DE7816668U1

DE7816668U1 - TRANSFORMER

Info

Publication number: DE7816668U1
Application number: DE19787816668
Authority: DE
Original assignee: Gewerkschaft Eisenhutte Westfalia GmbH
Current assignee: Gewerkschaft Eisenhutte Westfalia GmbH
Priority date: 1978-06-03
Filing date: 1978-06-03
Publication date: 1983-06-01

Description

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16.12.1982 Me/Bös Gw 783312/16/1982 Me / Bös Gw 7833

Utility model registration

der Firmaof the company

Gewerkschaft Eisenhütte Westfalia, 4670 LünenWestfalia Ironworks Union, 4670 Lünen

Transformatortransformer

Γ Gegenstand der Anmeldung ist ein Transformator nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.Γ The subject of the application is a transformer according to the generic term of claim 1.

Ein Transformator dieser Gattung ist in der DE-AS 15 13 847 bejf schrieben und dargestellt. Zur Kühlung dieses Transformators dient ein in sich geschlossener Kühlkreislauf für ein gasförmiges Kühlmedium, der drei Kühlkanäle umfaßt. Diese bekannte Bauweise führt •j zu einer erheblichen Vergrößerung des Transformators, weil zum einen die drei Kühlkanäle im Gehäuse unterzubringen sind und zum anderen der Querschnitt der Kühlkanalwände den freien Innenraum der Gehäuses verringert, wodurch das Volumen des Kühlmediums erheblich reduziert wird. Bei einem Transformator vorgegebener Leistung ist jedoch weder die Baugröße noch das Volumen des Kühlmediums ohne weiteres zu reduzieren, weil eine solche Maßnahme die Kühlung des Transformators beeinträchtigt.A transformer of this type is bejf in DE-AS 15 13 847 written and illustrated. A self-contained cooling circuit for a gaseous cooling medium is used to cool this transformer, comprising three cooling channels. This known design leads • j to a considerable increase in the size of the transformer, because for On the one hand, the three cooling channels are to be accommodated in the housing and, on the other hand, the cross-section of the cooling channel walls defines the free interior space the housing is reduced, which significantly reduces the volume of the cooling medium. For a transformer of given power however, neither the size nor the volume of the cooling medium can be easily reduced because such a measure the cooling of the transformer is impaired.

Ein weiterer Nachteil des bekannten Transformators ist darin zu sehen, daß die Kühlmediumströmung während -des Vorbeistreichens anAnother disadvantage of the known transformer can be seen in the fact that the cooling medium flow during the sweeping past

Α der durch vertikale Rohre gebildeten Kühlfläche quer zur Profil-Α the cooling surface formed by vertical tubes across the profile

form der Kühlfläche verläuft. Hieraus folgt nicht nur ein schlech- ^;' ter Wärmeaustausch, weil das Kühlmedium nicht glatt an der Kühlij! fläche entlangzuströmen vermag, sondern es dürften sich Wirbel-shape of the cooling surface. From this it follows not only a bad one ^; 'ter heat exchange, because the cooling medium is not smooth on the cooling! can flow along the surface, but there should be vortices

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ströme ergeben, die wiederum einen ziemlich großen Kühlkanalquerschnitt erfordern und somit zu einer Vergrößerung des Transformators führen. Darüber hinaus kann der natürliche Auftrieb des Kühlmediums nicht zur Förderung des Kühlmediumstromes beitragen.currents result, which in turn have a fairly large cooling duct cross-section require and thus lead to an enlargement of the transformer. In addition, the natural buoyancy of the Cooling medium does not contribute to the conveyance of the cooling medium flow.

Im Tunnelbau, insbesondere beim Vorhandensein von Strecken geringeren Querschnitts, ist wegen der Raumknappheit jeder Zentimeter Raumersparnis von Bedeutung. Da bei einem Transformator vorgegebener Leistung - wie schon gesagt - die Baugröße nicht ohne weiteres üu reduzieren ist, weil eine solche Maßnahme die Kühlung des Transformators beeinträchtigt, stellt sich die Forderung nach einer besonderen Lösung.In tunnel construction, especially when there are lesser stretches Because of the lack of space, every centimeter of space saved is important. Since it is more predetermined for a transformer Performance - as already said - the size cannot be reduced without further ado, because such a measure reduces the cooling of the transformer is impaired, a special solution is required.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen einfachen und preiswert herzustellenden Transformator zu finden, der bei einem möglichst kleinen Querschnitt ausreichend gekühlt wird.The invention is based on the object of a simple and inexpensive To find the transformer to be manufactured, which is sufficiently cooled with the smallest possible cross-section.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Bei einem erfindungsgemäß ausgestalteten Transformator vermag das unter Zwangsumwälzung stehende Kühlmedium nicht nur die Spule oder die Spulen, sondern auch die z. B. durch Wellen gebildeten Kühlrippen glatt zu bestreichen, wobei die Strömung im Bereich der Spulen aufwärts und an den Seitenwänden des Transformators abwärts verläuft. Da die aktivierte Strömung im Bereich der Kühlrippen mit diesem parallel gerichtet ist, kann die Strömung ungehindert und gleichmäßig verlaufen, wodurch der Wärmeaustausch verbessert wird. Dabei ist die Kühlmediumströmung dem natürlichen Auftrieb im Bereich der im Betrieb warmen Spulen und dem natürlichen Abtrieb im Bereich der Kühlrippen gleichgerichtet, so daß sie auf natürliche Weise eine Aktivierung erfährt. Die vorbeschriebenen Vorteile summieren sich zu einer verbesserten Kühlung, bei der keine Kühlkanäle notwendig sind und die es ermöglicht, die Baugröße bei Gewährleistung der vollen Funktionstüchtigkeit erheblich zu reduzieren.This task is achieved by the characterizing features of the claim 1 solved. In a transformer designed according to the invention, the cooling medium under forced circulation is not only capable of Coil or coils, but also the z. B. to smooth cooling fins formed by waves, the flow in the area the coils up and down the side walls of the transformer runs. Since the activated flow in the area of the cooling fins is directed parallel to this, the flow can be unhindered and run evenly, whereby the heat exchange is improved. The cooling medium flow is natural Buoyancy in the area of the coils that are warm during operation and the natural one Output rectified in the area of the cooling fins so that it is activated naturally. The above The advantages add up to improved cooling, in which no cooling channels are necessary and which enables the Significantly reduce size while guaranteeing full functionality.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist auch noch darin zu sehen, daß die Außenseite der Kühlfläche aufgrund der Ausbildung durch Wellen nicht zu verstopfen vermag, wie es beim brannten Transformator möglich ist. Dies ist insbesondere im Hinblick auf dem groben Betrieb im Tunnelbau oder dgl. von Bedeutung .Another advantage of the inventive design is also can still be seen in the fact that the outside of the cooling surface is not able to clog due to the formation of waves, as is the case with burnt transformer is possible. This is especially true in the With regard to the rough operation in tunnel construction or the like. Of importance .

Die Ausgestaltung nach Anspruch 2 verbessert die Innenkühlung, da die sich am Gehäuseboden befindliche, kühlere Innenluft, die vorher an den Kühlwänden abgekühlt ist, direkt in den Raum zwischen Kern und Spule hineinbewegt wird, wo die Kühlung insbesondere erfolgen soll.The embodiment according to claim 2 improves the internal cooling, since the cooler internal air located on the housing base was previously is cooled on the cooling walls, is moved directly into the space between the core and coil, where the cooling in particular should take place.

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 Innenventxlator •bestimmte Antrxebsenergxe eingespart, solange eine aktive Kühlung nicht notwendig ist.After the training according to claim 3, the indoor fan is only then switched on when the transformer has reached a predetermined temperature. This is the one for the indoor fan • Certain drive energy savings are saved as long as active cooling is not necessary.

Gemäß der Ausbildung nach Anspruch 4 ist an jeder Stirnseite des Transformators ein Anschlußkasten angeordnet, an die die Ober- und Unterspannung des Transformators angeschlossen sind. Durch die Anordnung der Anschlußkästen an den Stirnsexten des Transformators wird der Wärmeaustausch der wärmeren Oberseite mit der , Außenluft nicht verhindert, was zur Realisierung eines Transformators niedriger Bauart beiträgt.According to the embodiment according to claim 4, a junction box is arranged on each end face of the transformer, to which the upper and lower voltage of the transformer are connected. The arrangement of the terminal boxes at the Stirnsexten the transformer of the heat exchange of the warmer upper side with the external air is not prevented, which contributes to realization of a low design transformer.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel d^r 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 j eder 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 arranged on the end faces 5 Terminal boxes 7 for the upper and lower voltage, three cores 8, each of which encompasses a coil 9, and three fans 10, each of which near the bottom plate 2 below a core 8 is attached in a manner not shown.

Die Seitenwände 4^--werden jeweils durch eine Vielzahl senkrecht verlaufender, nebeneinanäerliegender Kühlrippen 11 gebildet, die in den Seitenwänden 4 ausgebildet sind.The side walls 4 ^- are each formed by a multiplicity 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 dafi 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). 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 enlarged by cooling fins 11, so that the main heat exchange takes place here. This

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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 9 sowie um die Spulen 9 herum nach oben bewegen, so daß sich der in Fig. 3 mit Pfeilen 14 gekennzeichnete Kreislauf ein-J stellt. 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,Heat exchange is activated in the interior 1 2 by the fans 10, which the Innenluft.von the base plate 2 ago. move upwards through annular gaps 13 between the cores 8 and the coils 9 and around the coils 9, so that the circuit indicated by arrows 14 in FIG. 3 is established. In this circuit, the inside air heated by the passing of the core 8 and coil 9 is moved past the inside of the cooling fins 11, where it is cooled down again,

um als Kühlluft den Kern 8 und der Spule 9 wieder zugeführt zu werden und diese aktiv zu kühlen.to the core 8 and the coil 9 fed back 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 aufgenommeneOn the outside 16 of the cooling fins 11 there is a buoyancy (14 ') of the * "Transformer heat absorbed outside air that absorbs the

Wärme nach oben abführt. Aufgrund des Auftriebs (14') wird gleich-■! zeitig noch nicht erwärmte Außenluft an der Außenseite 16 k 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.Dissipates heat upwards. Due to the buoyancy (14 '), the same- ■! High out time is not heated outside air on the outside 16 k, so that on both outer sides 16 a constant upward ^ aspiring outside air stream moves and discharges) 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 erkennenAs can be seen from the electrical circuit in FIG

ist, werden die Ventilatoren 10 in Abhängigkeit von der 4· . Temperatur des"Transformators ein- bzw. ausgeschaltet. Hierzu dient ein in einem Kern 8 angeordneter Temperaturfühler 18,is, the fans 10 depending on the 4 ·. Temperature of the "transformer switched on or off. To do this a temperature sensor 18 arranged in a core 8 is used,

V 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.V of a lying in a control current line 19 switch 20 is applied, 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 have a temperature switch 18 in each core 8.

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

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Claims

03/15/1983 Me / Bös Gw 7833 Schut; zan sayings

1. Transformer for use in tunnel construction with at least one fan arranged inside the transformer, which moves an inert gas in a closed circuit, the active cooling taking place inside the transformer, characterized in that at least the side walls (4) of the transformer (1) have vertically extending, hollow cooling fins (11) and the spaces (17) formed on the outside between the cooling fins (11) are open to the outside.

2. Transformer according to claim 1, characterized in that the fan (fan 10) is arranged near the housing bottom (base plate 2) under the core (8).

3. Transformer according to claim 1 or 2, characterized in that a temperature sensor (18) is arranged in a core (8) of the transformer (1).

4. Transformer according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that a connection box (7) is arranged on each end face (5) of the transformer (1).