DE8527970U1

DE8527970U1 - Ventildrossel, insbesondere für Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungsanlagen

Info

Publication number: DE8527970U1
Application number: DE19858527970
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1985-10-01
Filing date: 1985-10-01
Publication date: 1987-03-12

Description

Siemens AktHetigssellSchaft :**:""*: Unser Zeichen Berlin und München VPA 85P 3 3 5 A IE

Ventildrossel, insbesondere für Hochspannungs-Gleichstrom-Ubertragungsanlagen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Ventildrossel für Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungsanlagen.

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HGÜ-Anlagen werden zur Verteilung von elektrischer Energie heute im allgemeinen als Bindeglied zwischen zwei Drehstromsystemen eingesetzt; netzgeführte steuerbare Halbleiter (Thyristoren) wandeln den Drehstrom auf der Sendeseite für die Übertragung in Gleichstrom und auf der Empfangsseite wieder in Drehstrom zurück. Die höchste erreichbare Thyristorspannung ist klein im Vergleich zu der für eine wirtschaftliche Übertragung notwendigen Ventilspannung. Es müssen daher für ein HGÜ-Ventil eine Vielzahl von Thyristoren in Reihe geschaltet werden. Zur Begrenzung der Stromanstiegsgeschwindigkeit in einem HGÜ-Ventil werden dabei zu den einzelnen Thyristoren jeweils zusätzlich eine Ventildrossel mit flussigkeitsgekuhlter Drosselspule und Drosselkern in Reihe geschaltet. .

f s Zum Zwecke einer wirtschaftlichen Fertigung und zur Erzielung nur kurzer Ausfallzeiten im Fall einer notwendigen Reparatur besteht jedes HGÜ-Ventil je nach zu beherrschender Spannung aus einer größeren oder kleineren Anzahl identischer Thyristoren- und Drosselmodule, die turmartig in einem Turmgrundrahmen konstruktiv zusammengefaßt sind.

Bk 2 Bih / 30.09.1985

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( Gemäß Aufgabe vorliegender Erfindung soll mit einfachen

fertigungstechnischen Mitteln eine kompakte Ventildrossel geschaffen werden können, die trotzdem die für alle Lastfälle geforderte Isolierfestigkeit und Teilentladungsfreiheit zwischen den unter unterschiedlicher Spannung stehenden Bauteilen gewährleisten kann. Die Lösung dieser Aufgabe gelingt durch die Lehre des Anspruchs 1; vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind jeweils Gegenstand der Unteransprüche. 10

Die Anordnung der gesamten Drosselspulenwicklung in einem über Aufnahmezapfen in einem Rahmen gehalterten Vergußblock freitragend und damit berührungslos zu nur

\j einem Schenkel des selbst unvergossenen Drosselkerns erlaubt bei kompaktem und montagefreundlichem Aufbau eine hohe Isolierfähigkeit sowie maximale Kriechstrekken und damit eine hohe Teilentladungsfreiheit sowie sehr gute Kühleigenschaften.

Eine besonders hohe Kompaktheit, insbesondere geringe Bauhöhe,kann für die auf nur einem Schenkel des Drossel kerns angebrachte Drosselspule dadurch erreicht werden, daß diese zweilagig mit einem ersten Wicklungsteil und einem dazu konzentrischen zweiten Wicklungsteil sowie mit einem Kernpotentialmittenanschluß etwa in der Wick- &Ggr; lungsmitte, d.h. im Übergang vom ersten Wicklungsteil zum zweiten Wicklungsteil vorgesehen ist; dadurch kann die Spannungsbeanspruchung zwischen dem Drosselkern und der zu dem einen Schenkel des Drosselkerns freitragend gehaltenen Drosselwicklung auf die halbe Nennspannung reduziert und somic die maximal notwendige Luft- bzw. Kriechstreckenlänge ebenfalls um die Hälfte vermindert werden. Zur Kompaktheit der erfindungsgemäßen Ventildrossel trägt auch die besonders gute Wärmeabführmöglichkeit, insbesondere durch das Vergießen

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eines kühlmediumdurchflossenen Kühlrohres zu der umgeben den Primärwicklung und andererseits das Nichtvergießen des Drosselkerns bei, wobei zusätzlich im Vergleich zu Ver.tildrosseln mit einstückig vergossener Drosselspule ur.d Drosselkern in vorteilhafter Weise Materialanhäufungen und damit die Gefahr von erhöhten Materialspannungen durch unterschiedliche Temperaturausdehnungs-. köeffizienten vermieden werden können. Der Spannrahmen, der einerseits zur Befestigung des Drosselkerns und andererseits zu der diesem gegenüber freitragenden Halterung der Drosselspule dient, besteht nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung aus Kunststoff, wodurch neben einer einfachen spezifischen Formgebung für die Halterungsaufnahmen zusätzlich im Sinne einer großen Kompaktheit der Ventildrossel die Zusatzverluste durch Streufelder reduziert werden können.

Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden im folgenden anhand eines schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels in der Zeichnung näher erläutert; darin zeigen:

Fig. 1 die Seitenansicht einer Ventildrossel,

Fig. 2 die Draufsicht auf die Ventildrossel gemäß Fig.l n»3,t zur Verdeutlichung teilweise ausgebrochenem Spannrahmen,

Fig. 3 eine stirnseitige, teilweise geschnittene Draufsicht auf einen die Primär- und Sekundärwicklung sowie deren Kühlrohre enthaltenen, über den einen Schenkel des Drosselkerns in allseitigem Abstand übergesteckten Vergußblock;

Fig. 4 die teilweise geschnittene Seitenansicht der Anordnung gemäß Fig.3.

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j In einem verrippten Kunststoff-Spannrahmen 6 sind als wesentlichste Teile der Ventildrossel ein Schnittband-Drosselkern 5 sowie ein Vergußblock 1 gehaltert, in den eine Primärwicklung 2,3 und ein Sekundärwicklung 4 eingegossen sind. Der durch Spannbänder 52 zusammengehaltene doppel-U-förmige Schnittband-Drosselkern 5 ist mittels Zugstangen 51 in dem Spannrahmen 6 gehaltert. Der eine linke Schenkel des Schnittband-Drosselkerns 5 Wird berührungslos von dem Vergußblock 1 umfaßt, in der die Primärwicklung 2,3 und die Sekundärwicklung 4 eingegossen sind. Der Vergußblock 1 ist über Aufnahmezapfen 7,8 freitragend zum linken Schenkel des Schnittband-Drosselkerns 5 in dem Spannrahmen 6 gelagert. Als \_) untere Aufnahmezapfen 7 dienen Gummipuffer, während als obere Aufnahmezapfen 11 in den Vergußblock 1 trichter- * förmige Vertiefungen eingegossen sind, in die Stiftschrauben 8 eingreifen, deren Eindringtiefe gegenüber dem Spannrahmen 6 verstellbar und nach Erreichen der

gewünschten Einstelltiefe fixierbar ist.

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Wie insbes. aus Fig.3,4 ersichtlich, ist die Primärwick

lung 2,3 der Drosselspule zweilagig gewickelt mit einem ersten Wicklungsteil 2 mit dem äußeren Anschluß 21 und und einem dazu konzentrischen zweiten inneren, Wicklungs-25 teil 3 mit einem äußeren Anschluß 31 sowie einem Kernpotentialmittenanschluß M in der Wicklungsmitte, d.h.iY Übergangsbereich von dem äußeren ersten Wicklungsteil 2 zum inneren zweiten Wicklungsteil 3. Eine einlagige Sekundärwicklung 4 ragt mit ihren äußeren Anschlüssen 41,42 aus dem Vergußblock 1 heraus. Zur Kühlung der Primärwicklung 2,3 dient ein wasserdurchflossenes Edelstahl-Kühlrohr 9 mit den äußeren Anschlüssen 91,92; zur besseren Wärmekontaktierung zwischen dem Kühlrohr 9 und der zweckmäßigerweise in Form eines hochkant gewickelten Kupfer-Hohlprofilleiters umgebenden Sekundärwicklung 2,3

I-S.l¹ ·". VPA KP33 5 4DE

f ist der Zwischenraum zwischen dem Kühlrohr 9 und der Primärwicklung - wie aus dem Teilschnitt im linken Teil der Fig.2 ersichtlich - ebenfalls mit einer Vergußmasse 10 ausqefüllt. Anstelle des hier vorgesehenen Vergießens des Kühlrohrs innerhalb der vorzugsweise als Hohlprofil mit innerhalb des Hohlprofils verlaufendem Kühlrohr ausgebildeten Primärwicklung kann auch durch ein Druckaufweiten des Kühlrohrs oder durch ein Aufschrumpfen des Hohlprofils auf das Kühlrohr dafür gesorgt werden, daß dies in lü besonders gutem Wärmekontakt zur Primärwicklung steht.

Wie aus Fig.2 ersichtlich, ist der von dem Vergußblock 1 umfaßte Schenkel des Schnittband-Drosselkerns 5 in ally seitig berührungslosem Abstand zum Vergußblock 1 gehalten, so daß im Vergleich zu sonst üblichen, auf dem Drosselkern verkeilten Wicklungen bei gleichen Baumaßen eine wesentlich höhere Sicherheit gegenüber Teilentladungen besteht oder bei gleichbleibend guter Verhütung von Teilentladungen der Drosselmodul wesentlich kompakter gebaut werden kann.

10 PüLuil^nsprüche 4 Figuren

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Claims

«I ■■) > > I * iAnsprüche

1. Ventildrossel, insbesondere für Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungsanlagen, mit den Merkmalen:

a) Die Drosselspule (2,3,4) ist in allseitigem Abstand freitragend zu einem Schenkel des Drosselkerns (5) in einem Spannrahmen (6) angeordnet;

b) die Drosselspule (2,3,4) ist allwicklungsseitig vergössen und der Vergußblock (1) ist über Aufnahmezapfen

(7,8) in dem Spannrahmen (6) gelagert;

c) der Drosselkern (5) besteht aus zwei U-Kernen und ist in dem Spannrahmen (4) befestigt (Zugstangen 51).

2. Ventildrossel nach Anspruch 1 mit dem Merkmal:

d) Der Drosst-lkern (5) ist unvergossen.

3. Ventildrossel nach Anspruch 1 und/oder 2 mit dem Merkmax:

e) Die Drosselspule (2,3,4) enthält eine zweilagig gewickelte Primärwicklung (2,3) mit einem ersten Wicklungsteil (2) und einem dazu konzentrischen zweiten Wicklungsteil (3) sowie mit einem Kernpotentialmittenanschluß (M) etwa in der Wicklungsmitte zwischen dem ersten wicklungsteil (2) und dem zweiten Wicklungs-/~) teil (3).

4. Ventildrossel nach zumindest einem der Ansprüche 1-3, mit dem Merkmal:

f) Die Primärwicklung (2,3) besteht aus einem Kupfer-Hohlpro fi He lter.

5. Ventildrossel nach Anspruch 4 mit dem Merkmal:

g) Der Kupfer-Hohlprofilleiter ist hochkant gewickelt.

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J - ⁶· Ventildrossel nach zumindest einem der Ansprüche 1-5, mit dem Merkmal:

h) Die Primärwicklung (2,3) enthält in engem Wärmekon-

takt ein kühlmediumdurchflossenes Kühlrohr (9). 5

7. Ventildrossel nach Anspruch 6 mit dem Merkmal:

i) Das Kühlrohr (9) ist mit der umgebenden Primärwicklung (2 bzw.3) durch eine zwischenliegende Vergußmasse (10) gut wärmeleitend kontaktiert. 10

8. Ventildrossel nach Anspruch 6 mit dem Merkmal:

j) Das Kuhlrohr (9) ist, insbesondere bei Verwendung eines Kupfer-Hrhlprofilleiters mit innerhalb dos Hohlprofils verlaufendem Kühlrohr (9), mit der ' 15 umgebenden Primärwicklung {?. bzw.3) durch Druckauf-' weitung des Kühlrohres (9) und/oder Aufschrumpfen

der Primärwicklung (2,3) auf das eingeschlossene Kühlrohr (9) gut wärmeleitend kontaktiert.

9. Ventildrossel nach zumindest einem der Ansprüche 1,8 mit dem Merkmal:

k) In den Vergußblock (1) ist neben der Primärwicklung (2,3) im Sinne einer einstellbaren elektromagnetischen Dämpfung eine an einen Sekundärwiderstand anschließbare Sekundärwicklung (4) miteingebettet.

10. Ventildrossel nach zumindest einem der Ansprüche 1-9 mit dem Merkmal:

1) Der Spannrahmen (6) und/oder weitere Befestigungsmittel zwischen dem Spannrahmen (6) und den darin gehaltenen Bauteilen bestehen aus Kunststoff.