EP0037089A1 - Flüssigkeitsgekühlter Transformator für grosse Leistungen - Google Patents

Flüssigkeitsgekühlter Transformator für grosse Leistungen Download PDF

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EP0037089A1
EP0037089A1 EP81102298A EP81102298A EP0037089A1 EP 0037089 A1 EP0037089 A1 EP 0037089A1 EP 81102298 A EP81102298 A EP 81102298A EP 81102298 A EP81102298 A EP 81102298A EP 0037089 A1 EP0037089 A1 EP 0037089A1
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/24—Magnetic cores
    • H01F27/26—Fastening parts of the core together; Fastening or mounting the core on casing or support
    • H01F27/266—Fastening or mounting the core on casing or support

Definitions

  • the invention relates to a liquid-cooled transformer for large outputs with an active part installed in a boiler, the active part being fastened with its pressing device to large footplates lying on the bottom of the boiler.
  • the active parts of transformers are locked in the boiler essentially on the bottom of the boiler to prevent relative movements between the active part and the transformer tank. Such relative movements could be caused by impermissibly high accelerations of the transformer during its transportation or by earthquakes.
  • stops are welded firmly to the inside of the bottom of the boiler and that corresponding parts of the active part rest on these stops.
  • the position of the stops is primarily affected by the boiler construction tolerances.
  • the attacks at least also accept the tolerances that are specified for the tap changer with regard to compliance with voltage distances and through the opening in the cover. Due to the accumulation of these relatively large and large tolerances, reworking of these stops is often necessary during final assembly. The welding work required for this may then have to be carried out in production areas for which particularly strict cleanliness regulations apply and in which this work is extremely undesirable. In addition, this subsequent welding work on finished painted components, so that repainting is required.
  • the invention is therefore based on the object of creating an arrangement for locking active parts of transformers in the associated boilers, with which a connection which is as free of play and highly resilient as possible can be produced with the simplest possible means.
  • this is achieved for a transformer of the type mentioned in that, in order to lock the foot plates in a horizontal direction with respect to the bottom of the boiler, protruding bolts carried by the base plates and plunging into resin-filled pots in the bottom of the boiler, one pot being provided for each bolt.
  • the pots which open towards the inside of the boiler between the boiler bottom stiffening beams are expediently welded into the boiler bottom in such a way that their upper edge is flush with the boiler bottom.
  • the pots are slightly conical on the inside and are coated with silicone grease before filling a synthetic resin which cures at room temperature.
  • the bolts dipping into the pots are expediently round and their length is less than their diameter. At least one of these bolts is provided at each end of the active part.
  • the synthetic resin fills the pots right up to the edge after the bolts have penetrated, that the synthetic resin-filled gap between the bolt and the respectively assigned pot is approximately 2 cm thick in the radial direction on average and that to accelerate the Curing of the synthetic resin around the pots under the bottom of the boiler heating baths can be attached.
  • At least one of the pots has a cross pin which passes through the pot and the pin parallel to the bottom of the vessel and the pot is provided in an oil-tight manner.
  • the locking arrangement according to the invention is very advantageous because it creates a play-free connection between the active part and the boiler of a large transformer which is effective without reworking, and materials which have already been tried and tested are used exclusively in transformer construction.
  • the arrangement according to the invention also enables the arrangement to absorb vertical forces in a very simple manner.
  • a core 2 and windings 3 form the active part of a transformer and are installed in an oil-filled boiler 1.
  • the core 2 is supported by base plates 6 on the boiler bottom 4.
  • the boiler bottom 4 is provided with beams 5 for stiffening.
  • bolts 7 are preferably fastened by welding, which protrude into pots 8 welded at these points under the bottom 4 of the boiler.
  • the position of the beams 5 and the arrangement of the foot plates 6 ' provided with bolts 7 are coordinated with one another in such a way that the pots 8 receiving the bolts 7 each lie approximately in the middle between two beams 5.
  • the pots 8 protrude less far than the beams 5, so that the pots 8 remain unloaded when the boiler 1 is placed on a flat surface.
  • the pots 8 are filled so far with a processable, viscous and hardenable at room temperature synthetic resin 9 before inserting the active part in the boiler 1 that they are just filled to the brim with synthetic resin 9 after the penetration of the bolt 7 .
  • the gap filled with this synthetic resin 9 between the side walls of the pots 8 and the associated bolt 7 serves to compensate for tolerances between the active part and the boiler bottom and is on average about 2 cm thick.
  • the diameter of the bolt 7 is greater than its length.
  • the pots 8 are of slightly conical design and are coated with a silicone grease before the synthetic resin 9 is filled in.
  • blocks which have already hardened are pulled out of the synthetic resin 9 without difficulty from the pots 8 and are then freely accessible, so that they can be removed from the bolts 7 without particular difficulty.
  • the pots 8 are then filled again with fresh resin 9 which can still be processed in the manner described above.
  • transverse bolts 10 arranged parallel to the bottom 4 of the vessel 8 are mounted through prepared holes in the side walls of the pots 8 and the associated bolts 7 after the synthetic resin 9 has hardened.
  • the holes in the side walls of the pots 8 are sealed oil-tight with the aid of these cross bolts 10.
  • the cross bolts 10 are detachably fastened, so that even in this arrangement the active part can be lifted out of the boiler 1 after the cross bolts 10 have been removed.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Housings And Mounting Of Transformers (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

Bei flüssigkeitsgekühlten Transormatoren für große Leistungen werden die Aktivteile gegenüber dem Kesselboden (4) üblicherweise befestigt, damit beim Transport oder im Betrieb auftretende Horizontalkräfte keine Relativbewegungen verursachen können. Erfindungsgemäß wird zu diesem Zweck vorgeschlagen, unter den die Last des Aktivteils aufnehmenden Fußplatten (6) nach unten vorstehende Bolzen (7) zu befestigen und in kunstharzgefüllte Töpfe (8) im Kesselboden (1) eintauchen zu lassen, wobei je Bolzen (7) je ein Topf (8) vorgesehen ist. Vorteilhaft sind die zum Kesselinneren hin offenen Töpfe (8) zwischen den Kesselboden (4) versteifenden Unterzügen (5) so in den Kesselboden (4) eingeschweißt, daß ihr oberer Rand bündig mit dem Kesselboden (4) abschließt, diese Anordnung ist trotz ihres einfachen Aufbaues in praktisch allen Fällen anwendbar, bei denen größere Kräfte Relativbewegungen zwischen dem Aktivteil und dem Kessel eines Transformators verursachen könnten. Insbesondere ist die erfindungsgemäße Anordnung daher als Transportsicherung und beim Betrieb von Transformatoren in Erdbebengebieten einsetzbar.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen flüssigkeitsgekühlten Transformator für große Leistungen mit in einem Kessel aufgestellten Aktivteil, wobei der Aktivteil mit seiner Preßeinrichtung auf großflächigen dem Kesselboden aufliegenden Fußplatten befestigt ist.
  • Die Aktivteile von Transformatoren werden im Kessel im wesentlichen am Kesselboden arretiert, um Relativbewegungen zwischen dem Aktivteil und dem Transformatorkessel zu verhindern. Derartige Relativbewegungen könnten durch unzulässig hohe Beschleunigungen des Transformators während seines Transports oder auch durch Erdbeben hervorgerufen werden.
  • Bisher werden in Abhängigkeit von den erwarteten Beschleunigungskräften üblicherweise zwei unterschiedliche Arretierungsarten verwendet. Zur spielfreien Arretierung dienen dabei durch Öffnungen am Boden des Transformatorkessels zugängliche Verschraubungen. Diese Einrichtung ist jedoch konstruktiv sehr aufwendig und erfordert darüberhinaus zusätzliche Dichtstellen.
  • Eine andere bisher verwendete Arretierungsart besteht darin, daß Anschläge fest auf die Innenseite des Kesselbodens aufgeschweißt werden und daß sich entsprechende Teile des Aktivteils an diese Anschläge anlegen. Die Lage der Anschläge ist jedoch vor allem mit den Kesselbautoleranzen behaftet. Außerdem müssen die Anschläge mindestens auch die Toleranzen aufnehmen, die im Hinblick auf die Einhaltung von Spannungsabständen und durch den Deckeldurchbruch für das Stufenschaltwerk vorgegeben sind. Durch die Kumulierung dieser verhältnismäßig vielen und großen Toleranzen werden bei der Endmontage häufig Nacharbeiten zur Verlegung dieser Anschläge erforderlich. Die hierzu erforderlichen Schweißarbeiten müssen dann unter Umständen in Fertigungsbereichen durchgeführt werden, für die besonders strenge Sauberkeitsvorschriften gelten und in denen aus diesem Grund diese Arbeiten äußerst unerwünscht sind. Außerdem erfolgen diese nachträglichen Schweißarbeiten an fertig lackierten Bauteilen, so daß Nachlackierungen erforderlich werden.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, zur Arretierung von Aktivteilen von Transformatoren in den zugehörigen Kesseln eine Anordnung zu schaffen, mit der eine möglichst spielfreie und hoch belastbare Verbindung mit möglichst einfachen Mitteln herstellbar ist.
  • Erfindungsgemäß wird dies für einen Transformator der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß zur Arretierung der Fußplatten in horizontaler Richtung gegenüber dem Kesselboden von den Fußplatten getragene nach unten vorstehende Bolzen in kunstharzgefüllte Töpfe im Kesselboden eintauchen, wobei je Bolzen ein Topf vorgesehen ist. Dabei sind zweckmäßig die zum Kesselinneren hin offenen Töpfe zwischen den Kesselboden versteifenden Unterzügen so in den Kesselboden eingeschweißt, daß ihr oberer Rand bündig mit dem Kesselboden abschließt.
  • Nach vorteilhaften Ausgestaltungen der Erfindung ist vorgesehen, daß die Töpfe auf ihrer Innenseite leicht konisch gestaltet und vor dem Einfüllen eines bei Raumtemperatur aushärtenden Kunstharzes mit Silikonfett eingestrichen sind. Die in die Töpfe eintauchenden Bolzen sind zweckmäßigerweise rund und ihre Länge ist kleiner als ihr Durchmesser. An beiden Enden des Aktivteils ist mindestens je einer dieser Bolzen vorgesehen.
  • Nach weiteren Ausgestaltungsmerkmalen ist vorgesehen, daß das Kunstharz die Töpfe nach dem Eindringen der Bolzen gerade bis an den Rand füllt, daß der kunstharzgefüllte Spalt zwischen dem Bolzen und dem jeweils zugeordneten Topf in radialer Richtung im Mittel etwa 2 cm stark ist und daß zur Beschleunigung der Aushärtung des Kunstharzes außen um die Töpfe unter dem Kesselboden Heizbäder anbringbar sind.
  • Nach einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist zur Aufnahme von Vertikalkräften nach dem Aushärten des Kunstharzes an mindestens einem der Töpfe ein jeweils den Topf und den Bolzen parallel zum Kesselboden durchsetzender Querbolzen lösbar und den Topf öldicht abschließend vorgesehen.
  • Die erfindungsgemäße Arretierungsanordnung ist sehr vorteilhaft, weil sie eine ohne Nacharbeit wirksame spielfreie Verbindung zwischen dem Aktivteil und dem Kessel eines Großtransformators herstellt, wobei ausschließlich im Transformatorbau bereits bewährte Werkstoffe eingesetzt sind. Abgesehen von einer problemlosen Demontage des Aktivteils aus dem Kessel ermöglicht die erfindungsgemäße Anordnung auf sehr einfache Weise auch eine Ertüchtigung der Anordnung zur Aufnahme von Vertikalkräften.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert.
    • Figur 1 zeigt den prinzipiellen Aufbau eines Großtransformators in teilweise geschnittener Darstellung.
    • Figur 2 zeigt die Einzelheit A aus Figur 1 in größerem Maßstab.
  • Ein Kern 2 und Wicklungen 3 bilden den Aktivteil eines Transformators und sind in einem ölgefüllten Kessel 1 aufgestellt. Dabei stützt sich der Kern 2 über Fußplatten 6 auf dem Kesselboden 4 ab. Der Kesselboden 4 ist zur Versteifung mit Unterzügen 5 versehen.
  • Unter den an den Enden des Kerns 2 angeordneten Fußplatten 6 sind vorzugsweise durch Schweißen Bolzen 7 befestigt, die in an diesen Stellen unter den Kesselboden 4 geschweißte Töpfe 8 hineinragen. Die Lage der Unterzüge 5 und die Anordnung der mit Bolzen 7 versehenen Fußplatten 6'sind so auf einander abgestimmt, daß die die Bolzen 7 aufnehmenden Töpfe 8 jeweils etwa in der Mitte zwischen zwei Unterzügen 5 liegen. Die Töpfe 8 ragen weniger weit nach unten als die Unterzüge 5, so daß beim Abstellen des Kessels 1 auf einer ebenen Unterlage die Töpfe 8 unbelastet bleiben.
  • Die Töpfe 8 werden vor dem Einsetzen des Aktivteils in den Kessel 1 so weit mit einem etwa 1 Stunde lang verarbeitbaren, zähflüssigen und bei Raumtemperatur aushärtbaren Kunstharz 9 gefüllt, daß sie nach dem Eindringen der Bolzen 7 gerade bis an den Rand mit Kunstharz 9 gefüllt sind. Der mit diesem Kunstharz 9 gefüllte Spalt zwischen den Seitenwänden der Töpfe 8 und dem jeweils zugehörigen Bolzen 7 dient zum Ausgleich von Toleranzen zwischen dem Aktivteil und dem Kesselboden und ist im Mittel etwa 2 cm stark. Für die Form des Bolzens ist ein kreisrunder Querschnitt zweckmäßig, wobei der Durchmesser des Bolzens 7 größer ist als seine Länge.
  • Zur Erleichterung einer unter Umständen erforderlich werdenden Demontage des Aktivteils aus dem Kessel 1 sind die Töpfe 8 leicht konisch gestaltet und vor dem Einfüllen des Kunstharzes 9 mit einem Silikonfett eingestrichen. Dadurch werden beim Anheben des Aktivteils bereits ausgehärtete Blöcke aus dem Kunstharz 9 ohne Schwierigkeiten aus den Töpfen 8 herausgezogen und sind dann frei zugänglich, so daß sie ohne besondere Schwierigkeiten von den Bolzen 7 entfernt werden können. Bei dem darauffolgenden Wiedereinsetzen des Aktivteils werden die Töpfe 8 dann erneut mit frischem noch verarbeitbarem Kunstharz 9 in der oben beschriebenen Art und Weise gefüllt.
  • Bei besonders ungünstigen Belastungsverhältnissen, bei denen den Aktivteil vom Kesselboden 4 abhebende Vertikalkräfte auftreten, werden durch vorbereitete Löcher in den Seitenwänden der Töpfe 8 und den zugehörigen Bolzen 7 parallel zum Kesselboden 4 angeordnete Querbolzen 10 nach dem Aushärten des Kunstharzes 9 montiert. Die Löcher in den Seitenwänden der Töpfe 8 sind unter Zuhilfenahme dieser Querbolzen 10 öldicht verschlossen. Die Querbolzen 10 sind lösbar befestigt, so daß auch bei dieser Anordnung nach der Entfernung der Querbolzen 10 der Aktivteil aus dem Kessel 1 heraushebbar ist.

Claims (10)

1. Flüssigkeitsgekühlter Transformator für große Leistungen mit in einem Kessel aufgestelltem Aktivteil, wobei der Aktivteil mit seiner Preßeinrichtung auf großflächigen, dem Kesselboden aufliegenden Fußplatten befestigt ist, dadurch gekennzeichnet
- daß zur Arretierung der Fußplatten (6) in horizontaler Richtung gegenüber dem Kesselboden (4) von den Fußplatten (6) getragene nach unten vorstehende Bolzen (7) in kunstharzgefüllte Töpfe (8) im Kesselboden eintauchen und
- daß je Bolzen (7) ein Topf (8) vorgesehen ist.
2. Flüssigkeitsgekühlter Transformator, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Kesselinneren hin offenen Töpfe (8) zwischen den Kesselboden (4) versteifenden Unterzügen (5) so in den Kesselboden (4) eingeschweißt sind, daß ihr oberer Rand bündig mit dem Kesselboden (4) abschließt.
3. Flüssigkeitsgekühlter Transformator nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Töpfe (8) auf ihrer Innenseite leicht konisch gestaltet sind und flacher sind als die Unterzüge (5).
4. Flüssigkeitsgekühlter Transformator nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Töpfe (8) auf ihrer Innenseite vor dem Einfüllen eines bei Raumtemperatur aushärtenden Kunstharzes (9) mit Silikonfett eingestrichen sind.
5. Flüssigkeitsgekühlter Transformator nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß die in die Töpfe (8) eintauchenden Bolzen (7) rund sind und daß die Länge dieser Bolzen (7) kleiner ist als ihr Durchmesser.
6. Flüssigkeitsgekühlter Transformator nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß an beiden Enden des Aktivteils mindestens je ein Bolzen (7) vorgesehen ist.
7. Flüssigkeitsgekühlter Transformator nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß das Kunstharz (9) die Töpfe (8) nach dem Eindringen der Bolzen (7) gerade bis an den Rand füllt.
8. Flüssigkeitsgekühlter Transformator nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß der kunstharzgefüllte Spalt zwischen dem Bolzen (7) und dem jeweils zugeordneten Topf (8) in radialer Richtung im Mittel etwa 2 cm stark ist.
9. Flüssigkeitsgekühlter Transformator nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß zur Beschleunigung der Aushärtung des Kunstharzes (9) außen um die Töpfe (8) unter dem Kesselboden (4) Heizbäder anbringbar sind.
10. Flüssigkeitsgekühlter Transformator nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet , daß nach dem Aushärten des Kunstharzes (9) an mindestens einem der Töpfe (8) ein jeweils den Topf (8) und den Bolzen (7) parallel zum Kesselboden (8) durchsetzender Querbolzen (10) lösbar und den Topf (8) öldicht abschließend vorgesehen ist.
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