EP2661756A1 - Transformatorwicklung mit kühlkanal - Google Patents

Transformatorwicklung mit kühlkanal

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EP2661756A1
EP2661756A1 EP11790876.4A EP11790876A EP2661756A1 EP 2661756 A1 EP2661756 A1 EP 2661756A1 EP 11790876 A EP11790876 A EP 11790876A EP 2661756 A1 EP2661756 A1 EP 2661756A1
Authority
EP
European Patent Office
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winding
transformer
transformer winding
cooling channel
radially
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP11790876.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Benjamin Weber
Bhavesh Patel
Burak Esenlik
Frank Cornelius
Marcos Bockholt
Jens Tepper
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ABB Schweiz AG
Original Assignee
ABB Technology AG
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Filing date
Publication date
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Publication of EP2661756A1 publication Critical patent/EP2661756A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • 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
    • H01F27/2876—Cooling
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/08—Cooling; Ventilating
    • H01F27/085—Cooling by ambient air
    • H—ELECTRICITY
    • 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
    • H01F27/32—Insulating of coils, windings, or parts thereof
    • H01F27/322—Insulating of coils, windings, or parts thereof the insulation forming channels for circulation of the fluid
    • H—ELECTRICITY
    • 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
    • H01F27/32—Insulating of coils, windings, or parts thereof
    • H01F27/327—Encapsulating or impregnating
    • H01F2027/328—Dry-type transformer with encapsulated foil winding, e.g. windings coaxially arranged on core legs with spacers for cooling and with three phases

Definitions

  • the invention relates to a transformer winding with at least two hollow cylindrical nested around a common winding axis extending winding modules, which are radially spaced from each other within at least one interposed hollow cylindrical cooling channel by means of insulating strips.
  • power transformers for example, with a rated power of a few MVA and in a voltage range of, for example, 5kV to 30kV or 110kV, sometimes even up to 170kV, are also designed as dry-type transformers, wherein in the latter voltage range well rated power of 50MVA and are possible about it.
  • a loss of heat arises in its electrical windings, which is dissipated to the environment. Therefore, for cooling purposes of such a dry transformer usually at least one guided along the axial extent of the winding cooling channel is pronounced to lead out the heat loss preferably by means of natural air cooling from the winding interior.
  • the usually radially inwardly located lower voltage winding is divided into a plurality of radially spaced and electrically connected in series hollow cylindrical winding segments, between which a likewise hollow cylindrical cooling channel is arranged. But also between low and high voltage winding a cooling channel is usually provided.
  • a radial spacing of adjacent winding modules, through which ultimately a cooling channel is formed, takes place here via electrically insulating rectangular profiles or also via so-called "dog-bone" strips.
  • CONFIRMATION COPY would be digs, because, if necessary, still a minimum electrical insulation effect between adjacent winding modules is required, which is achieved by correspondingly thicker insulation strips. As a result, the transformer winding is unnecessarily large and the power density of a transformer is reduced accordingly.
  • This object is achieved by a transformer winding of the aforementioned type.
  • This is characterized in that the insulating strips have a cross-sectional shape which avoids a surface profile radially to the winding axis predominantly.
  • the insulating ability of an insulator is determined on the one hand by its material and on the other hand by its outer surface. Longitudinal surface discharges can occur along these lines, insofar as the voltage stress is correspondingly high, for example a few 100 V / cm and higher. Surface discharges are favored when the electric field lines are tangent to the surface of an insulator, so that the stress stress along the surface is highest.
  • the insulating strips are made of a fiber-reinforced epoxy or polyester resin.
  • this has a high insulating ability.
  • the shape of such an insulating strip could be produced, for example, by milling or by pultrusion methods.
  • thermoplastic materials such as polyamides.
  • polyamides are suitable, which also have a correspondingly high stability at least 130 ° C.
  • the particular advantage of polyamides lies in their particularly simple formability.
  • the at least one cooling channel has a radially inner and a radially outer wall, which are then spaced by the insulating strips.
  • the walls can also be segmented.
  • the insulating strips have a diamond-like or a round cross-section. These are standard geometric shapes which are easy to manufacture and yet which are suitable for improved insulation. From weight and material savings, it may prove advantageous if the insulation strips are designed with an inner cavity. According to further embodiments of the insulating strips, these have an S, X, V, or Y-shaped cross-section. Here radially extending outer surface portions are advantageously largely avoided, so that an improved insulating ability is achieved. In addition, in particular the X, V and Y variants prove to be particularly stable due to their carrier-like structure. Especially with regard to a Torsionsbe braung between the adjacent and spaced winding modules is here to highlight the X and V shape with their slanted support areas as particularly preferred.
  • insulation strips which have a cross-section with sawtooth-like outer edges, are suitable according to the invention to achieve an improved insulating ability.
  • This can mean both an additionally corrugated surface shape of an insulation strip according to the invention and, for example, a rib-like surface or outer surface shape of an insulation strip with a conventional rectangular cross section.
  • the insulating strips have a flattened shape at their radially inner and / or radially outer end, which is ideally designed such that an insulating strip arranged in a cooling channel adjoins the flattened regions as flatly as possible to the regions to be supported.
  • This can be either a winding module itself or a separate wall of a cooling channel.
  • the flattened shape is cylinder-spherical, that is adapted to the cylindrical shape of the adjacent winding modules.
  • cylindrical shape or else “hollow cylindrical” is not to be understood as strictly geometrical with a round base surface, but rather is to be understood as meaning a basic shape approximating a rectangle with round edge regions. Namely, this allows a particularly high utilization of a volume available in a transformer core by transformer windings.
  • the winding modules are galvanically connected to each other.
  • This is a cooling channel with inventive according to spacing between both galvanically isolated upper and lower voltage windings and between winding modules or winding segments of a divided transformer winding possible. This is particularly useful in dry transformers greater power, where in operation correspondingly much waste heat to dissipate from the interior, which is simplified by several cooling channels accordingly.
  • a transformer winding according to the invention also become apparent for a transformer comprising at least one transformer core and a transformer winding according to the invention. This is namely smaller than a conventional transformer winding and thus advantageously allows a smaller construction volume of a transformer according to the invention.
  • FIG. 1 shows a section through an exemplary first transformer winding
  • Fig. 2 is a section through exemplary second transformer winding.
  • a first hollow-cylindrical winding module 12 and a second hollow-cylindrical winding module 14 are arranged concentrically around a winding axis, wherein a likewise hollow-cylindrical cooling channel 18 is formed between them.
  • the two winding modules 12, 14 may, for example, comprise a strip conductor, wherein a winding layer is just as wide as the strip conductor. This is particularly useful in a low-voltage winding, since there is a high conductor cross section is required because of the high current flow in relation to the high-voltage winding during operation of the winding.
  • a conductor layer having a plurality of individual turns which also sets a more complex potential distribution along the cooling channel during operation of the transformer winding.
  • the diameter of such a transformer winding is for example 0.5m to 2.5m, depending on the voltage level and rated power.
  • a plurality of insulating strips 20, 22, 24, 26, 28, 30, 32 are shown by way of example with their cross-sectional shapes, by which the two winding modules 12, 14 are spaced apart in the radial direction 34.
  • the diamond-like insulating strip 20 is just like the round insulating strip 24 provided with an inner cavity 36 and 38, which serves in particular the weight savings.
  • the insulating strips 20, 22, 24, 26, 28, 30, 32 have a cross-sectional shape with a surface course radially 34 to the winding axis 16, which a surface over the radial axis largely avoids the winding axis. As a result, the insulation resistance of the cooling channel 18 is increased in an advantageous manner.
  • insulating strips 20, 22, 24, 26, 28, 30, 32 are provided in a real cooling channel, for example 4 pieces at a respective angle of 90 °.
  • An insulating strip 20, 22, 24, 26, 28, 30, 32 need not necessarily extend over the entire axial length of a transformer winding, for example 1, 5m to 3.5m, it may well be shared several times.
  • FIG. 2 shows a section through an exemplary second transformer winding 40 in a detailed view.
  • a first winding module 42 and a second winding module 44 are spaced by an insulating strip 48, which has approximately the shape of a double-Y. Radially inwardly and radially outwardly provided contact areas 56, 58 to the adjacent winding modules 42, 44 are flattened, wherein they are also adapted to the cylindrical shape of the winding modules. In this way, the risk of electrical discharges in the area of the contact surfaces is largely reduced.
  • the insulating strip 48 has a first inclined surface area 50, a second radially extending surface area 52 and a third inclined surface area 54. An increase in the dielectric strength over a rectangular profile is in the reached obliquely extending areas 50, 54. This can also be illustrated by the extended creepage path 60 along the surface.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Coils Of Transformers For General Uses (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Transformatorwicklung (10, 40) mit wenigstens zwei hohlzylindrisch ineinandergeschachtelten sich um eine gemeinsame Wickelachse (16) erstreckenden Wicklungsmodulen (12, 14, 42, 44), wobei diese innerhalb wenigstens eines dazwischen angeordneten hohlzylindrischen Kühlkanals (18, 46) mittels Isolationsleisten (20, 22, 24, 26, 28, 30, 32, 48) radial (32, 62) voneinander beabstandet sind. Die Isolationsleisten (20, 22, 24, 26, 28, 30, 32, 48) weisen eine Querschnittsform auf, welche einen Oberflächenverlauf (50, 52, 54) radial (32, 62) zur Wickelachse (16) überwiegend vermeidet.

Description

Transformatorwicklung mit Kühlkanal
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Transformatorwicklung mit wenigstens zwei hohlzylindrisch ineinandergeschachtelten sich um eine gemeinsame Wickelachse erstreckenden Wicklungsmodulen, wobei diese innerhalb wenigstens eines dazwischen angeordneten hohlzylindrischen Kühlkanals mittels Isolationsleisten radial voneinander beabstandet sind.
Es ist allgemein bekannt, dass Leistungstransformatoren, beispielsweise mit einer Nennleistung von einigen MVA und in einem Spannungsbereich von beispielsweise 5kV bis 30kV oder 110kV, teilweise sogar bis 170kV, auch als Trockentransformatoren ausgeführt werden, wobei in dem zuletzt genannten Spannungsbereich durchaus auch Nennleistungen von 50MVA und darüber möglich sind. Beim Betrieb eines Transformators entsteht in dessen elektrischen Wicklungen eine Verlustwärme, die an die Umgebung abzuführen ist. Daher ist zu Kühlzwecken eines derartigen Trockentransformators zumeist wenigstens ein längs der axialen Erstreckung der Wicklung geführter Kühlkanal ausgeprägt, um die Verlustwärme vorzugsweise mittels natürlicher Luftkühlung aus dem Wicklungsinneren herauszuführen. Um die Kühlwirkung zu vergrößern, ist insbesondere die üblicherweise radial innen liegende Unterspannungswicklung in mehrere radial beabstandete und elektrisch in Reihe geschaltete hohlzylindrische Wicklungssegmente geteilt, zwischen denen ein ebenfalls hohlzylindrischer Kühlkanal angeordnet ist. Aber auch zwischen Unter- und Oberspannungswicklung ist zumeist ein Kühlkanal vorgesehen. Eine radiale Beabstandung von benachbarten Wicklungsmodulen, durch welche letztendlich ein Kühlkanal ausgebildet ist, erfolgt hierbei über elektrisch isolierende Rechteckprofile oder auch über sogenannte„Dog-Bone"- Leisten.
Nachteilig hierbei ist jedoch, dass der Kühlkanal - je nach elektrischen Randbedingungen - teilweise breiter ausgeführt werden muss als vom Kühlquerschnitt notwen-
BESTÄTIGUNGSKOPIE dig wäre, weil bedarfsweise noch eine elektrische Mindestisolationswirkung zwischen benachbarten Wicklungsmodulen benötigt wird, welche durch entsprechend dickere Isolationsleisten erreicht wird. Hierdurch wird die Transformatorwicklung unnötig groß und die Leistungsdichte eines Transformators entsprechend reduziert.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, eine Transformatorwicklung mit einem Kühlkanal bereitzustellen, welcher eine verbesserte Isolationsfähigkeit aufweist.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Transformatorwicklung der eingangs genannten Art. Diese ist dadurch gekennzeichnet, dass die Isolationsleisten eine Querschnittsform aufweisen, welche einen Oberflächenverlauf radial zur Wickelachse überwiegend vermeidet.
Die Isolationsfähigkeit eines Isolators ist einerseits bestimmt durch dessen Material und andererseits durch dessen Außenfläche. Längs derer kann es nämlich zu Oberflächenentladungen kommen, insofern die Spannungsbeanspruchung entsprechend hoch ist, beispielsweise einige 100V/cm und höher. Oberflächenentladungen werden begünstigt, wenn die die elektrischen Feldlinien tangential zur Oberfläche eines Isolators stehen, so dass die Spannungsbeanspruchung längs der Oberfläche am höchsten ist. Innerhalb eines hohlzylindrischen Kühlkanals verlaufen die Feldlinien oder auch Äquipotentiallinien - je nach konkretem Aufbau des Transformators - in etwa konzentrisch um eine Mittelachse des Kühlkanals, welche auch der Wickelachse der Wicklung entspricht. Daher ist bei Verwendung der üblichen Rechteckprofile oder auch der Doppel-T ähnlichen„Dog-Bone" Profilleisten als Isolationsleisten innerhalb eines Kühlkanals die Spannungsbelastung längs deren Außenflächen maximal, weil diese zu einem sehr hohen Anteil radial zur Wickelachse verlaufen. Hintergrund für eine derartige Anordnung ist, dass die mechanischen Kräfte zum Beabstanden der benachbarten Wicklungssegmente ebenfalls radial ausgerichtet sind. Die Querschnittsform der Isolationsleisten entsprechend dem Stand der Technik richtet sich daher nach einer möglichst einfachen mechanisch geeigneten Form. Die Grundidee der Erfindung besteht nunmehr darin, die Isolationsfähigkeit der Isolationsleisten durch eine entsprechend Gestaltung von deren Querschnitt beziehungsweise Außenflächen so zu gestalten, dass deren Spannungsbeanspruchung reduziert wird, wobei andererseits dennoch eine entsprechend hohe mechanische Stabilität gewährleistet ist.
Entsprechend einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die Isolationsleisten aus einem faserverstärkten Epoxid- oder Polyesterharz gefertigt. Dies weist einerseits eine hohe Isolationsfähigkeit auf. Andererseits ist es durch die Faserverstärkung möglich, eine hohe Variantenvielfalt an Querschnittsformen zu realisieren, welche sich dennoch durch eine hohe mechanische Stabilität auszeichnen. Die Form einer derartigen Isolationsleiste könnte beispielsweise durch Fräsen oder durch Pul- trusionsverfahren hergestellt werden. Eine weitere Voraussetzung für den Einsatz in einer Transformatorwicklung, nämlich eine Temperaturbeständigkeit bis 150°C und darüber hinaus, wie sie bei Trockentransformatoren durchaus gefordert sein kann, ist ebenfalls in vorteilhafter Weise gegeben.
Selbstverständlich ist es auch möglich, weitere Isolationswerkstoffe zu verwenden, beispielsweise unverstärkte thermoplastische Materialien wie Polyamide. Selbstverständlich sind nur die Polyamide geeignet, welche auch über eine entsprechend hohe Stabilität bei mindestens 130°C verfügen. Der besondere Vorteil an Polyamiden liegt in deren besonders einfacher Formbarkeit.
Erfindungsgemäß ist es entsprechend einer weiteren Variante vorgesehen, dass der wenigstens eine Kühlkanal eine radial innere und eine radial äußere Wandung aufweist, welche dann durch die Isolationsleisten beabstandet sind. Die Wandungen können durchaus auch segmentiert sein. Somit ist in vorteilhafter Weise eine vereinfachte Montage von dann schalenähnlichen Kühlkanälen ermöglicht, wodurch zudem ein Schutz der angrenzenden Wicklungsflächen ermöglicht ist.
Einer weiteren Erfindungsvariante folgend weisen die Isolationsleisten einen rautenähnlichen oder einen runden Querschnitt auf. Dies sind geometrische Standardformen, welche einfach zu fertigen sind und welche dennoch für eine verbesserte Isolation geeignet sind. Aus Gewichts- und Materialersparnis kann es sich als vorteilhaft erweisen, wenn die Isolationsleisten mit einem inneren Hohlraum ausgeführt sind. Gemäß weiteren Ausführungsformen der Isolationsleisten weisen diese einen S-, X-, V-, oder Y- förmigen Querschnitt auf. Hier sind radial verlaufende Außenflächenanteile in vorteilhafter Weise weitgehend vermieden, so dass eine verbesserte Isolationsfähigkeit erreicht ist. Zudem erweisen sich insbesondere die X-, V- und Y- Varianten aufgrund ihres trägerartigen Aufbaus als besonders stabil. Gerade auch in Hinblick auf eine Torsionsbeanspruchung zwischen den benachbarten und beabstandeten Wicklungsmodulen ist hier die X- und V- Form mit ihren schräggestellten Trägerbereichen als besonders bevorzugt hervorzuheben.
Aber auch Isolationsleisten, welche einen Querschnitt mit sägezahnähnlichen Aussenkanten aufweisen, sind erfindungsgemäß geeignet, um eine verbesserte Isolationsfähigkeit zu erzielen. Dies kann sowohl eine zusätzlich geriffelte Oberflächenform einer bereits erfindungsgemäßen Isolationsleiste als auch beispielsweise eine rippenähnlich ausgeführte Oberflächen- oder Außenflächenform einer Isolationsleiste mit einem herkömmlichen rechteckförmigen Querschnitt bedeuten.
Gemäß einer bevorzugten Variante der Erfindung weisen die Isolationsleisten an ihrem radial inneren und/oder radial äußeren Ende eine abgeplattete Form auf, welche idealerweise derart ausgestaltet ist, dass eine in einem Kühlkanal angeordnete Isolationsleiste an den abgeplatteten Bereichen möglichst plan an die abzustützenden Bereiche angrenzt. Dies kann entweder ein Wicklungsmodul selbst oder auch eine separate Wandung eines Kühlkanals sein. In einer besonders bevorzugten Variante ist die abgeplattete Form zylindersphärisch, also angepasst auf die Zylinderform der angrenzenden Wicklungsmodule, ausgestaltet. Hierdurch werden elektrische Entladungen an den Kontaktbereichen in vorteilhafter Weise vermieden. Je nach Ausgestaltungsform der Transformatorwicklung ist der Begriff ,Zylinderform' oder auch , hohlzylindrisch' nicht als streng geometrisch mit runder Grundfläche zu verstehen, vielmehr ist darunter auch eine einem Rechteck angenäherte Grundform mit runden Kantenbereichen zu verstehen. Dies ermöglicht nämliche eine besonders hohe Ausnutzung eines in einem Transformatorkern zur Verfügung stehenden Volumens durch Transformatorwicklungen.
Entsprechend einer weiteren Ausgestaltungsform der Erfindung sind die Wicklungsmodule galvanisch miteinander verbunden. Damit ist ein Kühlkanal mit erfindungs- gemäßer Beabstandung sowohl zwischen galvanisch getrennten Ober- und Unterspannungswicklungen als auch zwischen Wicklungsmodulen oder auch Wicklungssegmenten einer geteilten Transformatorwicklung möglich. Dies ist insbesondere bei Trockentransformatoren größerer Leistung sinnvoll, wo im Betrieb entsprechend viel Abwärme aus deren Inneren abzuführen ist, was durch mehrere Kühlkanäle entsprechend vereinfacht ist.
Die Vorteile einer erfindungsgemäßen Transformatorwicklung erschließen sich auch für einen Transformator, umfassend wenigstens einen Transformatorkern und eine erfindungsgemäße Transformatorwicklung. Diese ist nämlich kleiner als eine herkömmliche Transformatorwicklung und ermöglicht so in vorteilhafter Weise ein geringeres Bauvolumen eines erfindungsgemäßen Transformators.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmöglichkeiten sind den weiteren abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.
Anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele sollen die Erfindung, weitere Ausführungsformen und weitere Vorteile näher beschrieben werden.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Schnitt durch eine exemplarische erste Transformatorwicklung sowie
Fig. 2 einen Schnitt durch exemplarische zweite Transformatorwicklung.
Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch eine exemplarische erste Transformatorwicklung 10. Um eine Wickelachse sind konzentrisch angeordnet ein erstes hohlzylindrisches Wicklungsmodul 12 und ein zweites hohlzylindrisches Wicklungsmodul 14, wobei zwischen diesen ein ebenfalls hohlzylindrischer Kühlkanal 18 ausgebildet ist. Die beiden Wicklungsmodule 12, 14 können beispielsweise einen Bandleiter aufweisen, wobei eine Wickellage genau so breit ist wie der Bandleiter. Dies ist insbesondere bei einer Unterspannungswicklung sinnvoll, da dort aufgrund des im Verhältnis zur Oberspannungswicklung hohen Stromflusses im Betrieb der Wicklung ein hoher Leiterquerschnitt gefordert ist. Es ist aber auch üblich, insbesondere bei oberspan- nungsseitigen Wicklungen, dass eine Leiterlage eine Vielzahl an Einzelwindungen aufweist, wodurch sich beim Betrieb der Transformatorwicklung auch eine komplexere Potentialverteilung längs des Kühlkanals einstellt. Der Durchmesser einer solchen Transformatorwicklung beträgt beispielsweise 0,5m bis 2,5m, je nach Spannungsebene und Nennleistung.
Im Kühlkanal 18 sind exemplarisch mehrere Isolationsleisten 20, 22, 24, 26, 28, 30, 32 mit ihren Querschnittsformen gezeigt, durch welche die beiden Wicklungsmodule 12, 14 in radialer Richtung 34 voneinander beabstandet sind. Die rautenähnliche Isolationsleiste 20 ist ebenso wie die runde Isolationsleiste 24 mit einem inneren Hohlraum 36 beziehungsweise 38 versehen, welcher insbesondere der Gewichtsersparnis dient. Die Isolationsleisten 20, 22, 24, 26, 28, 30, 32 weisen eine Querschnittsform mit einem Oberflächenverlauf radial 34 zur Wickelachse 16 auf, welche einen Oberflächen verlauf radial zur Wickelachse überwiegend vermeidet. Dadurch ist in vorteilhafter Weise die Isolationsfestigkeit des Kühlkanals 18 erhöht. Selbstverständlich sind in einem realen Kühlkanal vorzugsweise nur eine einzige Art von Isolationsleisten 20, 22, 24, 26, 28, 30, 32 vorzusehen, beispielsweise 4 Stück in einem jeweiligen Winkel von 90°. Eine Isolationsleiste 20, 22, 24, 26, 28, 30, 32 muss sich nicht zwangsläufig über die gesamte axiale Länge einer Transformatorwicklung, beispielsweise 1 ,5m bis 3,5m, erstrecken, sie kann durchaus auch mehrfach geteilt sein.
Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch eine exemplarische zweite Transformatorwicklung 40 in einer Detailansicht. Ein erstes Wicklungsmodul 42 und ein zweites Wicklungsmodul 44 sind durch eine Isolationsleiste 48 beabstandet, welche in etwa die Form eines Doppel-Y aufweist. Radial innen und radial außen vorgesehene Kontaktbereiche 56, 58 zu den angrenzenden Wicklungsmodulen 42, 44 sind abgeplattet ausgeführt, wobei sie zudem auf die zylindrische Form der Wicklungsmodule angepasst sind. Auf diese Weise ist das Risiko von elektrischen Entladungen im Bereich der Kontaktflächen weitestgehend reduziert. Die Isolationsleiste 48 weist einen ersten schräg verlaufenden Oberflächenbereich 50, einen zweiten radial 62 verlaufenden Oberflächenbereich 52 und einen dritten schräg verlaufenden Oberflächenbereich 54 auf. Eine Erhöhung der Spannungsfestigkeit gegenüber einem Rechteckprofil wird in den schräg verlaufenden Bereichen 50, 54 erreicht. Dies lässt sich auch anhand des verlängerten Kriechweges 60 längs der Oberfläche verdeutlichen.
Bezugszeichenliste
Schnitt durch eine exemplarische erste Transformatorwicklung erstes Wicklungsmodul
zweites Wicklungsmodul
Wickelachse
erster Kühlkanal
erste Isolationsleiste
zweite Isolationsleiste
dritte Isolationsleiste
vierte Isolationsleiste
fünfte Isolationsleiste
sechste Isolationsleiste
siebte Isolationsleiste
erster radialer Vektor
innerer Hohlraum von erster Isolationsleiste
innerer Hohlraum von dritter Isolationsleiste
Schnitt durch exemplarische zweite Transformatorwicklung erstes Wicklungsmodul
zweites Wicklungsmodul
zweiter Kühlkanal
siebte Isolationsleiste
erster schräg verlaufender Oberflächenbereich
zweiter radial verlaufender Oberflächenbereich
dritter schräg verlaufender Oberflächenbereich
abgeplattete Form an radial innerem Ende der Isolationsleiste abgeplattete Form an radial äußerem Ende der Isolationsleiste
Kriechweg längs der Oberfläche
zweiter radialer Vektor

Claims

Patentansprüche
1. Transformatorwickiung (10, 40) mit wenigstens zwei hohizyiincirisch ineinandergeschachtelten sich um eine gemeinsame Wickelachse (16) erstreckenden Wicklungsmodulen (12, 14, 42, 44), wobei diese innerhalb wenigstens eines dazwischen angeordneten hohlzylindrischen Kühlkanals (18, 46) mittels Isolationsleisten (20, 22, 24, 26, 28, 30, 32, 48) radial (32, 62) voneinander beabstandet sind, wobei die Isolationsleisten (20, 22, 24, 26, 28, 30, 32, 48) eine Querschnittsform aufweisen, welche einen Oberflächenverlauf (50, 52, 54) radial (32, 62) zur Wickelachse (16) überwiegend vermeidet, dadurch gekennzeichnet,
dass die Isolationsleisten (20, 22, 24, 26, 28, 30, 32, 48) aus einem faserverstärkten Epoxid- oder Polyesterharz oder aus einem unverstärkten thermoplastischen Material gefertigt sind.
2. Transformatorwicklung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Kühlkanal (18, 46) eine radial innere und eine radial äußere Wandung aufweist.
3. Transformatorwicklung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolationsleisten (20, 22, 24, 26, 28, 30, 32, 48) einen rautenähnlichen (20) oder einen runden (24, 26) Querschnitt aufweisen.
4. Transformatorwicklung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolationsleisten (20, 22, 24, 26, 28, 30, 32, 48) mit einem innerem Hohlraum (36, 38) ausgeführt sind.
5. Transformatorwicklung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolationsleisten (20, 22, 24, 26, 28, 30, 32, 48) einen S (22) -, X (30) -, V (28) -, oder Y (34) - förmigen Querschnitt aufweisen.
6. Transformatorwicklung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolationsleisten (20, 22, 24, 26, 28, 30, 32, 48) einen Querschnitt mit sägezahnähnlichen Aussenkanten aufweisen.
7. Transformatorwicklung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolationsleisten (20, 22, 24, 26, 28, 30, 32, 48) an ihrem radial inneren (56) und/oder radial äußeren (58) Ende eine abgeplattete Form aufweisen.
8. Transformatorwicklung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wicklungsmodule (12, 14, 42, 44) galvanisch miteinander verbunden sind.
9. Transformator, umfassend wenigstens einen Transformatorkern und eine Transformatorwicklung (10, 40) nach einem der Ansprüche 1 bis 7.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2827346B1 (de) * 2013-07-17 2016-11-16 ABB Schweiz AG Trockentransformator
KR101981594B1 (ko) * 2013-08-16 2019-05-24 현대일렉트릭앤에너지시스템(주) 냉각 가이드용 스페이서 및 이를 이용한 공심 리액터
PL2866235T3 (pl) * 2013-10-22 2020-04-30 Abb Schweiz Ag Transformator wysokiego napięcia
CN103971893A (zh) * 2014-05-19 2014-08-06 苏州上电科电气设备有限公司 一种变压器铁芯
WO2016073576A1 (en) * 2014-11-04 2016-05-12 SAHIN, Hakan Electrical transformer systems and methods
US11355279B2 (en) 2018-06-07 2022-06-07 Siemens Energy Global GmbH & Co. KG Core sealing assemblies, core-coil assemblies, and sealing methods
KR102275643B1 (ko) * 2020-03-02 2021-07-09 주식회사 코아전기 유도코일을 포함하는 변압기

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2710947A (en) * 1951-11-28 1955-06-14 Electrocraft Company Electrical coil construction
US2904760A (en) * 1955-12-30 1959-09-15 Allis Chalmers Mfg Co Glass spacing sticks for dry type transformer
FR1278093A (fr) * 1960-10-26 1961-12-08 Perfectionnements apportés aux circuits magnétiques et aux éléments qu'ils équipent, ainsi qu'aux procédés et dispositifs de fabrication de ces circuits et éléments
US3195084A (en) * 1962-05-23 1965-07-13 Westinghouse Electric Corp Electrical apparatus having foil wound windings and metallic duct formers
US3302149A (en) * 1964-09-30 1967-01-31 Westinghouse Electric Corp Electrical insulating structure
US3237136A (en) * 1964-11-19 1966-02-22 Westinghouse Electric Corp Coils for inductive apparatus
US3447112A (en) * 1967-11-16 1969-05-27 Westinghouse Electric Corp Air cooled transformer
US3748616A (en) * 1972-03-24 1973-07-24 Ite Imperial Corp Transformer winding structure using corrugated spacers
DE2724920C2 (de) * 1977-06-02 1982-08-05 Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt Hochspannungsfeste Signalübertragungseinrichtung mit einem Trennübertrager
US4447796A (en) * 1982-04-05 1984-05-08 Mcgraw-Edison Company Self-adjusting spacer
DE3428613A1 (de) * 1984-08-02 1986-02-13 Transformatoren Union Ag, 7000 Stuttgart Lagenwicklung fuer transformatoren
US4663604A (en) * 1986-01-14 1987-05-05 General Electric Company Coil assembly and support system for a transformer and a transformer employing same
US5396210A (en) * 1993-03-17 1995-03-07 Square D Company Dry-type transformer and method of manufacturing
US7023312B1 (en) * 2001-12-21 2006-04-04 Abb Technology Ag Integrated cooling duct for resin-encapsulated distribution transformer coils
US7140420B2 (en) * 2003-11-05 2006-11-28 General Electric Company Thermal management apparatus and uses thereof
US7788794B2 (en) * 2006-05-30 2010-09-07 Abb Technology Ag Disc-wound transformer with foil conductor and method of manufacturing the same
US7719397B2 (en) * 2006-07-27 2010-05-18 Abb Technology Ag Disc wound transformer with improved cooling and impulse voltage distribution
EP2074639A1 (de) * 2006-10-19 2009-07-01 Abb Research Ltd. Niederspannungsspule und transformator

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO2012092941A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
US20130293329A1 (en) 2013-11-07
EP2472533A1 (de) 2012-07-04
US9208939B2 (en) 2015-12-08
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CN103270560A (zh) 2013-08-28
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