EP0532594B1 - Transformator - Google Patents

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EP0532594B1 EP91910809A EP91910809A EP0532594B1 EP 0532594 B1 EP0532594 B1 EP 0532594B1 EP 91910809 A EP91910809 A EP 91910809A EP 91910809 A EP91910809 A EP 91910809A EP 0532594 B1 EP0532594 B1 EP 0532594B1
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pressure
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Günter VÖTSCH
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va Tech Ebg Transformatoren & Co GmbH
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Andritz Hydro GmbH Austria
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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
    • H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/30—Fastening or clamping coils, windings, or parts thereof together; Fastening or mounting coils or windings on core, casing, or other support
    • H01F27/303—Clamping coils, windings or parts thereof together
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/4902—Electromagnet, transformer or inductor

Definitions

  • the invention relates to a transformer, in particular substation transformer, which has a press beam and a winding pressure ring that closes the winding, wherein expanding spring elements arranged concentrically around the winding core are arranged between the press beam and the winding pressure ring, the press beam horizontally facing its axis of symmetry on the winding pressure ring Side has a support surface provided with a bore and has at its upper end a further support surface or a shoulder and each spring element consists of a bush receiving the spring, which is terminated with a pressure stamp limiting the spring travel.
  • the windings of transformers are subjected to high mechanical loads during operation, especially when short circuits occur. Dynamic short-circuit forces can cause the windings to loosen, which inevitably leads to the destruction of the transformer.
  • the support of the winding is arranged with rigid elements arranged between the press beam and the winding pressure ring, such as, for. B. plywood parts. Like. Run.
  • the object of the invention is therefore to provide a transformer of the type described in the introduction in which a subsequent winding compression is possible and in which loosening of the winding by dynamic short-circuit forces is then avoided.
  • the transformer according to the invention is characterized in that for the subsequent installation of the spring elements provided with disc springs, the winding can be pre-pressed by means of hydraulic cylinders which can be inserted between the press beam and the winding pressure ring, and in that the bore has a support ring or a threaded bore for adjusting screws, the adjusting screws being placed on the pressure stamp of the insertable preloaded spring elements act and the bushing of the spring elements has a fixation for the pressure stamp holding the preloaded disc springs, which can also be removed after removal of the hydraulic cylinders.
  • controlled pressing is possible with the invention.
  • a defined pressure can also be specified in the event of a revision.
  • the spring assembly is preloaded and inserted with the preload.
  • the pre-defined pressure on the winding can thus be achieved by means of the set screws.
  • the hydraulic cylinder If the hydraulic cylinder is to be installed, it can also be re-tensioned at any time via a connection to the outside.
  • the winding pressure required for the operational safety of the transformer must be maintained over the remaining life of the transformer.
  • At least one set screw is provided in the press beam and acts on the pressure stamp. This makes it possible to re-press the winding without installing or removing the corresponding parts.
  • At least one guide pin projecting vertically upwards is arranged on the support surface. This means that the hydraulic cylinder required for installation can be optimally positioned.
  • a support ring 16 or possibly a threaded hole for the set screws 17 is provided in the support surface 4 of the press beam 1 either in the existing bore 15 - as shown.
  • the windings 2 are pre-pressed to the calculated pressure using hydraulic cylinders 11 which are introduced between the press beam 1 and the winding pressure ring 3.
  • the prestressed spring elements 6 are then used.
  • the prestressing of the spring elements 6 takes place via a fixation 18, which determines the path of the pressure stem pels 9 and thus limits the travel of the plate springs 8 in the socket 7.
  • the set screw 17 is placed on the plunger 9 and the pressure is removed from the hydraulic cylinders 11. The hydraulic cylinders can be removed. Pulling the fixation 18 is then possible due to the precisely coordinated design of the system.
  • the number of spring elements 6 to be used per winding 2 depends in both cases on the total pressing force required.

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  • Springs (AREA)
  • Coils Of Transformers For General Uses (AREA)
  • Automatic Assembly (AREA)
  • Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (AREA)
  • Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)

Abstract

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Transformator zu schaffen, bei dem eine Lockerung der Wicklung durch dynamische Kurzschlußkräfte vermieden wird. Der Transformator weist einen Preßbalken (1) auf, der die Wicklungen (2), die mit dem Wicklungsdruckring (3) abgeschlossen sind, jochmäßig übergreift. Zwischen dem Preßbalken (1) und dem Wicklungsring (3) ist das expandierende Federelement (6) angeordnet. Das Federelement (6) besteht aus der Buchse (7), der Feder, insbesondere übereinanderliegende Tellerfedern (8) und den Druckstempel (9). Im Preßbalken (1) sitzen Stellschrauben (10), die auf den Druckstempel (9) wirken. Über einen Hydraulikzylinder (11), der durch eine Bohrung (15) der Abstützfläche (4) des Preßbalkens (1) gesteckt ist, wird die erforderliche Vorpreßkraft auf den Druckstempel (9) aufgebracht. Nach der Fixierung der Tellerfedern (8) über den Druckstempel (9), der wiederum von den Stellschrauben (10) gehalten wird, kann der Hydraulikzylinder (11) entfernt werden. Mit dieser Erfindung ist es erstmals möglich, die für die Betriebssicherheit des Transformators erforderliche Wicklungspressung über die gesamte Lebensdauer des Transformators aufrechtzuerhalten, wobei dieses Federelement (6) eine gewisse Flexibilität aufweist.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Transformator, insbesondere Unterwerks-Transformator, der einen Preßbalken und einen die Wicklung abschließenden Wicklungsdruckring aufweist, wobei zwischen dem Preßbalken und dem Wicklungsdruckring konzentrisch um den Wicklungskern angeordnete expandierende Federelemente angeordnet sind, der Preßbalken waagrecht zu seiner Symmetrieachse an der dem Wicklungsdruckring zugewandten Seite eine mit einer Bohrung versehene Abstützfläche aufweist und an seinem oberen Ende eine weitere Abstützfläche oder einen Ansatz aufweist und jedes Federelement aus einer die Feder aufnehmende Buchse besteht, die mit einem den Federweg begrenzenden Druckstempel abgeschlossen ist.
  • Die Wicklungen von Transformatoren werden während des Betriebes, vor allem beim Auftreten von Kurzschlüssen, mechanisch stark beansprucht. Durch dynamische Kurzschlußkräfte kann eine Lockerung der Wicklungen auftreten, die unweigerlich zur Zerstörung des Transformators führt.
  • Dieser Tatsache wird bereits bei der Berechnung, Auslegung und der Konstruktion Rechnung getragen. Neben technischen und technologischen Maßnahmen bei der Herstellung werden die Wicklungen vom Transformatorhersteller mit hohen Vorpreßkräften beaufschlagt.
  • Üblicherweise wird die Abstützung der Wicklung mit zwischen dem Preßbalken und dem Wicklungsdruckring angeordneten starren Elementen, wie z. B. Schichtholzteile od. dgl. ausgeführt.
  • Bei durch häufige Kurzschlüsse besonders beanspruchten Transformatoren wie z. B. Transformatoren im Fahrleitungsnetz von Eisenbahngesellschaften, sogenannten Unterwerkstransformatoren sind diese Maßnahmen nicht ausreichend.
  • Aus der US-PS 3772.627 ist eine Wicklungspressung für Transformatoren und Drosselspulen mit einer expandierenden Feder gemäß der eingangs erwähnten Art bekannt.
  • Darüberhinaus ist aus der DE-OS 2260399 ein Transformator bekannt, für dessen Preßkonstruktion Tellerfedern Verwendung finden.
  • Bei Transformatoren, die keine derartig bekannten Federelemente aufweisen, ist ein Nachpressen der Wicklungen äußerst aufwendig.
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Transformator der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, bei dem eine nachträgliche Wicklungspressung möglich ist und bei dem dann eine Lockerung der Wicklung durch dynamische Kurzschlußkräfte vermieden wird.
  • Der erfindungsgemäße Transformator ist dadurch gekennzeichnet, daß zum nachträglichen Einbau der mit Tellerfedern versehenen Federelemente die Wicklung mittels zwischen Preßbalken und Wicklungsdruckring einbringbare Hydraulikzylinder vorpreßbar ist, und daß die Bohrung einen Abstützring oder eine Gewindebohrung für Stellschrauben aufweist, wobei die Stellschrauben auf den Druckstempel der einsetzbaren, vorgespannten Federelemente wirken und die Buchse der Federelemente eine Fixierung für den die vorgespannten Tellerfedern haltenden Druckstempel aufweist, die nach Entfernung der Hydraulikzylinder ebenfalls entfernbar ist.
  • Mit dieser Erfindung ist es erstmals möglich, einen nachträglichen Einbau und auch ein einfaches Nachspannen durchzuführen.
  • Darüberhinaus ist mit der Erfindung eine kontrollierte Pressung möglich. Auch bei einem Revisionsfall kann eine definierte Pressung vorgegeben werden.
  • Bei einem nachträglichen Einbau der Erfindung wird das Federpaket vorgespannt und mit der Vorspannung eingeschoben. Mittels der Stellschrauben kann also die vordefinierte Pressung auf die Wicklung erzielt werden.
  • Sollte der Hydraulikzylinder miteingebaut werden, so kann auch bespielsweise über einen Anschluß nach außen jederzeit nachgespannt werden. Die für die Betriebssicherheit des Transformators erforderliche Wicklungspressung ist über die restliche Lebensdauer des Transformators aufrechtzuerhalten.
  • Nach einem weiteren besonderen Merkmal der Erfindung ist mindestens eine im Preßbalken sitzende Stellschraube vorgesehen, die auf den Druckstempel wirkt. Dadurch wird ein etwaiges Nachpressen der Wicklung ohne Ein- bzw. Ausbau derentsprechenden Teile möglich.
  • Gemäß einem besonderen Merkmal der Erfindung ist auf der Abstützfläche mindestens ein senkrecht nach oben ragender Führungsbolzen angeordnet. Dadurch kann derfürden Einbau notwendige Hydraulikzylinder bestens positioniert werden.
  • An Hand eines Ausführungsbeispieles das in der Zeichnung dargestellt ist, wird die Erfindung näher erläutert.
  • Gemäß Figur wird der Einsatz von Federelementen in einem Transformator aufgezeigt, bei dem z. B. aus Platzgründen andere Systeme nicht einsetzbar sind. Der Einbau dieser Federelemente könnte nachträglich, z. B. im Rahmen einer Revision, erfolgen.
  • Dafür ist Voraussetzung, daß in die Abstützfläche 4 des Preßbalkens 1 entweder in die vorhandene Bohrung 15 - wie dargestellt - ein Abstützring 16 oder eventuell eine Gewindebohrung für die Stellschrauben 17 vorgesehen wird.
  • Die Wicklungen 2 werden mit Hydraulikzylindern 11, die zwischen dem Peßbalken 1 und dem Wicklungsdruckring 3 eingebracht werden, auf den berechneten Druck vorgepreßt. Anschließend werden die vorgespannten Federelemente 6 eingesetzt.
  • Die Vorspannung der Federelemente 6 erfolgt über eine Fixierung 18, die den Weg des Druckstempels 9 und somit den Federweg der Tellerfedern 8 in der Buchse 7 begrenzt. Die Stellschraube 17 wird auf den Druckstempel 9 gestellt und der Druck von den Hydraulikzylindern 11 genommen. Die Hydraulikzylinder können ausgebaut werden. Das Ziehen der Fixierung 18 ist aufgrund der genau abgestimmten Auslegung des Systems anschließend möglich.
  • Die Anzahl der einzusetzenden Federlemente 6 je Wicklung 2 hängt in beiden Fällen von der erforderlichen Gesamtpreßkraft ab.

Claims (3)

1. Transformator, insbesondere Unterwerks-Transformator, der einen Preßbalken (1) und einen die Wicklung (2) abschließenden Wicklungsdruckring (3) aufweist, wobei zwischen dem Preßbalken (1) und dem Wicklungsdruckring (3) konzentrisch um den Wicklungskern angeordnete expandierende Federelemente (6) angeordnet sind, der Preßbalken (1) waagrecht zu seiner Symmetrieachse an der dem Wicklungsdruckring zugewandten Seite eine mit einer Bohrung (15) versehene Abstützfläche (4) aufweist und an seinem oberen Ende eine weitere Abstützfläche (5) oder einen Ansatz (13) aufweist und jedes Federelement (6) aus einer die Feder (8) aufnehmenden Buchse (7) besteht, die mit einem den Federweg begrenzenden Druckstempel (9) abgeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß zum nachträglichen Einbau der mit Tellerfedern (8) versehenen Federelemente (6) die Wicklung (2) mittels zwischen Preßbalken (1) und Wicklungsdruckring (3) einbringbare Hydraulikzylinder vorpreßbar ist, und daß die Bohrung (15) einen Abstützring (16) oder eine Gewindebohrung für Stellschrauben (17) aufweist, wobei die Stellschrauben (17) auf den Druckstempel (9) dereinsetzbaren, vorgespannten Federelemente (6) wirken und die Buchse (7) der Federelemente (6) eine Fixierung (18) für den die vorgespannten Tellerfedern (8) haltenden Druckstempel (9) aufweist, die nach Entfernung der Hydraulikzylinder ebenfalls entfernbar ist.
2. Transformator nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine im Preßbalken (1) sitzende Stellschraube (10, 17) vorgesehen ist, die auf den Druckstempel (9) wirkt.
3. Transformator nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß auf der Abstützfläche (4) mindestens ein senkrecht nach oben ragender Führungsbolzen (12) angeordnet ist.
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