (10) on or off depending on the temperature of the transformer.

4. Transformer according to claim 1 or one of the present claims, characterized in that a connection box (7) for the upper or lower voltage is arranged on each end face (5) of the transformer.

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