EP3711074A1 - Transportfähige leistungstransformatoreinheit - Google Patents

Transportfähige leistungstransformatoreinheit

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EP3711074A1
EP3711074A1 EP18702118.3A EP18702118A EP3711074A1 EP 3711074 A1 EP3711074 A1 EP 3711074A1 EP 18702118 A EP18702118 A EP 18702118A EP 3711074 A1 EP3711074 A1 EP 3711074A1
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EP
European Patent Office
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power transformer
boiler
transformer unit
unit according
cooling device
Prior art date
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EP18702118.3A
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French (fr)
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EP3711074B1 (de
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Christian ETTL
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Siemens Energy Global GmbH and Co KG
Original Assignee
Siemens AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
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Application granted granted Critical
Publication of EP3711074B1 publication Critical patent/EP3711074B1/de
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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
    • H01F27/002—Arrangements provided on the transformer facilitating its transport
    • 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
    • H01F27/10—Liquid cooling
    • H01F27/12—Oil cooling
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    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
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    • H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/32—Insulating of coils, windings, or parts thereof

Definitions

  • the invention relates to a power transformer unit having at least a single-phase transformer, which is adapted for connection to a high voltage network, each a phasige transformer a filled with an insulating fluid boiler, in which a core is arranged with a high and low voltage winding, at least one bushing plug , Which is connected via a winding cable extending within the boiler with the upper or lower voltage winding, at least one Hochwoods trim guide, which is inserted into the feedthrough socket, a cooling device for cooling the insulating liquid and an expansion vessel, the temperature-compensated volume fluctuations of the Insulating fluid is used.
  • Such a power transformer unit is from the
  • the power transformer unit shown there has three single-phase transformers which are each provided for connection to a high voltage network.
  • Each of the single-phase transformers has a separate boiler in which a core with egg ner upper and one low voltage winding is arranged.
  • a feedthrough bushing is fluid-tightly secured into which a high voltage feedthrough can be inserted.
  • the feedthrough socket protrudes into the oil chamber of the boiler and holds there with the help of an inner wall made of a non-conductive insulating material, a contact part which is connected via a winding connection line with the upper or lower voltage winding.
  • each bushing has an open air connection for connecting an air-insulated high-voltage conductor to its end facing away from the insertion side. tion.
  • a releasably connectable to the boiler cooling device and an expan tion vessel is disclosed, which is also releasably connectable to the boiler.
  • a power transformer unit of modular construction is further known from WO 2017/186749 A1, WO 2017/186750 A2 and WO 2017/186751 A1.
  • the object of the invention is to provide a varnisherein unit of the type mentioned, which can be put on the spot even faster ler ler.
  • the invention solves this problem in that the expan tion vessel and the cooling device are mechanically firmly connected to the boiler and together with this and each
  • Implementation socket form a transport unit, wherein the transport unit has an outer contour, which lies within a predetermined transport profile.
  • a power transformer unit which consists of at least one and usually meh reren single-phase transformers.
  • Each single-phase transformer is designed as a power transformer and provided for connection to a high-voltage network.
  • each single-phase transformer with the exception of the high-voltage feedthroughs a transport unit whose outer contour lies within a pre-written transport profile.
  • a transport profile is given for example by a road transport to be observed traffic order, which is the maximum height, width and length of a vehicle or a vehicle body established.
  • the transport unit according to the invention is within this transport profile and can therefore without Jerusalemwitzi ge planning also transported via conventional roads who the.
  • the only limiting factor is the weight of the transport unit, which can be between 50 and 200 tonnes.
  • the transport unit according to the invention consists at least of the boiler, the expansion vessel and the cooling device of the respective single-phase transformer, wherein the expansion vessel and the cooling device are firmly connected to the boiler.
  • Appropriate connecting lines allow Iso lierfluid from the interior of the boiler via thedeeinrich device can be circulated or can pass as a result of a rise in temperature from the boiler in the expansion vessel.
  • Appropriate lifting points are provided on the boiler, at which a crane can engage to lift the transport unit.
  • the transport unit is, for example, on the trailer of a truck or alternatively on a
  • the transport unit is less than 4.2 m in height, smaller than 3.3 m in width and less than 9 m in length. These dimensions have been found to be particularly expedient to easily meet the existing requirements in the respective countries to a cargo.
  • the transport unit comprises in addition to the said components also at least one motor drive, we least one sensor unit and at least one protection and monitoring device.
  • the said additional components are advantageously fixed to the boiler or even theisserein direction or the expansion vessel, so that they form a solid mechanical bond and thus need not be complex assembled on site.
  • the components are installed so that the maximum height, width and length of the transport unit is within the transport profile.
  • the expansion vessel is designed box-shaped, extending in a longitudinal direction and has a height between 50 cm and 250 cm.
  • the expansion vessel expediently extends above the boiler and parallel to this, the distance to the boiler is kept as low as possible and for example a few centimeters, for example 5 cm - 30 cm, is. If the expansion vessel has, for example, a height of about 20 cm, the boiler can have a height of more than 4 m, without the transport unit projecting beyond the trans port profile.
  • the width of the expansion vessel is smaller than two-thirds of the width of the boiler.
  • the length of the expansion vessel is greater than three-quarters of the length of the Kes sels. According to this further development of the invention, cherstra that the expansion vessel has the necessary internal volume to compensate for the volume fluctuations of the insulating fluid Kings even with larger temperature fluctuations NEN.
  • boiler and expansion vessel each extend in a longitudinal direction, the two longitudinal lines extending parallel to each other.
  • Both expansion vessel and the boiler are box-shaped according to this further development of the invention.
  • the box of the expansion vessel extends above the boiler with the smallest possible distance.
  • the lengths of Kes sel and expansion vessel are advantageously in the same order of magnitude, while the width of the Ausdehnungsge vessel is less than the width of the boiler.
  • the expansion vessel is therefore arranged only above a portion of the lid of the boiler.
  • a section of the boiler is open at the top, in order to arrange the Hochhards notebook material ments there.
  • the boiler on two opposite longitudinal sides and two opposite end faces, which with the
  • the kettle has a box-shaped outer contour that deviates from a cube structure in that two sides of the box facing each other are longer than the other two opposite sides, the shorter sides being referred to herein as end faces.
  • the boiler can be designed according to this development who the that this has a width which is slightly less than that of the transport profile.
  • the length of the boiler is chosen so that it does not exceed the maximum length of the transport profile together with the front side arranged cooling devices.
  • the arrangement of the cooling device at we- at least one of the front sides allows in a particularly simple manner, the transport unit to dimensionie ren ren that this does not exceed the transport profile.
  • the cooling device on two cooling units, which are arranged on different end faces.
  • a cooling unit of the cooling device is arranged on a first end face.
  • the other cooling unit of the cooling device is mounted on the opposite end face of the boiler, wherein both cooling units are connected via an inlet and outlet to the interior of the boiler, so that the insulating fluid can be circulated through the respective cooling unit vice.
  • the circulation can take place passively or actively within the scope of the invention.
  • the cooling device on an inlet and outlet, both of which are arranged below a cooling unit of the cooling device to. According to this advantageous development, it is possible that the expansion vessel can be arranged with only a small distance above the boiler.
  • the bushings are arranged in a lid of the boiler.
  • dome are avoided according to this advantageous development.
  • dome increase the internal volume of the boiler and therefore simplify the inclusion of a passage.
  • such a dome would not allow to arrange the expansion vessel with a small distance to the lid of the boiler.
  • the windings have an aramid insulation.
  • Aramid is an insulating material associated with a high thermal grade and capable of providing the necessary dielectric strength even at high temperatures of the insulating fluid within the boiler.
  • aramid insulation serves to hold the winding conductors of the winding at a fixed distance from one another.
  • An aramid insulation can also serve for the voltage-resistant routing of connecting cables.
  • aramid insulation or another insulating material of this thermal class which can likewise be used instead of aramid insulation, is known to the person skilled in the art, so that further explanations for this can be dispensed with.
  • the insulating fluid is an ester oil.
  • Ester oils have the advantage over mineral oils that they are environmentally friendly.
  • transformers whose boilers are filled with ester oil can be operated at higher temperatures than would be the case with a comparable transformer with mineral oil filling.
  • the trans port unit can therefore be made even more compact.
  • Figure 1 shows an embodiment of a single-phase
  • FIG. 2 shows the single-phase transformer according to FIG. 1 in a side view
  • FIG. 3 shows the single-phase transformer according to FIG. 2 in a plan view
  • Figure 4 shows the transport unit of a single-phase transformer according to Figure 1 with transport profile and Figure 5 illustrate the transport unit according to Figure 4 in a plan view.
  • Figure 1 shows an embodiment of a single-phase
  • Transformers 1 a procedureforransfor- matorhim invention, which in addition to the single-phase transformer 1 shown in Figure 1 has two further identically configured single-phase power transformers 1.
  • Each monophasic transformer 1 is used to connect a phase of a three-phase AC voltage supply network, which is here at a high voltage potential of 335 kV.
  • the single-phase transformer 1 shown in Figure 1 has a boiler 2, which has a viewer facing Be tenwand 3 and an end face 4, which is the viewer ter also facing.
  • the side wall 3 is a correspondingly dimensioned not visible in Figure 1 sides wall 5 opposite, whereas the front side 4 a corre sponding dimensioned end face 6 is opposite.
  • the boiler 2 has a cover 7, which closes fluid-tight at the top.
  • the bottom wall of the boiler 2 is not shown figuratively in FIG.
  • the single-phase transformer 1 further comprises adeein direction, which consists of two cooling units 8 and 9, wherein the cooling unit 8 is connected to the front side 4 and the cooling unit 9 on the front side 6 fixed to the boiler 2.
  • Each cooling unit 8 and 9, respectively, is equipped with fans 10 which, if required, generate an air flow for increasing the cooling power of the respective cooling unit 8, 9.
  • Each cooling unit 8, 9 is connected via an inlet 11 and a drain 12 to the interior of the boiler 2, which is filled with an insulating fluid - here an ester oil. It can be seen that both inlet 11 and outlet 12 un below the respective cooling unit 8 or 9 open into this.
  • a surge tank 13 Above the boiler 2 extends a surge tank 13, which is also connected via a connecting line 14 to the inner space of the boiler 2.
  • the expansion vessel 13 he stretches, as the boiler 2, in a longitudinal direction, wherein the longitudinal direction of the expansion vessel 13 and the longitudinal direction of the boiler 2 are parallel to each other.
  • the expansion vessel 13 is substantially box-shaped and in particular flat, and has a height of about 1 m, wherein the distance between the lid 7 and the bottom surface of the Ausdehnungsge vessel 13, not shown figuratively, is about 10 cm. It is essential that the inlet opening of the inlet 11 is arranged below the inlet mouth of the connecting line 14, so that it is ensured that the level of the insulating liquid in the boiler 2 is always above the inlet opening of the inlet 11.
  • bushings 15 are arranged, which are fluid-tightly connected to the boiler 2.
  • Each through bushing socket 15 forms a mounting flange, against which it is pressed firmly on the cover 7 of the boiler 2 GE.
  • appropriate screw connections serve.
  • figuratively illustrated sealing means are required, which are clamped between the De ckel 7 and the mounting flange.
  • Bushing socket 15 also has aconsab-section, which is not shown figuratively and is made of egg nem electrically non-conductive insulating material be.
  • the receiving portion tapers to a ge closed end.
  • Kon contact part At its projecting into the inner space of the boiler 2 section Kon contact part is connected to a winding connection line extending within the boiler 2 to a winding which is arranged in the boiler. Said winding is inductively coupled via a magnetizable core with another Wick development.
  • a high voltage feedthrough 16, 17, 18 is introduced in Figure 1 respectively. These each have an insertion-side insertion, the complementary shape to said receiving portion of the
  • Feedthrough socket 15 is formed so that it comes to a precise fit of the two components together and air or other inclusions are avoided.
  • each high-voltage feedthrough 16, 17, 18 is equipped with an outdoor connection 19.
  • the single-phase transformer 1 has two cable outputs 20, which are adapted to receive a cable connector.
  • the cable outputs 20 are redundant, so that in case of failure of a cable output 20, the power supply of the transformer 1 downstream consumers is ensured by the still intact cable exit 20.
  • the transformer 1 with three high-voltage bushings 16, 17 and 18 is shown.
  • the high-voltage lead-through 16 is used to connect an air-insulated phase conductor of a high-voltage power supply network with a voltage of 335 kV.
  • the single-phase transformer 1 can now be set so that it outputs the output voltage across the high-voltage bushing 17 or 18, the output voltage from, for example, 138 kV or 134 kV. It is understood that in this case le diglich an output-side high-voltage bushing 17 or 18 is required and the other Hochschreibs pleat tion does not have to be plugged into the associated feedthrough socket 15.
  • a device box 21 and a control unit 22 can be seen in addition to the cooling unit 8, which are both sides of the cooling unit 8 attached to the boiler 2.
  • the cooling unit 8 which are both sides of the cooling unit 8 attached to the boiler 2.
  • a bulge 23 which serves to accommodate the imple mentation socket 15 for the high-voltage bushing 16. Laterally offset next to the bulge 23, the cooling unit 9 can be seen.
  • FIG. 2 shows the single-phase transformer 1 according to FIG. 1 in a side view, in which the bulge 23 covers somewhat the cooling unit 8 arranged behind it, so that only the fans 10 can be seen.
  • the expansion vessel 13 is offset from the boiler 2 to the left and protrudes beyond the lid 7 of the boiler 2 and projects beyond the inlet 11 of the cooling unit 8, extending from its top of the boiler 2 arranged inlet opening under the device box 21 through the inlet opening of the cooling unit 8 extends.
  • Figure 3 shows the single-phase transformer 1 in a plan view, from which in particular the connecting line 14 is clearly visible.
  • the expansion vessel 13 has a vent line 24 equipped with an air dryer to allow the supply of dry air to the expansion vessel 13 at its end remote from the expansion vessel 13.
  • FIG. 4 shows a transport unit 25 of the single-phase transformer 1 according to FIGS. 1, 2 or 3, which comprises all components of the single-phase transformer 1, with the exception of the high-voltage feedthrough 16, 17 and 18.
  • a transport profile 26 is clarified, which should clarify the ma ximal allowable size of cargo in traffic ver. It can be seen that the transport unit 25 does not exceed the maximum permissible transport profile 26. This is achieved on the one hand by the fact that all compo- nents - with the exception of the bushings 16, 17, 18 - are installed on the end faces 4 or 6.
  • the expansion vessel 13 is formed flat, wherein the accesses, so both the input and the output to the respective cooling units 8 and 9 below the respective cooling unit 8 and 9 are arranged.
  • FIG. 5 shows the transport unit 24 and the associated transport profile 25 in an end view. Again, it is recognizable that the transport unit 25 is within the transport port profile 26 and thus allowed to be admitted for road transport.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transformer Cooling (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Leistungstransformatoreinheit mit wenigstens einem einphasigen Transformator (1), der zum Anschluss an ein Hochspannungsnetz eingerichtet ist, wobei je- der einphasige Transformator (1) einen mit einem Isolierfluid befüllten Kessel (2), in dem ein Kern mit einer Ober- und Unterspannungswicklung angeordnet ist, wenigstens eine Durchführungssteckbuchse (15), die über eine sich innerhalb des Kessels erstreckende Wicklungsanschlussleitung mit der Oberoder Unterspannungswicklung verbunden ist, wenigstens eine Hochspannungsdurchführung (16,17,18), die in die Durchführungssteckbuchse (15) einsteckbar ist, eine Kühleinrichtung (8,9) zum Kühlen der Isolierflüssigkeit und ein Ausdehnungsgefäß (13) aufweist, das zum Ausgleich temperaturbedingter Volumenschwankungen des Isolierfluids dient. Um diese Leistungstransformatoreinheit so schnell wie möglich transportieren und vor Ort in Betrieb nehmen zu können, wird vorgeschlagen, dass das Ausdehnungsgefäß (13) und die Kühleinrichtung (8,9) mechanisch fest mit dem Kessel (2) verbunden sind und zusammen mit diesem und jeder Durchführungssteckbuchse (15) eine Transporteinheit (25) bilden, wobei die Transporteinheit (25) eine Außenkontur aufweist, die innerhalb eines vorgegebenen Transportprofils (26) liegt.

Description

Beschreibung
Transportfähige Leistungstransformatoreinheit
Die Erfindung betrifft eine Leistungstransformatoreinheit mit wenigstens einem einphasigen Transformator, der zum Anschluss an ein Hochspannungsnetz eingerichtet ist, wobei jeder ein phasige Transformator einen mit einem Isolierfluid befüllten Kessel, in dem ein Kern mit einer Ober- und Unterspannungs wicklung angeordnet ist, wenigstens eine Durchführungssteck buchse, die über eine sich innerhalb des Kessels erstreckende Wicklungsanschlussleitung mit der Ober- oder Unterspannungs wicklung verbunden ist, wenigstens eine Hochspannungsdurch führung, die in die Durchführungssteckbuchse einsteckbar ist, eine Kühleinrichtung zum Kühlen der Isolierflüssigkeit und ein Ausdehnungsgefäß aufweist, das zum Ausgleich temperatur bedingter Volumenschwankungen des Isolierfluids dient.
Eine solche Leistungstransformatoreinheit ist aus der
WO 2017/186748 A2 bereits bekannt. Die dort gezeigte Leis tungstransformatoreinheit verfügt über drei einphasige Trans formatoren, die jeweils zum Anschluss an ein Hochspannungs netz vorgesehen sind. Jeder der einphasigen Transformatoren verfügt über einen separaten Kessel, in dem ein Kern mit ei ner Ober- und einer Unterspannungswicklung angeordnet ist. An einem Deckel des Kessels ist eine Durchführungssteckbuchse fluiddicht befestigt, in die eine Hochspannungsdurchführung eingeführt werden kann. Die Durchführungssteckbuchse ragt in den Ölraum des Kessels hinein und hält dort mit Hilfe einer aus einem nichtleitenden Isolierstoff gefertigten Innenwand ein Kontaktteil, das über eine Wicklungsanschlussleitung mit der Ober- oder Unterspannungswicklung verbunden ist. Ein In nenleiter, der Hochspannungsdurchführung ist - wenn diese in die Durchführungssteckbuchse eingeführt ist - über das Kon taktstück und die Wicklungsanschlussleitung mit der jeweili gen Wicklung verbunden. Dabei weist jede Durchführung an ih rem von der Einführseite abgewandten Ende einen Freiluftan schluss zum Anschluss einer luftisolierten Hochspannungslei- tung auf. In der besagten Druckschrift ist ferner eine lösbar mit dem Kessel verbindbare Kühleinrichtung sowie ein Ausdeh nungsgefäß offenbart, das ebenfalls lösbar mit dem Kessel verbindbar ist. Durch die lösbare Verbindung zwischen Kessel einerseits und Kühleinrichtung, Ausdehnungsgefäß sowie Hoch spannungsdurchführung andererseits ist eine modulare Struktur bereitgestellt, die es erlaubt, die dem einphasigen Transfor mator ohne großen Planungsaufwand zu transportieren und die sen schnell vor Ort in Betrieb zu nehmen.
Eine Leistungstransformatoreinheit mit modularem Aufbau ist ferner aus der WO 2017/186749 Al, der WO 2017/186750 A2 und der WO 2017/186751 Al bekannt.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Leistungstransformatorein heit der eingangs genannten Art zu schaffen, die noch schnel ler vor Ort in Betrieb genommen werden kann.
Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, dass das Ausdeh nungsgefäß und die Kühleinrichtung mechanisch fest mit dem Kessel verbunden sind und zusammen mit diesem und jeder
Durchführungssteckbuchse eine Transporteinheit bilden, wobei die Transporteinheit eine Außenkontur aufweist, die innerhalb eines vorgegebenen Transportprofils liegt.
Erfindungsgemäß ist eine Leistungstransformatoreinheit be reitgestellt, die aus wenigstens einem und in der Regel meh reren einphasigen Transformatoren besteht. Jeder einphasige Transformator ist als Leistungstransformator ausgebildet und zu einem Anschluss an ein Hochspannungsnetz vorgesehen.
Erfindungsgemäß bilden alle Komponenten jedes einphasigen Transformators mit Ausnahme der Hochspannungsdurchführungen eine Transporteinheit, deren Außenkontur innerhalb eines vor geschriebenen Transportprofils liegt. Ein solches Transport profil ist beispielsweise durch eine beim Straßentransport zu beachtende Verkehrsordnung gegeben, welche die maximale Höhe, Breite und Länge eines Fahrzeugs oder eines Fahrzeugverbandes festgelegt. Die erfindungsgemäße Transporteinheit liegt in nerhalb dieses Transportprofils und kann daher ohne aufwändi ge Planung auch über übliche Verkehrswege transportiert wer den. Als begrenzender Faktor tritt lediglich das Gewicht der Transporteinheit auf, das zwischen 50 und 200 Tonnen betragen kann .
Die Transporteinheit besteht erfindungsgemäß wenigstens aus dem Kessel, dem Ausdehnungsgefäß und der Kühleinrichtung des jeweiligen einphasigen Transformators, wobei das Ausdehnungs gefäß und die Kühleinrichtung fest mit dem Kessel verbunden sind. Zweckmäßige Verbindungsleitungen ermöglichen, dass Iso lierfluid aus dem Inneren des Kessels über die Kühleinrich tung umgewälzt werden kann beziehungsweise in Folge eines Temperaturanstiegs vom Kessel ins Ausdehnungsgefäß gelangen kann .
An dem Kessel sind zweckmäßige Anhebestellen vorgesehen, an denen ein Kran zum Heben der Transporteinheit eingreifen kann. Die Transporteinheit wird beispielsweise auf den Anhä nger eines Lastkraftwagens oder alternativ dazu auf ein
Schienenfahrzeug oder in ein Flugzeug geladen. Dabei sorgt die Kompaktheit der Transporteinheit dafür, dass diese ein fach und schnell auf das jeweilige Fahrzeug geladen werden kann. Der Transport kann aufgrund der begrenzten Planungser fordernisse schnell erfolgen, so dass die gesamte Leistungs transformatoreinheit schnell an den Zielort gebracht werden kann. Anschließend müssen lediglich die Hochspannungsdurch führungen in die Durchführungssteckbuchsen gesteckt und mit den jeweiligen Leitungen des Hochspannungsnetzes verbunden werden. Auf diese Weise kann eine sehr schnelle Inbetriebnah me vor Ort erfolgen.
Erfindungsgemäß sind Kessel, Kühleinrichtung und Ausdehnungs gefäß bereits während des Transports mit Isolierfluid
befüllt . Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Transporteinheit in ihrer Höhe kleiner als 4,2 m, in ihrer Breite kleiner als 3,3 m und in ihrer Länge kleiner als 9 m. Diese Maße haben sich als besonders zweckmäßig herausge stellt, um die in den jeweiligen Ländern bestehenden Anforde rungen an ein Transportgut problemlos zu erfüllen.
Vorteilhafterweise umfasst die Transporteinheit neben den be sagten Komponenten auch wenigstens einen Motorantrieb, we nigstens eine Sensoreinheit und wenigstens ein Schutz- und Überwachungsgerät. Die besagten zusätzlichen Komponenten sind vorteilhafterweise fest am Kessel oder aber auch der Kühlein richtung oder dem Ausdehnungsgefäß befestigt, so dass diese einen festen mechanischen Verbund ausbilden und somit nicht aufwändig vor Ort zusammengesetzt werden müssen. Dabei sind die Komponenten natürlich so verbaut, dass die maximale Höhe, Breite und Länge der Transporteinheit innerhalb des Trans portprofils liegt.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das Ausdehnungsgefäß kastenförmig ausgestaltet, erstreckt sich in einer Längsrichtung und weist eine Höhe zwischen 50 cm und 250 cm auf. Das Ausdehnungsgefäß erstreckt sich zweckmäßiger weise oberhalb des Kessels und parallel zu diesem, wobei der Abstand zum Kessel möglichst gering gehalten ist und bei spielsweise einige wenige Zentimeter, beispielsweise 5 cm - 30 cm, beträgt. Weist das Ausdehnungsgefäß beispielsweise ei ne Höhe von etwa 20 cm auf, kann der Kessel eine Höhe von über 4 m aufweisen, ohne dass die Transporteinheit das Trans portprofil überragt.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Breite des Ausdehnungsgefäßes kleiner als Zweidrittel der Breite des Kessels.
Bei einer diesbezüglichen Weiterentwicklung ist die Länge des Ausdehnungsgefäßes größer als Dreiviertel der Länge des Kes sels. Gemäß dieser Weiterentwicklung der Erfindung ist si- chergestellt, dass das Ausdehnungsgefäß das notwendige Innen volumen aufweist, um auch bei größeren Temperaturschwankungen die Volumenschwankungen des Isolierfluids ausgleichen zu kön nen .
Zweckmäßigerweise erstrecken sich Kessel und Ausdehnungsgefäß jeweils in einer Längsrichtung, wobei die beiden Längsrich tungen parallel zueinander verlaufen.
Sowohl Ausdehnungsgefäß als auch der Kessel sind gemäß dieser Weiterentwicklung der Erfindung kastenförmig ausgebildet. Der Kasten des Ausdehnungsgefäßes erstreckt sich oberhalb des Kessels mit möglichst geringerem Abstand. Die Längen von Kes sel und Ausdehnungsgefäß liegen vorteilhafterweise in der gleichen Größenordnung, während die Breite des Ausdehnungsge fäßes geringer ist als die Breite des Kessels ist. Das Aus dehnungsgefäß ist daher nur oberhalb eines Teilbereichs des Deckels des Kessels angeordnet. Ein Abschnitt des Kessels liegt nach oben hin offen, um dort die Hochspannungsdurchfüh rungen anordnen zu können.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist der Kessel zwei einander gegenüberliegende Längsseiten und zwei einander gegenüberliegende Stirnseiten auf, die mit den
Längsseiten verbunden sind und eine kürzere Breite aufweisen als die Längsseiten, wobei die Kühleinrichtung an wenigstens einer der Stirnseiten angeordnet ist. Mit anderen Worten ver fügt der Kessel über eine kastenförmige Außenkontur, die von einer Würfelstruktur insoweit abweicht, dass zwei Seiten des Kastens, die einander gegenüberliegen, länger sind als die beiden anderen einander gegenüberliegenden Seiten, wobei die kürzeren Seiten hier als Stirnseiten bezeichnet werden. Der Kessel kann gemäß dieser Weiterentwicklung so konzipiert wer den, dass dieser eine Breite aufweist, die etwas geringer ist als die des Transportprofils. Die Länge des Kessels ist so gewählt, dass diese zusammen mit den stirnseitig angeordneten Kühleinrichtungen die maximale Länge des Transportprofils nicht überschreitet. Das Anordnen der Kühleinrichtung an we- nigstens einer der Stirnseiten ermöglicht auf besonders ein fache Art und Weise die Transporteinheit so zu dimensionie ren, dass diese das Transportprofil nicht überschreitet.
Gemäß einer diesbezüglichen Weiterentwicklung weist die Kühl einrichtung zwei Kühleinheiten auf, die an unterschiedlichen Stirnseiten angeordnet sind. Gemäß dieser vorteilhaften Wei terentwicklung ist eine Kühleinheit der Kühleinrichtung an einer ersten Stirnseite angeordnet. Die andere Kühleinheit der Kühleinrichtung ist an der gegenüberliegenden Stirnseite des Kessels montiert, wobei beide Kühleinheiten über einen Zu- und Ablauf mit dem Innenraum des Kessels verbunden sind, so dass das Isolierfluid über die jeweilige Kühleinheit umge wälzt werden kann. Das Umwälzen kann im Rahmen der Erfindung passiv oder aktiv erfolgen.
Gemäß einer diesbezüglich zweckmäßigen Ausgestaltung der Er findung weist die Kühleinrichtung einen Zu- und Ablauf auf, die beide unterhalb einer Kühleinheit der Kühleinrichtung an geordnet sind. Gemäß dieser vorteilhaften Weiterentwicklung ist es ermöglicht, dass das Ausdehnungsgefäß mit nur geringem Abstand oberhalb des Kessels angeordnet werden kann.
Zweckmäßigerweise sind die Durchführungssteckbuchsen in einem Deckel des Kessels angeordnet. Üblicherweise am Kessel vorge sehene Dome sind gemäß dieser vorteilhaften Weiterentwicklung vermieden. Dome vergrößern zwar das Innenvolumen des Kessels und vereinfachen daher die Aufnahme einer Durchführung. Ein solcher Dom würde es jedoch nicht erlauben, das Ausdehnungs gefäß mit geringem Abstand zum Deckel des Kessels anzuordnen.
Zweckmäßigerweise weisen die Wicklungen eine Aramidisolation auf. Aramid ist ein Isolationsmaterial, das einer hohen ther mischen Klasse zugeordnet, und in der Lage ist auch bei hohen Temperaturen des Isolierfluids innerhalb des Kessels die not wendige Spannungsfestigkeit bereitzustellen. Die
Aramidisolation dient beispielsweise zum einen zum Halten der Wicklungsleiter der Wicklung in festem Abstand zueinander. Eine Aramidisolation kann darüber hinaus auch zum spannungs festen Führen von Anschlussleitungen dienen. Eine
Aramidisolationen oder ein anderes Isoliermaterial dieser thermischen Klasse, die statt einer Aramidisolation ebenfalls eingesetzt werden kann, ist dem Fachmann jedoch bekannt, so dass weitere Ausführungen hierzu entfallen können.
Vorteilhafterweise ist das Isolierfluid ein Esteröl. Esteröle weisen gegenüber mineralischen Ölen den Vorteil auf, dass diese umweltverträglich sind. Darüber hinaus können Transfor matoren, deren Kessel mit Esteröl befüllt ist, bei höheren Temperaturen betrieben werden als dies bei einem vergleichba ren Transformator mit Mineralölfüllung der Fall wäre. Durch die Auswahl eines Esteröls als Isolierfluid kann die Trans porteinheit daher noch kompakter ausgestaltet werden.
Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfin dung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung von Aus führungsbeispielen der Erfindung unter Bezug auf die Figuren der Zeichnung, wobei gleiche Bezugszeichen auf gleich wirken de Bauteile verweisen, wobei
Figur 1 ein Ausführungsbeispiel eines einphasigen
Transformators der erfindungsgemäßen Leis tungstransformatoreinheit in einer perspekti vischen Ansicht,
Figur 2 den einphasigen Transformator gemäß Figur 1 in einer Seitenansicht,
Figur 3 den einphasigen Transformator gemäß Figur 2 in einer Draufsicht,
Figur 4 die Transporteinheit eines einphasigen Trans formators gemäß Figur 1 mit Transportprofil und Figur 5 die Transporteinheit gemäß Figur 4 in einer Draufsicht verdeutlichen.
Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines einphasigen
Transformators 1, einer erfindungsgemäßen Leistungstransfor- matoreinheit, die neben dem in Figur 1 gezeigten einphasigen Transformator 1 noch zwei weitere identisch ausgestaltete einphasige Leistungstransformatoren 1 aufweist. Jeder einpha sige Transformator 1 dient zum Anschluss einer Phase eines dreiphasigen Wechselspannung führenden Versorgungsnetzes, das hier auf einem Hochspannungspotenzial von 335 kV liegt.
Der in Figur 1 gezeigte einphasige Transformator 1 verfügt über einen Kessel 2, der eine dem Betrachter zugewandte Sei tenwand 3 sowie eine Stirnseite 4 aufweist, die dem Betrach ter ebenfalls zugewandt ist. Der Seitenwand 3 liegt eine ent sprechend dimensionierte in Figur 1 nicht sichtbare Seiten wand 5 gegenüber, wohingegen die Stirnseite 4 einer entspre chend dimensionierten Stirnseite 6 gegenüberliegt. Darüber hinaus verfügt der Kessel 2 über einen Deckel 7, der diesen nach oben hin fluiddicht abschließt. Die Bodenwandung des Kessels 2 ist in Figur 1 figürlich nicht dargestellt.
Der einphasige Transformator 1 umfasst ferner eine Kühlein richtung, die aus zwei Kühleinheiten 8 und 9 besteht, wobei die Kühleinheit 8 an der Stirnseite 4 und die Kühleinheit 9 an der Stirnseite 6 fest mit dem Kessel 2 verbunden ist. Jede Kühleinheit 8 beziehungsweise 9 ist mit Lüftern 10 ausgerüs tet, die bei Bedarf einen Luftstrom zum Erhöhen der Kühlleis tung der jeweiligen Kühleinheit 8, 9 erzeugen.
Jede Kühleinheit 8, 9 ist über einen Zulauf 11 sowie einen Ablauf 12 mit dem Innenraum des Kessels 2 verbunden, der mit einem Isolierfluid - hier ein Esteröl - befüllt ist. Dabei ist erkennbar, dass sowohl Zulauf 11 als auch Ablauf 12 un terhalb der jeweiligen Kühleinheit 8 beziehungsweise 9 in diese münden. Oberhalb des Kessels 2 erstreckt sich ein Ausgleichsgefäß 13, das über eine Verbindungsleitung 14 ebenfalls mit dem Innen raum des Kessels 2 verbunden ist. Das Ausdehnungsgefäß 13 er streckt sich, wie der Kessel 2, in einer Längsrichtung, wobei die Längsrichtung des Ausdehnungsgefäßes 13 und die Längs richtung des Kessels 2 parallel zueinander verlaufen. Das Ausdehnungsgefäß 13 ist dabei im Wesentlichen kastenförmig und insbesondere flach ausgebildet, und weist eine Höhe von etwa 1 m auf, wobei der Abstand zwischen dem Deckel 7 und der figürlich nicht dargestellten Bodenfläche des Ausdehnungsge fäßes 13 etwa 10 cm beträgt. Wesentlich ist, dass die Ein gangsmündung des Zulaufs 11 unterhalb der Eingangsmündung der Verbindungsleitung 14 angeordnet ist, so dass sichergestellt ist, dass der Füllstand der Isolierflüssigkeit im Kessel 2 immer oberhalb der Eingangsöffnung des Zulaufs 11 liegt.
In dem Deckel 7 sind Durchführungssteckbuchsen 15 angeordnet, die fluiddicht mit dem Kessel 2 verbunden sind. Jede Durch führungssteckbuchse 15 bildet dazu einen Befestigungsflansch aus, gegen den diese fest auf dem Deckel 7 des Kessels 2 ge presst ist. Hierzu dienen beispielsweise zweckmäßige Schraub verbindungen. Um die Durchführungssteckbuchse 15 luft- und flüssigkeitsdicht am Kessel 2 zu befestigen, sind figürlich dargestellte Dichtmittel erforderlich, die zwischen dem De ckel 7 und dem Befestigungsflansch verklemmt sind. Jede
Durchführungssteckbuchse 15 weist ferner einen Aufnahmeab schnitt auf, der figürlich nicht dargestellt ist und aus ei nem elektrisch nicht leitfähigen isolierenden Material be steht. Dabei verjüngt sich der Aufnahmeabschnitt zu einem ge schlossenen Ende hin. An dem geschlossenen Ende wird die Wan dung des Aufnahmeabschnitts von einem bolzenförmigen elekt risch leitenden Kontaktteil durchragt. An seinem in den In nenraum des Kessels 2 hineinragenden Abschnitt ist das Kon taktteil mit einer Wicklungsanschlussleitung verbunden, die sich innerhalb des Kessels 2 zu einer Wicklung erstreckt, die in dem Kessel angeordnet ist. Die besagte Wicklung ist über einen magnetisierbaren Kern induktiv mit einer weiteren Wick lung gekoppelt. In jeder Durchführungssteckbuchse 15 ist in Figur 1 jeweils eine Hochspannungsdurchführung 16, 17, 18 eingeführt. Diese verfügen jeweils über einen einführseitigen Einführabschnitt, der formkomplementär zum besagten Aufnahmeabschnitt der
Durchführungssteckbuchse 15 ausgebildet ist, so dass es zu einem passgenauen Anliegen der beiden Komponenten aneinander kommt und Luft oder sonstige Einschlüsse vermieden sind. An ihrer von dem besagten Einführabschnitt abgewandten Seite ist jede Hochspannungsdurchführung 16, 17, 18 mit einem Freiluft anschluss 19 ausgerüstet.
Darüber hinaus verfügt der einphasige Transformator 1 über zwei Kabelausgänge 20, die zur Aufnahme eines Kabelsteckers eingerichtet sind. Die Kabelausgänge 20 sind redundant, so dass bei Ausfall eines Kabelausgangs 20 die Energieversorgung der dem Transformator 1 nachgeschalteten Verbraucher durch den noch intakten Kabelausgang 20 gewährleistet ist.
In Figur 1 ist der Transformator 1 mit drei Hochspannungs durchführungen 16, 17 und 18 gezeigt. Die Hochspannungsdurch führung 16 dient zum Anschluss eines luftisolierten Phasen leiters eines Hochspannungsversorgungsnetzes mit einer Span nung von 335 kV. Der einphasige Transformator 1 kann nun so eingestellt werden, dass dieser die Ausgangsspannung über die Hochspannungsdurchführung 17 oder 18 abgibt, wobei die Aus gangsspannung beispielsweise 138 kV beziehungsweise 134 kV beträgt. Es ist selbstverständlich, dass in diesem Fall le diglich eine ausgangsseitige Hochspannungsdurchführung 17 oder 18 benötigt wird und die andere Hochspannungsdurchfüh rung nicht in die zugeordnete Durchführungssteckbuchse 15 eingesteckt werden muss. Darüber hinaus ist es auch möglich, die Ausgangsspannung an den Kabelausgängen 20 zu legen, so dass beide Hochspannungsdurchführungen 17 oder 18 entfallen können. Schließlich ist es auch möglich, beispielsweise bei Eingangsspannungen von 245 kV auf die Hochspannungsdurchfüh rung 16 zu verzichten, wobei die Hochspannungsdurchführung 17 als Eingang zum Anschluss des luftisolierten 245kV-Leiters dient .
An der Stirnseite 4 ist neben der Kühleinheit 8 eine Geräte box 21 sowie eine Steuerungseinheit 22 erkennbar, die beid seitig der Kühleinheit 8 an dem Kessel 2 befestigt sind. An der Stirnseite 6 ist der Kessel 2 im hinteren Bereich durch eine Ausbuchtung 23 erweitert, die zur Aufnahme der Durchfüh rungssteckbuchse 15 für die Hochspannungsdurchführung 16 dient. Seitlich versetzt ist neben der Ausbuchtung 23 die Kühleinheit 9 erkennbar.
Figur 2 zeigt den einphasigen Transformator 1 gemäß Figur 1 in einer Seitenansicht, in welcher die Ausbuchtung 23 die hinter ihr angeordnete Kühleinheit 8 etwas verdeckt, so dass nur die Lüfter 10 erkennbar sind. Das Ausdehnungsgefäß 13 ist gegenüber dem Kessel 2 nach links versetzt und ragt über den Deckel 7 des Kessels 2 hinaus und überragt dabei den Zulauf 11 der Kühleinheit 8, der sich von seiner oben am Kessel 2 angeordneten Eintrittsöffnung unter der Gerätebox 21 hindurch zur Eingangsöffnung der Kühleinheit 8 erstreckt.
Figur 3 zeigt den einphasigen Transformator 1 in einer Drauf sicht, aus welcher insbesondere die Verbindungsleitung 14 gut erkennbar ist. Darüber hinaus ist gezeigt, dass das Ausdeh nungsgefäß 13 über eine Belüftungsleitung 24 verfügt, die mit einer Lufttrocknungsanlage ausgerüstet, um den Zufuhr von an ihrem vom Ausdehnungsgefäß 13 abgewandten Ende trockener Luft zum Ausdehnungsgefäß 13 zu ermöglichen.
Figur 4 zeigt eine Transporteinheit 25 des einphasigen Trans formators 1 gemäß der Figuren 1, 2 oder 3, welche alle Kompo nenten des einphasigen Transformators 1, mit Ausnahme der Hochspannungsdurchführung 16, 17 und 18 umfasst. Darüber hin aus ist ein Transportprofil 26 verdeutlicht, welches die ma ximal zulässige Größe von Transportgut im Straßenverkehr ver deutlichen soll. Es ist erkennbar, dass die Transporteinheit 25 das maximal zulässige Transportprofil 26 nicht überragt. Dies wird zum einen dadurch erreicht, dass sämtliche Kompo nenten - mit Ausnahme der Durchführungen 16, 17, 18 - an den Stirnseiten 4 oder 6 verbaut sind. Darüber hinaus ist das Ausdehnungsgefäß 13 flach ausgebildet, wobei die Zugänge, al- so sowohl der Eingang als auch der Ausgang zu den jeweiligen Kühleinheiten 8 und 9 unterhalb der jeweiligen Kühleinheit 8 und 9 angeordnet sind.
Figur 5 zeigt die Transporteinheit 24 sowie das zugehörige Transportprofil 25 in einer Stirnansicht. Auch hier ist er kennbar, dass die Transporteinheit 25 innerhalb des Trans portprofils 26 liegt und somit für den Straßentransport zuge lassen ist.

Claims

Patentansprüche
1. Leistungstransformatoreinheit mit wenigstens einem einpha sigen Transformator (1), der zum Anschluss an ein Hochspan nungsnetz eingerichtet ist, wobei jeder einphasige Transfor mator (1)
- einen mit einem Isolierfluid befüllten Kessel (2), in dem ein Kern mit einer Ober- und Unterspannungswicklung angeordnet ist,
- wenigstens eine Durchführungssteckbuchse (15), die über eine sich innerhalb des Kessels erstreckende Wicklungs anschlussleitung mit der Ober- oder Unterspannungswick lung verbunden ist,
- wenigstens eine Hochspannungsdurchführung (16,17,18), die in die Durchführungssteckbuchse (15) einsteckbar ist,
- eine Kühleinrichtung (8,9) zum Kühlen der Isolierflüs sigkeit und
- ein Ausdehnungsgefäß (13) aufweist, das zum Ausgleich temperaturbedingter Volumenschwankungen des Isolier fluids dient,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
das Ausdehnungsgefäß (13) und die Kühleinrichtung (8,9) me chanisch fest mit dem Kessel (2) verbunden sind und zusammen mit diesem und jeder Durchführungssteckbuchse (15) eine
Transporteinheit (25) bilden, wobei die Transporteinheit (25) eine Außenkontur aufweist, die innerhalb eines vorgegebenen Transportprofils (26) liegt.
2. Leistungstransformatoreinheit nach Anspruch 1,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
die Transporteinheit (25) eine Höhe kleiner als 4,2 m und ei ne Breite kleiner als 3,3 m und eine Länge kleiner als 9 m aufweist .
3. Leistungstransformatoreinheit nach einem der vorhergehen den Ansprüche,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Transporteinheit (25) wenigstens einen Motorantrieb (21), Sensoreinheiten und wenigstens ein Schutz- und Überwachungs gerät (22) umfasst.
4. Leistungstransformatoreinheit nach einem der vorhergehen den Ansprüche,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
das Ausdehnungsgefäß (13) kastenförmig ausgestaltet ist, sich in einer Längsrichtung erstreckt und eine Höhe zwischen 20 cm und 250 cm aufweist.
5. Leistungstransformatoreinheit nach Anspruch 4,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
die Breite des Ausdehnungsgefäßes (13) kleiner ist als die Zweidrittel der Breite des Kessels (2) .
6. Leistungstransformatoreneinheit nach Anspruch 4 oder 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
die Länge des Ausdehnungsgefäßes (13) größer ist als Drei viertel der Länge des Kessels (2) .
7. Leistungstransformatoreinheit nach einem der vorhergehen den Ansprüche,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
der Kessel (2) und die Ausdehnungsgefäß (13) sich jeweils in einer Längsrichtung erstrecken, wobei die beiden Längsrich tungen parallel zueinander verlaufen.
8. Leistungstransformatoreinheit nach einem der vorhergehen den Ansprüche,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
der Kessel (2) zwei einander gegenüberliegende Längsseiten (3,5) und zwei einander gegenüberliegende Stirnseiten (4,6) aufweist, die mit den Längsseiten (3,5) verbunden sind und eine kürzere Breite aufweisen als die Längsseiten (3,5), wo bei die Kühleinrichtung (8,9) an wenigstens einer der Stirn seiten angeordnet ist.
9. Leistungstransformatoreinheit nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
die Kühleinrichtung zwei Kühleinheiten (8,9) aufweist, die an unterschiedlichen Stirnseiten (4,6) angeordnet sind.
10. Leistungstransformatoreinheit nach einem der vorhergehen den Ansprüche,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
das Ausdehnungsgefäß (13) sich mit einem Abstand zwischen 1 cm und 50 cm oberhalb des Kessels (2) parallel zu diesem er streckt .
11. Leistungstransformatoreinheit nach einem der vorhergehen den Ansprüche,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
die Kühleinrichtung (8,9) einen Zulauf (11) und einen Ablauf (12) aufweist, die beide unterhalb der Kühleinrichtung (8,9) in diese münden.
12. Leistungstransformatoreinheit nach einem der vorhergehen den Ansprüche,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
die Durchführungssteckbuchsen (15) in einem Deckel (7) des
Kessels (2) angeordnet sind.
13. Leistungstransformatoreinheit nach einem der vorhergehen den Ansprüche,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
die Wicklungen eine Aramidisolation aufweisen.
14. Leistungstransformatoreinheit nach einem der vorhergehen den Ansprüche,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
das Isolierfluid ein Esteröl ist.
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