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Hochspannungstransformator oder -drossel mit vollkommen verschalter
und vom Kühlmittel durchströmter Hochspannungswicklung Um bei vollkommen mit Isoliermaterial
verschalten Transformatoren und Drosselspulen für hohe und höchste Spannungen die
betriebsmäßig entstehende Verlustwärme abzuleiten, führte man bisher das Kühlmittel
der Wicklung auf der einen Wicklungsstirnseite zu und leitete es nach Durchfluß
der Wicklung .auf der anderen Stirnseite wieder ab. Derartige Anordnungen. erfordern.
eine zweimalige Du.rchbrechung der Isolierverschalung. Abgesehen davon, daß .die
auf beiden Wicklungsstirnseiten angebrachten Kühlmittelleitungen viel Platz beanspruchen,
ist vor allem eine Durchbrechun.g des Isolierverbandes auf der Wicklungsseite mit
hohem Potential unangenehm. Aufgabe der Erfindung ist es, vorgenannte Nachteile
bei der Kühlmittelzuführung zu vermeiden.
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Erfindungsgemäß, ist der Zu- und Ab@fluß des Wicklungskühlmittels
in -das Innere der Isolierverschalung und somit der Wicklung an nur einer Durchbrechungsstelle
der Isolierverschalung mit Hilfe eines Doppelrohres vorgenommen, .dessen eine Hälfte
für den Zufluß und dessen andere Hälfte für den Abfluß des Kühlmittels bestimmt
ist. Die Kühlmittelle-itung ist dabei an der spannungstechnisch am niedrigsten beanspruchten
Stelle der Iso-1ierverschalung angeschlossen. Um den Kühlmitteldurchlauf innerhalb
der Wicklung sicherzustellen, sind im Isolations- bzw. Wicklungsverband Trennwände
und
Durchströmkanäle angebracht, die für das Kühlmittel einen im Gegenzug erfolgenden
Durchfluß durch die Wicklung erzwingen.
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An Hand 'der Zeichnung, die verschiedene Ausführungsbeispiele,der
Erfindung zeigt, soll ,die Erfindung näher erläutert werden.
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In den Fi:g. i und 2 sind Anordnungen für den Zu- und Abfluß bei vollkommen
verschalten Hochspannungswicklungen, nämlich in Fig. i bei einer aus parallelen
Lagen bestehenden Wicklung und in Fi-g.2 bei einer aus Scheibenspulen. aufgebauten
Röhrenwicklung wiedergegeben. Die Fig.3 zeigt eine Anordnung ,bei einer Wicklung
mit gegen das geringste Potential zu abgestufter Isolation. In -der Fig.4sind derschematischeKühlmittelverlauf
sowie die Anbringung von Zu- und Abflußeinrichtun'gen in der Nullpunktverbindung
eines in Stern geschalteten Drehstromtransformators wiedergegeben. Die Fig. 5 zeigt
einen Querschnitt durch eine Zu- und Abflußeinrichtung. In der Fig. 6 ist der hühlmittelverlauf
bei einem Einphasentransformator mit parallel geschalteten, auf zwei Kernschenkeln
untergebrachten Hochspa.nnungswicklungen, bei dem die Kühlmittelzu-und -ableitung
in einer Parallelschaltverbindung angeordnet ist, veranschaulicht. Die Fig.7 gibt
schließlich e'i'ne Ausführungsmöglichkeit für, den Anschluß konzentrisch
liegender Kühlmittelzu- und -ableitungsrohre an einem besonders ausgebildeten Strahlungsring
wieder.
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In Fi:g. i sind mit i die einzelnen Wicklungslagen der Hochspannungswicklung
bezeichnet. Diese sind so angebracht, gegebenenfalls unter Einfügen von in :der
Wicklungsachse verlaufenden Distanzleisten, daß sie zwischen sich wenigstens zwei
Durcb:flußkanäle 2 und 2o für .das Kühlmittel frei lassen. Mit 3 ist der obere Strahlungsring
bezeichnet und mit 4 der auf dem niedrigsten Potential gegen-Über Erde liegende
untere Strahlungsring. Beide Strahlungsringe sind hohl ausgeführt. Dabei ist der
untere Strahlungsring .4 durch eine in der Wicklungsachse verlaufende mittlere Trennwand
5 in zwei Kammern 6 und 7 aufgeteilt. An. einer Stelle des Umfanges besitzt er :eine
rohrartige Herausführung B. Diese ist gleichfalls durch eine Trennwand 5o in .zwei
Räume, nämlich die beiden Rohrkammern 6o und 70 unterteilt. Die beiden Strahlungsringkam.m:ern.
6 bzw. 7 stehen je Über Öffnungen. 9 bzw. io mit den Wicklungskanälen, 2 bzw. 2o
in Verbindung, mit denen auch der nur einen Hohlraum i i aufweisende -obere Strahlungsring
3 über Öffnungen 12 und i2o verbunden ist. Das Kühlmittel für die Wicklung tritt,
wie dies die eingetragenen, mit Pfeilen P versehenen Linien erkennen lassen, über
die eine Kammer 6o der Herausführung 8, an die gegebenenfalls eine Druckpumpe angeschlossen
ist, in. .die Stra.hlungsringkammer 6 ein, strömt- von. dieser in den Wicklungskanal
20 und in den Hohlraum i i :des oberen Strahlungsringes 3. Hier wird es umgelenkt,
indem es über die Öffnung i2o des Strahlungsringes 3 in den Wicklungskanal 2 übergeleitet
wird. In .diesem strömt es im Gegenzug zur Strömungsrichtung des einströmenden Kühlmittels
nach dem Punkt niedrigsten Potentials, nämlich dem Strahlungsring 4. zurück, den
es Über .die Kammer 7 und die Herausführungskammer 70 wieder verläßt.
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Die Fig.2 zeigt eine ganz ähnliche Anordnung bei einer m-it Durchströmkanälen
2 und 2o versehenen, aus Scheibenspulen aufgebauten Wicklung. Damit das Kühlmittel
hier auf seinem Weg durch die Wicklung nicht vom Kanal 20 in den Kanal 2 durch die
einzelnen Radi.allc:anäle Zoo übertreten kann, sind diese durch Isolierzwischen1'agen
21 in zwei Hälften unterteilt.
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Der Strömungsverlauf des Kühlmittels sowie .die Ausbildung der Strahlungsringesindbeidieser
Ausführung sowie bei der aus einzelnen: Wicklungslagen bestehenden Wicklung gemäß
Fig. 3, .die eine Wicklung mit gegen -das niedrigste Potential zu abgestufter Wicklungsisolation
8o zeigt, gleich wie bei der Ausführung nach Fig. i.
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Die Fig. 4 zeigt in schematischer Darstellung den Kühlmittelverlauf
bei einem in Stern geschalteten Drehstromtransformator,dessen Sternpunktsverbindung
30 als hohler Doppelleiter ausgeführt ist und der gleichzeitig als Kühlmittel'zu-
und -able-itung dient. Mit 3i und 310 sind hier die in die Sternpunkts:verbindung
eingeschalteten, besonders ausgdbildeten Ein- und Ausströmvorrichtungen, die das
Kühlmittel in den Sternpunktsleiter ein- und wieder herausleiten, bezeichnet. In
.der Fig. 5 ist ein Schnitt nach Linie A-B der Ein- und Austrittsöffnung
31 wiedergegeben. 32 ist .dabei 'der als Rohr ausgeführte Sternpunktsleiter.
Dieser ist durch eine. Zwischenwand 33 in zwei Kammern 34. und 35 unterteilt. An
der Ein- bzw. Ausströmstelle ist das Rohr 32 mit einer Reihe von Öffnungen 36 versehen.
Diese können durch Schlitzen des Rohres 3-2 der in sonstiger Weise hergestellt sein.
Aus spannungstechnischen Gründen sind die einzelnen Schlitzstege 37 mit einem Isolationsauftrag
38 umgeben. Über dem Rohr 3.2 sind in einem durch parallel zur Rohrachse verlaufende
Distanzstücke 3o erreichten Abstand halbzylinderförmige Isolierschalen 4o angebracht.
Diese Distanzstücke liegen auf dem Rohr 32, an dem sie in der Ebene der Trennwand
33 angebracht sind, dicht auf. Sie erstrecken sich ein Stück weit über .die Schlitzlänge
hinaus und sind auf ihren. Stirnseiten: durch Ouerwän'de abgeschlossen. Über den.
Isolierschalen 4o folgen unter Belassung eines Nhstandes um 9o'° versetzte Isolierschalen
41. Über diesen sind wieder um go° versetzte Isolierschalem 42 angeordnet. Je nach
Höhe: der Spannung werden .mehr oder weniger sich überlappende Schalen vorgesehen.
Die. Isolierschalen 4o und 42 werden durch in der Ebene der Rohrwand 33 und der
Distanzstücke 39 angeordnete Distanzstücke 5o im Abstand gehalten.. Die Isolierschalen
.sind jeweils so bemessen, daß sie einerseits an ihren Längskanten und andererseits
gegenüber der Nachbarschale Durchströmkanäle43 frei lassen. Außen wird die Isolierverschalung
von einer aus Metall oder Isolierstoff bestehenden, Armatur 45 umschlossen. Diese
ist zweckmäßig zweiteilig ausgeführt und besitzt über den Kanälen 43 der
äußersten
Isolierverschalungsteile 42 Rohrstutzen 46 bzw. 47. Da die Isolierschalen
auf den beiden Stirnseiten, durch Querwände abgedeckt sind, tritt das Kühlmittel,
wie die gestrichelte Linie 44 zeigt, durch den Rohrstutzen 46 in: die Armatur
ein, fließt nach einer .durch die Kanäle 43 b dingten mehrfachen Umlenkung durch
die Schlitze 36 des Rohres 32 in, die Rohrkammer 35. Hier teilt es sich nach zwei
Seiten, und zwar fließt der eine Teil des Kühlmittels nach der außenliegenden Wicklung
und der andere Teil nach der mittleren Wicklung (vgl. Fig. 4). Die in die Fig. 4
eingetragenen Pfeile P, zeigen den Kühlmittelströmungsverlauf innerhalb der Wicklungen.
Man erkennt ohne weiteres, daß das Kühlmittel nach dem Durchströmen der Wicklungen
zu den Vorrichtungen 31 und 310 zurückfließt, die es dann über die Rohrkammer 34,
die Schlitze 36, die zwischen den Isolierschalen vorgesehenen Durchströmkanäle 43
und den Stutzen 47 schließlich wieder verläßt. Um den Kühlmitteldurchfluß zu erzwingen,
wird das Kühlmittel durch die Wicklung gepumpt, indem beispielsweise an den Rohrstutzen
46 eine Druckpumpe angeschlossen wird, Damit das Kühlmittel gleichzeitig von den
beiden Ein- und Ausströmvorrichtungen 3,1 und 310
her über die Abzweigstelle
52 des Nullpunktleiters nach der als Doppelrohr ausgeführten Leitung 520
und
damit zu der mittleren Wicklung strömen. kann, ist die Abmweigstelle 52 als Doppel-T-Rohr
ausgeführt, das ein Einströmen von beiden, Seiten her in die entsprechenden Kammern
des Rohres 52o ermöglicht.
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In der Fig.6 ist durch mit Pfeilen versehene gestrichelte Linien der
Kühlmittelverlauf bei einer Hochspannungswicklung, die aus zwei parallel geschalteten
und auf zwei. Eisenkernschenkeln angebrachten Wicklungsteilen 61 und 62 besteht,
wiedergegeben. 63 und 64 sind, hier Schaltverbindungen. Die am niedrigsten Wicklungspotential
liegende Schaltverbindung 63 ist als hohler Doppelleiter mit in. zwei Längskammern
unterteiltem Innenraum ausgeführt. Mit 65 ist eine im Zuge dieser Rohrleitung eingebaute
Ein und Ausströmvorrichtung angedeutet, die gleich wie .die bei den Fig. 4 und:
5 beschriebene Vorrichtung ausgebildet ist und die den durch Pfeile angedeuteten
Kühlmittelverlauf erzwingt.
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Anstatt für die Kühlmittelzuführung Doppelkammerrohre, beispielsweise
Teil ä der Fig. i, zu verwenden, können beispielsweise auch konzentrisch zueinander
liegende Rohre, wie dies die Fig.7 wiedergibt, benutzt werden. Das innenliegende
Rohr 71 dient hier dem Zufluß und -das dieses im Abstand umgreifende außenliegende
Rohr 72 dem Abfluß des Kühlmittels, wie dies ,die eingezeichneten Pfeile erkennen,
lassen. Bei Benutzung doppelkonzentrischer Rohre kann man den Strahlungsring, wie
dies die Fig.7 zeigt, zweckmäßig aus zwei Teilen 73, 74 herstellen. Dabei mündet
das innere Rohr 71 in einen über dem Wicklungskanal 2o angeordneten, als
Hohlring ausgeführten Strahlungsringteil 73. Dieser steht mit dem anliegenden Wicklungskanal
20 über Öffnungen 75 in Verbindung. Das Rohr 72 mündet in den .den, Ring 73 teilweise
überdeckenden und über Öffnungen 76 mit dem Wicklungskanal 2 in Verbindung stehenden,
einen Hohlraum 77 bildenden Strahlungsringteil 74. Selbstverständlich können zur
Erzielung eines ausreichenden Querschnitts auch elliptische Rohre zur Anwendung
kommen. Für die Ein- und Ausströmvorrichtungen (z. B. 3 i .und 310 in Fig.
4) sowie für -die: Strahlungsringe lassen sich auch andere Bauarten als beschrieben
verwenden. Um eine gleichmäßige Wicklungsdurchflutung zu erzielen, können die über
den Wicklungskanälen 2 und 2o befindlichen Öffnungen der Strahlungsringe entsprechend
ihrer Entfernung von der Einst.rämstelle verschieden groß gemacht werden.
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Die Erfindung .bietet den Vorteil, daß für die Kühlmittel.zuf@ührung
bei vollkommen verschalter Wicklung nur an der spannungsmäßig am schwächsten beanspruchten
Wicklungsstelle ein Anschluß von einer Kühlmittelleitung erforderlich ist. Wenn
für diesen Zweck noch eine bereits vorhandene Schaltverbindung benutzt wird, dann
braucht für die Kühlmittelzuführung die Wicklungsisolation überhaupt nicht mehr
eigens durchbrochen werden.