DE3341626C2 - Luftgekühlter Transformator - Google Patents

Abstract

Ein luftgekühlter Transformator ist mit seitlich an Spulen vorbeilaufenden Kühlkanälen (16, 22) versehen, in die Abzweigstutzen (18) eingesetzt sind, von denen Austrittskanäle (20) ausgehen. Diese Austrittskanäle sind auf die zu kühlenden Spulen des Transformators gerichtet. Zur Erzielung einer 100%-Redundanz ist an jeder Seite des Kühlkanals (16, 22) ein Lüfter (12) angeordnet, an deren Saugseite sich Rückschlagklappen befinden. Durch das Kühlsystem dieses Transformators ist es möglich, eine gleichmäßige Luftstromverteilung bei sicherer Betriebsweise zu gewährleisten.

Description

ASSA JLKSSSBSS Transformator nach Anspruch 2, dadurch ge- Kühlwirkung herabsetzen.

nSÄ d?e VrsSmittsfläche der Ne- Ausder US-PS 1304451 ist e,n Zweispulentransfor-

SES)Iw V₃ der Querschnktsfläche des mator bekannt, bei dem im Au stellungsboden em ein»-

hS'K äI be^räet 25 ger Kühlluftkanal ausgebildet ist, von dem aus zwe. Ab-

"rSstSSiUruch 1, dadurch ge- Neigungen zentral zu den "»««^ *£·?;

kennzeichnet, daß die Nebenkanäle (20) untereinan- richtet sind, um durch diese Abzweigung Kühlluft in

SeSe unterschiedliche Querschnittsflache haben. Richtung auf die Spulen zu "^n. Dabe. geht de

5. Transformator nach Anspruch I₁ dadurch ge- Hauptkanal am Ende über ^ ^J™ "Tg^J

kennzeichnet, daß die Rauhigkeit der Innenoberflä- 30 zweigung über, was zur Folge hat, daß an dieser Endab

Se d« Hauptkanals in den Abschnitten (22) zwi- zweigung wesenthch mehr Luft austntt als an,der da-

sehen den NebenkanElen (20| gegenüber der im Zu- ^^.*^_ωΐ£ fj™.

laufabschnitt des Haupekanals zum ersten Nebenka- Ausbildung dadurch, daß ^SI^ ^^ϋ^"^^β" ™™%

nalunterschiedlich«rroBist bracht ist,sehr aufwendig.Schließlich ist aus der f-K-Ki

^SSS^STA-proch 3, dadurch ge- 35 13 47 738 ein ö.gekühlter Transformator bekjm**·

kennzeichnet, daß die Nebenkanäie (2ö) im rechten dein eine Kühlmitteizuiührung (Öl) durch e.nen Haupt

Wmkel zum Hauptkanal (16,22) angeordnet sind. kanal (Sammler) und einen Nebenkanal unterhalb des

7 TraSrmätor nach einem der Ansprüche 1 bis Transformatorkessels erfolgt Notwendigerweise ist

6 dadurch gekennzeichnet, daß die NebenKanäle hier der Hauptkanal mit den; Kessel durch eine Schwei-(20) relativ zum Hauptkanal (16,22) bewegbar sind. « ßung fest und druckdicht verbunden.

8. Transformator nach einem der Ansprüche 1 bis Steigende Quahtätsanforderungen. '"sbesondere an

7 dadurch gekennzeichnet, daß auch an dem ami*- Gießharztransformatoren sowie die immer größer weren Ende als Hauptkanals ein Luftgebläse (12') an- denden Leistungen erfordern die Entwicklung; eine

geordnet ist und daß an der Saugseite beider Luftge- Kühlsystems, das ^ Temperatur be, ^?Ά*ν3Ζ

blase (12,12') jeweils eine Rückschlagklappe (13,13') 45 nicht über die erreichte Temperatur bei 100% Volles

angebracht ist ansteigen läßt Weiterhin sollte das System katalogisiert

9. Transformator nach einem der Ansprüche 1 bis vorliegen und als Bausatz an jedem G^ßtransforrnator 8, dadurch gekennzeichnet, daß beidseits der Spulen- nachrüstbar se.n. Im Hinblick auf.die Betriebssicherheit reihe je ein Kühlkanal angeordnet ist, die beide über sollte die Möglichkeit einer 100%-Redundanz gewahrein Verteilerstück (14) mit dem oder mehreren Luft- so leistet sein, d.h. es soll auch bei Ausfall des aktiven gebläsen) (12, ί 2') in Verbindung stehen. Luftgebläses gewährleistet se.n, daß m.t überlast von ^g ^^M ' 500Λ weitergefahren werden kann, ohne daß eine Uber-

hitzung eintritt

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein kon-55 struktiv einfaches Kühlsystem für einen Transformator

Die Erfindung bezieht sich auf einen luftgekühlten zu schaffen, welches bei guter Wärmeübertragung und Transformator gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs einer gleichmäßigen Verteilung der Volumenströme nachrüstbar ist

' Ein der Anmelderin bekanntes Kühlsystem besteht Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst

aus zwei rechteckigen Luftkanälen, die am unteren w daß die Luftaustritte (20) des als Hauptkanal (16 22) Preßeisen angebracht sind, wobei an jedem Kanal ein ausgebildeten Kühlkanals von Nebenkanäie darstellen-Lüfter montiert wird. Die Luftaustritte sind mit Gitter- den Abzweigstutzen (18) gebildet sind, dessen Austr.ttsrosten versehen, um einen möglichst zur Spulenachse öffnung auf die jeweils zu kühlende Spule (10) gerichtet parallelen Luftstrom zu erzeugen. Zusätzlich zum Git- ist y

terrost werden die Luftaustrittsöffnungen mit verschie- 65 Durch eine geeignete Wahl der Durchmesser zwidenen Lochblechen abgedeckt. Bei großen Trafolastlei- sehen Hauptkanal und Luftaustritten (Nebenkanal) sostungen d. h. bei entsprechend starken Volumenströ- wie der Form der einzelnen Abgänge, laßt sich eine men sind die Luftkanäle mit Umlenkblechen ausgerü- gleichmäßige Verteilung der Volumenströme erreichen.

Die Auswahl der Elemente basiert auf der Tatsache, daß bei Stromtrennung nach der Abzweigung die Geschwindigkeitsenergie in Druckenergie umgewandelt wird. 1st nun der Reibungsverlust in der nachfolgenden Teilstrecke so groß wie die Druckwiedergewinnung durch Geschwindigkeitsverlust, sind die Abzweige gleichmäßig dimensioniert, sowie deren Abgänge rechtwinklig zum Hauptkanal, dann ist zu erwarten, daß aus jeder Luftaustnttsöffhung die gleiche Luftmenge strömt ίο

Wenn kurze Teilstreckert vorgesehen werden, so kann auf eine Einschnürung des Hauptkanals verzichtet und statt dessen ein relativ rauhes Rohrsystem verwendet werden, das dem Druckwiedergewinn den benötigten Reibungsverlust entgegensetzt

Die Verbindung des Lüfters mit dem Rohrsystem wird mittels zwei flexiblen Schläuchen ausgeführt Dies verhindert das Übertragen von Schwingungen zwischen den beiden Elementen. Die Befestigung des Kanal- sowie des Lüftersystems erfolgt dabei mit handelsüblichen Montageschienen, Hammerkopfmuttern und Gewindeschrauben mit Muttern.

Als Variante des neuen forcierten Kühlsystems ist die Möglichkeit einer 100%-Redundanz anzusehen. Hier werden zusätzlich zum normalen Kühlsystem ein zweiter Lüfter, zwei flexible Schläuche und zwei Rückschlagklappen benötigt Jeweils ein Lüfter ist an einem Ende des Kühlsystems angeschlossen. Beide Lüfter haben an der Saugseite eine Rückschlagklappe, die jeweils bei Betrieb eines Lüfters die Funktion des Abschlußdekkels am anderen Ende des Hauptkanals übernimmt Wenn somit ein Lüfter ausfällt so muß der Transformator nicht auf niedrigere Last zurückgefahren werden, da über eine entsprechende Schaltung der andere Lüfter die Punktion des ausgefallenen Lüfters übernimmt

Die Vorteile der neuentwickeiten Kühlung sind die folgenden: Die Elemente der Kühlung können katalogisiert vorliegen und können lagermäßig bereitgehalten werden. Es verden generell nur noch vier Rohrsysteme eingesetzt Mit der Entscheidung für ein Kanalsystem sind alle Elemente definiert, d. h. es ist kein Konstruktionsaufwand mehr nötig. Kurze Montagezeiien setzen Kapazität frei. Die Kühlung ist generell an allen Gießharztransformatoren nachrüstbar. Das System kann dem Kundm als Bausatz zur Selbstmontage bereitgestellt werden. Die Kühlung bietet die Möglichkeit einer 100%-Redundanz und somit eine sehr große Betriebssicherheit für Gießharztransformatoren. Der Anblaswinkel läßt sich individuell für alle Trafotypen und Spulendurchmesser einstellen. Durch die Bauweise bedingt so strömt aus jedem Luftaustritt ein parallel zur Spulenachse gleichmäßiger Luftstrom. Beim Einbau im Gehäuse muß der Lüfter nicht unmittelbar am Trafo befestigt sein. Die verwendeten Lüfter arbeiten sehr leise und es besteht keine Gefahr der Luftvorwärmung, da hier ein separates Rohrsystem, das keinen Kontakt mit dem Preßeisen hat, verwendet wird. Es ist keine Überdimensionierung der Preßeisen notwendig, da ein in sich geschlossenes Luftkanalsystem verwendet wird.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in den Zeichnungen rein schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert Es zeigt:

F i g. 1 eine schematische Draufsicht auf einen Gießhar/.transformator mit forcierter Kühlung in Standardausführung,

P Ί s>. 2 eine schematische Draufsicht auf einen Gießharztransformator mit forcierter Kühlung und 100% Redundanz,

Fig.3 eine schematische Seitenansicht eines Teils des Gießharztransformators mit dem Lüfter und

F i g. 4 eine schematische Endansicht des Lüfters mit Verzweigung.

Der in F i g. 1 und 2 dargestellte Gießharztransformator weist mit Kühlluft anzublasende Spulen 10 auf, die in Reihe hintereinander angeordnet sind. Der Aufbau dieser Spulen sowie der übrige Aufbau des Transformators bedarf keiner detaillierten Beschreibung, da sich dieser Aufbau nicht von dem eines üblichen Transformators unterscheidet An der Stirnseite des Transformators befindet sich ein Lüfter 12, an den sich ein Verteilerstück 14 anschließt, wie dies insbesondere den F i g. 3 und 4 entnehmbar ist An das Verteilerstück 14 schließen sich zwei flexible Schläuche 16 an, die, wie F i g. 1 und 2 zu entnehmen ist auf gegenüberliegenden Seiten der Reihe von Spulen 10 liegen.

Diese flexiblen Schläuche münden ??. der ersten Spule in einen ersten Saugstutzen (Abzweigung), der einen Austrittskanal 20 aufweist Dieser Austrittskanal 20 mündet im wesentlichen senkrecht zur Mittelachse der flexiblen Schläuche 16. Zwischen den jeweils den Spulen zugeordneten Sattelstutzen 18 befinden sich Rohrkanalstücke 22, die über Rohrschellen 24 (F i g. 3) am Transformatorgerüst befestigt sind. Der flexible Schlauch 16 sowie die Rohrkanalstücke 22 bilden zusammen mit einem auf derselben Achse liegenden Teil der Sattelstutzen 18 einen Hauptkanal. Die Austrittskanäle 20 der Satteistutzen bilden senkrecht zu diesem Hauptkanal verlaufende Nebenkanäle, die auf die zu kühlenden Spulen gerichtet sind und diese mit einem Luftstrahl anblasen. Am dem Lüfter 12 abgewandten Ende des Hauptkanals ist dieser durch einen Abschlußdeckel 26 geschlossen.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig.2 sind zwei Lüfter 12 und 12' vorgesehen, wobei jeder Lüfter mit einer Rückschlagklappe 13,13' versehen ist Jewefls ein Lüfter ist an einer Seite der Hauptkanäle durch die flexiblen Schläuche 16 angeschlossen.

An die am unteren Preßeisen befindlichen Löcher sind mittels Hammerkopfschrauben Schienen 28 befestigt Montageschienen 30, auf denen sich eine Konsole 32 befindet werden so befestigt, daß der vorgeschriebene Luftabstand zwischen Spule und Lüfter gewährleistet ist

Der Lüfter 12 selbst wird lediglich an dem Verteilerstück 14 angeschraubt Die Rohrkanalstücke 22 werden am oberen Preßeisenschenkel mittels einer Montageschiene 34 und der bereits erwähnten Rohrschelle 24 befestigt.

Die Funktion der Vorrichtung ist folgendermaßen:
Der vom Lüfter 12 kommende Volumenstrom wird im Verteilerstück ^A in zwei gleichgroße Luftströme zerlegt und über die flexiblen Schläuche in den eigentlichen Hauptkanal eingeleitet. Da im Hauptkanal ein konstanter Druck herrscht strömt durch jeden Sattelstutzen 18 ein gleic-ner Volumenstrom. Die dabei entstehende Verwirbelung bewirkt eine turbulente Luftströmung, die im Gegensatz zur laminaren Strömung wesentlich bessere Wätmeübertragungseige.'ischaften hat. Da es sich um ein rundes Kanalsystem handelt, läßt sich der Anblaswinkel für die Spulen durch Drehung der Sattelstutzen 18 optimal far jede Spulenkombination einstellen.

Das in F1 g. 2 beschriebene System ist ein solches mit 100% Redundanz. Die Abweichung gegenüber der

Standardausführung besteht darin, daß, wenn der eine Lüfter ausfällt, der zweite Lüfter 12' anläuft und so die volle Funktion der Kühlung erhalten bleibt Dabei übernehmen die Rückschlagklappen 13,13' jeweils die Funktion der Abschlußdeckel 26. Ist der Lüfter 12 in Betrieb, so öffnet sich die Rückschlagklappe 13. Der hier erzeugte Luftstrom wird über das Hauptkanalsystem 16,22 in den Lüfter 12' weitergeleitet. Di« saugseitig angebrachte Rückschlagklappe 13' wird vom Volumenstrom geschlossen und verhindert so den Luftaustritt. Die Folge ist eine Anstauung Her Luft bis hin zum ersten Luftaustritt (Sattelstutzen) des inaktiven Lüfters. Diese Luftsäule bewirkt eine Art Prallwand und erfüllt somit die gleiche Funktion wie der Abschluftdeckel 26 in der Standardausführung, d. h. die Luftgeschwindigkeit geht ge- is gen Null und die Bewegungsenergie wird in Druckenergie umgesetzt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

20

25 30 35 40

50

55

60

65

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   stet, da nur so ein annähernd gleichmäßiger Volumen-

   ι ²

   , L^e^lter Tra—orj—^ ₅^%^^I^S^^^^- Gießharz^onnator.mitnmdertensemjnKuM 5 °^_erLuft^_eder^y_6ng,_eichzeitigbetriebenen

   kanal an dessen ^eX^^d^J^|Sf^eX S i hh Gähpegel

   Gießharz^onnat.j ^_erLuft^_eder^y_6ng,_eichzeitigbetriebenen

   kanal an dessen ^eX^^d^J^|Sf_e ^e _mX Sr entsteht ein hoher Geräuschpegel,

   schlossen und an dessen ""^. "Jr^JT _Durch ein undichtes Luftkanalsystem entstehen er

   schlußdeckel angeordnet ist, und an dem Luftaustnt- Durch «J«^ _Aaßerdem besteht eine uangcl

   te zum Anblasen der Spuler> "griatt«*-J& J^ ^S d Vlmenströme

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   te zum Anblasen der Spuler> "griatt«*-J& _M J^ Men^eSung der Volumenströme.

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