KR20010049163A - A mechanically supported winding - Google Patents

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KR20010049163A
KR20010049163A KR1019997006997A KR19997006997A KR20010049163A KR 20010049163 A KR20010049163 A KR 20010049163A KR 1019997006997 A KR1019997006997 A KR 1019997006997A KR 19997006997 A KR19997006997 A KR 19997006997A KR 20010049163 A KR20010049163 A KR 20010049163A
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죄렌 베르그렌
마츠 라이온
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에이비비 에이비
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Abstract

본 발명은 동심원 배열 권선 턴을 가진 권선 코일(2)로 이루어진 권선(3)을 포함하는 전력 변압기(1) 또는 리액터에서, 적어도 한 권선 턴은 외부 반도체 층(115)을 가진 고전압 케이블(111)에 의해 형성되고, 상기 권선(3)에는 각각의 권선 턴사이에 축방향으로 배열되고, 권선(3)은 축방향으로 고정되기 위해 배열된 권선 분리 스페이서(8,9)를 가지는 것을 특징으로 하는 전력 변압기(1) 또는 리액터에 관한 것이다.The invention relates to a power transformer (1) or reactor comprising a winding (3) consisting of a winding coil (2) with a concentric array winding turn, wherein at least one winding turn has a high voltage cable (111) with an outer semiconductor layer (115). Characterized in that the windings 3 are arranged axially between each winding turn, and the windings 3 have winding separation spacers 8, 9 arranged to be fixed in the axial direction. It relates to a power transformer (1) or a reactor.

Description

기계적으로 지지된 권선{A MECHANICALLY SUPPORTED WINDING}Mechanically Supported Windings {A MECHANICALLY SUPPORTED WINDING}

현재의 전력 변압기는 일반적으로 오일 냉각 방식이다. 변압기에는 요크에 의하여 연결되는 다수의 코어 다리로 구성된 코어 및 오일로 채워진 밀폐 탱크에 담겨진 코일(제 1, 제 2, 규칙적인)로 구성된 권선을 포함하는 코어를 제공한다. 코일 및 코어에서 발생하는 열은 코일 및 코어를 통하여 내부적으로 순환하는 오일에 의해 제거되고 도관 벽을 통하여 주변 공기로 방출된다. 순환 오일은 오일 펌프에 의해 강제적으로 또는 오일 내부 온도차에 의해 자연스럽게 이루어진다. 오일 순환은 외부적으로 공기 또는 물 냉각 장치로 냉각된다. 오일의 외부 공기 냉각은 자연 대류에 의해 강제되고 그리고/또는 이루어진다. 오일은 고 전압용 오일 냉각 변압기에서 열 전달 역할외에 절연 기능을 가지고 있다.Current power transformers are generally oil cooled. The transformer is provided with a core comprising a core consisting of a plurality of core legs connected by yokes and a winding consisting of coils (first, second, regular) contained in a closed tank filled with oil. Heat generated in the coils and cores is removed by oil circulating internally through the coils and cores and is released into the ambient air through the conduit walls. The circulating oil is forcibly made by the oil pump or naturally by the oil internal temperature difference. The oil circulation is externally cooled with an air or water cooling device. External air cooling of the oil is forced and / or effected by natural convection. Oil has insulation in addition to the heat transfer role in high voltage oil cooled transformers.

건식 변압기는 일반적으로 공기로 냉각되고, 현재의 건식 변압기로서 저 전력 부하에 사용될 경우 자연 대류에 의해 정상적으로 냉각된다. 본 기술은 GB 1.147. 049 에 개시되고 파형(corrugated) 권선에 의해 만들어진 축방향 냉각 덕트에 관한 것으로, 주형용 수지에 삽입된 권선 냉각용 축방향 덕트는 EP 83107410 에 개시되어 있으며 또는 최고 부하에서 직교류 팬의 사용은 SE 7303919 - 0 에 개시되어 있다.Dry transformers are generally air cooled and normally cooled by natural convection when used at low power loads as current dry transformers. This technology is described in GB 1.147. Axial cooling ducts disclosed in 049 and made by corrugated windings, wherein the axial ducts for winding cooling inserted into mold resins are disclosed in EP 83107410 or the use of crossflow fans at full load is 7303919-0.

더욱이, 통상적인 전력 변압기는 단락 회로에 대하여 권선의 안정성이 확보되도록 특수 링이 제공된다. 권선은 코어에 유니트로서 장착된다. 일련의 플레이트는 장벽 실린더에 단단히 고정되는 열로서 장착된다. 전 장비는 하부 스페이서 링에 한줄로 장착된다. 권선을 압축하는 압축링은 코어의 요크 및 권선 사이에 위치한다. 단락 회로는 층판을 제자리에 위치시키는 클램프에 의한 철심의 요크(iron yoke)에 의해 방지된다.Moreover, conventional power transformers are provided with special rings to ensure the stability of the windings against short circuits. The winding is mounted as a unit to the core. The series of plates is mounted as a row that is tightly fixed to the barrier cylinder. All equipment is mounted in a row on the lower spacer ring. A compression ring for compressing the winding is located between the yoke of the core and the winding. Short circuits are prevented by iron yokes by clamps that place the laminate in place.

권선이 리액터의 무효 전력 보상에 사용되는 경우 철심은 없다. 이 경우의 권선은 단지 코일로만 형성된다.There is no iron core when the winding is used for reactive power compensation of the reactor. The winding in this case is formed only of coils.

미국특허 5 036 165에는 절연물에 반도체 열분해된 유리섬유로된 내부층 및 외부층이 제공되는 도체가 공지되어 있다. 예를 들어, 미국특허 5 066 881에 설명된 바와 같이, 발전기기에 상기와 같은 절연물을 가진 도체를 제공하는 것이 공지되어 있는데, 여기서 반도체 열분해 유리섬유층은 도체로 형성된 두 개의 평행 봉과 접촉하고 고정자의 절연물은 반도체 열분해 유리섬유의 외부층에 의하여 감싸인다. 열분해 유리섬유 물질은 주입 처리 후에도 그 저항력을 유지하기 때문에 바람직하다.U.S. Patent 5 036 165 discloses conductors in which the insulation is provided with an inner layer and an outer layer of semiconductor pyrolyzed glass fibers. For example, as described in US Pat. No. 5 066 881, it is known to provide a generator with a conductor having such an insulation, wherein the semiconductor pyrolytic glass fiber layer is in contact with two parallel bars formed of the conductor and The insulation is wrapped by the outer layer of semiconductor pyrolytic glass fibers. Pyrolytic glass fiber materials are preferred because they retain their resistance even after the implantation treatment.

본 발명은 공기 냉각 도체 전력 변압기 및 리액터의 권선에 관한 것으로 기계적으로 결합된 권선 구조로 공기 냉각 및 접지가 가능하도록 도체 권선사이에 스페이서가 제공된다.The present invention relates to windings of air-cooled conductor power transformers and reactors and is provided with a spacer between the conductor windings to enable air cooling and grounding in a mechanically coupled winding structure.

도 1 은 본 발명에 따른 권선 코어의 축방향 단면을 도시한다.1 shows an axial cross section of a winding core according to the invention.

도 2 는 본 발명에 따른 스페이서를 가진 권선 코일의 도 1 에 따른 면 A-A 를 도시한다.2 shows plane A-A according to FIG. 1 of a winding coil with a spacer according to the invention.

도 3a 은 본 발명에 따라 상부 끝판의 부분을 도시한다.3a shows a part of an upper end plate according to the invention.

도 3b 는 본 발명에 따라 하부 끝판의 부분을 도시한다.3b shows a part of a lower end plate according to the invention.

도 4 는 본 발명에 따라 고 전압 케이블을 도시한다.4 shows a high voltage cable according to the invention.

본 발명의 목적은 새로운 형태의 전력 변압기 또는 리액터의 권선을 만드는 것으로, 상기 권선은 외부 반도체 층을 가진 고전압 케이블을 포함한다. 권선에는 스페이서가 제공되며, 상기 스페이서는 권선에 축방향 압축 응력을 주는 수단을 포함할 뿐만 아니라, 동심원 권선 턴사이에 냉각 덕트를 만들기 위해 배열된다. 권선의 단락 회로의 문제는, 예를 들면 변압기의 힘을 미리 흡수하는, 클램프가 보다 작고 가볍게 만들어짐으로써 해결될 수 있다. 이에 의하여 전체 와전류 손실을 감소시키도록 클램프의 와전류를 감소시킨다.It is an object of the present invention to make a winding of a new type of power transformer or reactor, the winding comprising a high voltage cable with an outer semiconductor layer. The windings are provided with spacers, which not only comprise means for applying axial compressive stress to the windings, but are arranged to make cooling ducts between the concentric winding turns. The problem of the short circuit of the winding can be solved, for example, by making the clamp smaller and lighter, which pre-absorbs the force of the transformer. This reduces the eddy current of the clamp to reduce the overall eddy current loss.

권선은 기계적으로 소형의 통합된 권선 유니트의 형태이며 이러한 권선 유니트는 변압기의 철심에 힘을 전달하지 않고, 단락 회로 에너지과 같은, 스트레스를 흡수한다.The winding is mechanically in the form of a small integrated winding unit which absorbs stress, such as short circuit energy, without transmitting force to the iron core of the transformer.

본 발명의 또 다른 목적은 각각의 권선 턴 사이에 축방향으로 원통형으로 형성된 덕트를 제공하여 냉각제가 권선의 냉각 규정에 만족하도록 정확하게 분배되게 한다. 원통형 덕트는 코일 감기중에 삽입되는 스페이서에 의해 만들어 진다. 냉각 흐름은 팬에 의해 만들어 지고 스페이서는 각각의 권선 냉각 규정에 맞는 덕트에 흐름이 발생하도록 하는 크기로 만들어진다.It is a further object of the present invention to provide an axially cylindrical duct between each winding turn so that the coolant is correctly dispensed to meet the cooling requirements of the windings. Cylindrical ducts are made by spacers inserted during coil winding. Cooling flow is produced by the fan and spacers are sized to allow flow to occur in the ducts for each winding cooling regulation.

본 변압기 디자인의 다른 잇점은 권선이 현장에서 철심 주변에 장착되기 전에, 케이블 공장에서 케이블 드럼에 장착되는 것이며, 이는 이러한 종류의 변압기 제조 기술에서 상당히 진보된 것이다.Another advantage of this transformer design is that it is mounted on a cable drum in a cable factory before the winding is mounted around the iron core in the field, which is a significant advance in this type of transformer manufacturing technology.

본 발명은 전력 변압기 또는 리액터의 권선에 관한 것이다. 권선은 변압기 를 변압기 코어 주변에 감겨진 고 전압 케이블을 포함한다. 권선은 권선 길이를 따라 축방향으로 확장되며, 특히 축방향 원통형 냉각 덕트를 만들기위해 각각의 권선 케이블 턴을 방사상으로 분리하는 다수의 스페이서를 포함한다.The present invention relates to the windings of a power transformer or reactor. The winding includes a high voltage cable wound around the transformer core. The windings extend axially along the length of the winding and in particular comprise a plurality of spacers that radially separate each winding cable turn to create an axial cylindrical cooling duct.

본 발명의 실시예에 따라 권선에는 외부에 배치된 각각의 권선 턴사이에서 축방향 원통형 냉각 덕트가 배열되고 덕트는 코어를 감는 중에 스페이서에 의해 만들어 진다.According to an embodiment of the invention the windings are arranged with an axial cylindrical cooling duct between each winding turn disposed outside and the ducts are made by spacers while winding the core.

실시예에 따라, 스페이서는 또한 특히 기계적인 단락 회로 에너지를 흡수하는 통합 권선 유니트를 형성하기 위해 권선을 서로 축방향으로 클램프되도록 배열된다.According to an embodiment, the spacers are also arranged to axially clamp the windings together, in particular to form an integrated winding unit which absorbs mechanical short circuit energy.

더욱이 스페이서에는 권선에서 발생한 진동을 흡수하기 위해 탄력층이 배열된다.Furthermore, the spacer is arranged with an elastic layer to absorb the vibration generated in the windings.

본 발명에 따른 전력 변압기에서, 권선은 전력 분배를 위하여 사용되는 것과 같은 고체, 압출된 절연물을 가진 케이블(예를 들어, XLPE-케이블 또는 EPR-절연물을 가진 케이블)에 상응하는 형태이다. 상기와 같은 케이블은 하나 이상의 연선부분으로된 내부 전기 도체, 상기 전기 도체를 감싸는 내부 반도체층, 상기 내부 반도체층을 감싸는 고체 절연층 및 상기 절연층을 감싸는 외부 반도체층으로 구성된다. 상기와 같은 케이블은 가요성인데, 이것은 상당히 중요한 성질이다. 왜냐하면 본 발명에 따른 디바이스를 위한 기술은 기본적으로 조립 중에 구부러지는 케이블로부터 권선이 형성되는 권선 시스템을 기초로 하기 때문이다. XLPE-케이블의 가요성은 일반적으로 직경 30mm 케이블에 대하여 약 20cm의 곡률 반경 및 직경 80mm케이블에 대하여 약 65cm의 곡률 반경을 가진다. 본 출원에서, 용어 "가요성"은 권선이 케이블 직경의 약 4배, 바람직하게는 케이블 직경의 8 내지 12배의 곡률 반경으로 하방향으로 구부러진다는 것을 의미한다.In the power transformer according to the invention, the winding is of a type corresponding to a cable with a solid, extruded insulator (for example a cable with an XLPE cable or an EPR insulator) as used for power distribution. The cable is composed of an inner electrical conductor composed of at least one stranded portion, an inner semiconductor layer surrounding the electrical conductor, a solid insulating layer surrounding the inner semiconductor layer, and an outer semiconductor layer surrounding the insulating layer. Such a cable is flexible, which is a very important property. Because the technique for the device according to the invention is basically based on a winding system in which windings are formed from cables which are bent during assembly. Flexibility of XLPE cables generally has a radius of curvature of about 20 cm for a 30 mm diameter cable and a radius of curvature of about 65 cm for an 80 mm diameter cable. In the present application, the term "flexible" means that the winding is bent downward with a radius of curvature of about 4 times the cable diameter, preferably 8 to 12 times the cable diameter.

본 발명의 권선은 동작 중에 권선이 구부러지고 열적 스트레스를 받더라도 그 성질을 유지하도록 구성되어야 한다. 이와 관련하여 층들이 서로 그 접착성을 유지한다는 것은 특히 중요하다. 층들의 물성이 중요하며, 특히 탄성 및 상대 열확장 계수가 특히 중요하다. 예를 들어, XLPE-케이블에서, 절연층은 가교된 저밀도 폴리에틸렌으로 이루어지며, 반도체층은 슈트(soot) 및 금속 입자가 혼합된 폴리에틸렌으로 이루어진다. 온도 변화에 의한 부피 변화는 케이블 반경 변화로서 흡수되며, 이들 물질의 탄성에 대한 층의 열 팽창 계수사이의 상대적으로 작은 차이 때문에, 층간의 접착성을 잃지 않고 방사방향 확장이 발생될 수 있다.The windings of the present invention should be configured to maintain their properties even when the windings are bent and thermally stressed during operation. In this connection it is particularly important that the layers maintain their adhesion to each other. The physical properties of the layers are important, in particular the elasticity and relative coefficient of thermal expansion. For example, in an XLPE cable, the insulation layer is made of crosslinked low density polyethylene, and the semiconductor layer is made of polyethylene mixed with soot and metal particles. Volume changes due to temperature changes are absorbed as cable radius changes, and due to the relatively small difference between the coefficients of thermal expansion of the layers with respect to the elasticity of these materials, radial expansion can occur without losing adhesion between the layers.

전술한 물질 결합은 예로서만 고려되어야 한다. 특정 조건을 만족하는 다른 결합 및 반도체 상태(즉, 10-1- 106ohm-cm의 저항범위, 예를 들어 1-500 ohm-cm 또는 10-200 ohm-cm)를 만족하는 결합은 본 발명의 범위 내에 속한다.The foregoing material combinations should only be considered as examples. Other bonds and semiconductor states that meet certain conditions (ie, resistive ranges of 10 −1 to 10 6 ohm-cm, for example 1-500 ohm-cm or 10-200 ohm-cm) are described herein. Falls within the scope of.

절연층은 예를 들어 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 폴리프로필렌(PP), 폴리브틸렌(PB), 폴리메틸펜텐(PMP), 가교된 폴리에틸렌(XLPE)과 같은 가교된 물질 또는 에틸렌 프로필렌 고무(EPR) 또는 실리콘 고무와 같은 고무로 이루어진다.The insulating layer is for example a crosslinked material such as low density polyethylene (LDPE), high density polyethylene (HDPE), polypropylene (PP), polybutylene (PB), polymethylpentene (PMP), crosslinked polyethylene (XLPE) or It consists of a rubber such as ethylene propylene rubber (EPR) or silicone rubber.

내부 및 외부 반도체층은 기본 물질이 동일하지만 슈트 또는 금속 분말과 같은 도체 물질의 입자가 혼합된다.The inner and outer semiconductor layers have the same base material but are mixed with particles of conductor material such as chute or metal powder.

이들 물질의 기계적 성질, 특히 열팽창 계수는 슈트 또는 금속 입자가 적어도 본 발명에 요구되는 도전성을 얻기 위하여 요구되는 비율로 혼합되었을 경우 이러한 혼합여부에 대하여는 상대적으로 영향을 적게 받는다. 따라서 절연층 및 반도체층은 동일한 열팽창 계수를 가진다.The mechanical properties of these materials, in particular the coefficient of thermal expansion, are relatively less affected by the mixing of the chute or the metal particles, at least in proportions required to achieve the conductivity required by the present invention. Therefore, the insulating layer and the semiconductor layer have the same coefficient of thermal expansion.

에틸렌-비닐-아세테이트 공중합체/니트릴 고무, 부틸 그라프트 폴리에틸렌, 에틸렌-부틸-아크릴레이트-공중합체 및 에틸렌-에틸-아크릴레이트는 또한 반도체를 위한 적당한 중합체를 구성한다. 상이한 형태의 물질이 여러 가지 층의 베이스로서 이용되더라도, 이들의 열팽창 계수가 실질적으로 동일한 것이 바람직하다. 전술한 물질이 결합될 경우에 더욱 그러하다.Ethylene-vinyl-acetate copolymers / nitrile rubbers, butyl graft polyethylene, ethylene-butyl-acrylate-copolymers and ethylene-ethyl-acrylates also constitute suitable polymers for semiconductors. Although different types of materials are used as the base of the various layers, it is preferable that their coefficient of thermal expansion is substantially the same. This is even more the case when the aforementioned materials are combined.

전술한 물질은 E〈500MPa, 바람직하게 E〈200MPa인 E-모듈러스의 상대적으로 양호한 탄성을 가진다. 탄성은 층내의 물질에 대한 열팽창 계수사이의 미소한 차이가 방사방향의 탄성 방향으로 흡수되기에 충분하도록 되어 있어, 크랙이 발생하지 않거나 또는 다른 손상이 발생하지 않도록 하고 그리고 층들이 서로 분리되지 않도록 한다. 층의 물질은 탄성을 가지며, 층간의 접착성은 최소한 물질의 가장 약한 부분과 동일한 크기를 가진다.The aforementioned materials have a relatively good elasticity of E-modulus, where E < 500 MPa, preferably E < 200 MPa. The elasticity is such that a slight difference between the coefficients of thermal expansion for the material in the layer is sufficient to be absorbed in the radial direction of elasticity, so that no cracking or other damage occurs and the layers do not separate from each other. . The material of the layer is elastic and the adhesion between the layers has at least the same size as the weakest part of the material.

두 반도체층의 전도성은 각각의 층을 따른 전위가 거의 동일할 만큼 충분히 커야 한다. 외부 반도체층의 전도성은 케이블내의 전기장을 감쌀 만큼 충분히 커야하지만, 층의 종방향으로 유도되는 전류에 의한 손실을 발생시키지 않을 만큼 충분히 작아야 한다.The conductivity of the two semiconductor layers should be large enough so that the potential along each layer is about the same. The conductivity of the outer semiconductor layer should be large enough to cover the electric field in the cable, but small enough not to cause losses due to the current induced in the longitudinal direction of the layer.

따라서, 각각의 두 개의 반도체층은 하나의 등전위 표면 및 권선으로 구성되며, 이들 층에 의하여 전기장이 감싸인다. 물론, 하나 또는 그이상의 추가 반도체층이 절연층에 배치될 수 있다.Thus, each two semiconductor layers consist of one equipotential surface and a winding, the electric field being surrounded by these layers. Of course, one or more additional semiconductor layers may be disposed on the insulating layer.

본 발명은 이하 첨부된 도면을 참조로 설명된다.The invention is explained below with reference to the accompanying drawings.

도 1 은 하부 끝판(4)에서 시작하여 나선형으로 배열되고 상향으로 감겨진 권선(3)을 가진 권선 코일(2)이 제공되는 전력 변압기(1)의 단면도를 도시한다. 권선은 꼭 서로 결합되어야 하는 것은 아니다. 다른 케이블 직경을 가진 다른 권선의 실시예의 일부분이 도면에 도시되어 있다. 도면에 도시한 바와 같이, 다른 케이블 턴의 다른 케이블 직경에 의해, 각각의 권선에는 코일의 각각의 권선을 축방향 위치에 고정하기 위해 축방향 스페이서(a, b, c)가 제공된다. 다수의 스페이서(8,9)는 각각의 권선 턴(5,6,7)사이에 삽입된다. 도면에서 제 1 스페이서(8)는 동심원으로 배열된 제 1 권선 턴(5) 및 제 2 권선 턴(6)사이에 삽입된다. 제 2 스페이서(9)는 제 2 권선 턴(6) 및 유사한 동심 형의 제 3 권선 턴(7) 사이에 삽입된다. 나머지 스페이서도 이런식으로 삽입한다. 권선 코일(2)의 각각의 스페이서(8,9)는 하부 끝판(4)에 클램프되고 상부 끝판(11)에 대하여 클램핑 수단(10)에 의해 단단히 조여진다. 도 1 에 도시된 바와 같이 제 1 스페이서(8)는 예를 들면 권선 턴사이의 넓은 덕트를 만드는 제 2 스페이서보다 더 두껍다. 권선 코일은 철심에 따라 자신의 부속 부분을 포함하는데, 이는 발생하는 모든 단락 회로 에너지를 보상하기 위해 철심에 지지될 필요는 없다. 권선 구조는 소위 윈도우에서 철심에 반드시 접촉할 필요는 없다. 권선 코일(2)은 상부 끝 및 하부 끝에서 다른 다리(도시되지 않음)에 접촉하기 위해 요크(13)에 연결되는 철심의 다리(12)를 감싼다. 스페이서(8,9)는 단면이 원통형 또는 직각형이며 나사 또는 웨지를 가진 너트 형태의 클램핑 수단이 적어도 한쪽 끝에 제공된다. 도 2 에 도시한 바와 같이 스페이서(8,9)는 끝판(4,11)을 가진 철심의 다리(12)로부터 "스포크" 형태로 바깥쪽으로 방사상으로 위치한다. 끝판의 숫자는 권선의 사이즈에 따라 8개 및 16개 사이로 다양하지만, 바람직한 실시예에서 전체 권선 코일 주변에 배치된 끝판(11)은 12개가 있다. 5개의 스페이서는 본 타입의 권선 코일의 각각의 "스포크"를 통해 방사상으로 위치한다. 스페이서(8,9)는 각각의 방사상으로 위치한 권선(5,6,7)사이에 축방향 원통형 냉각 덕트(13,14)를 부가적으로 만든다. 권선 턴은 팬(도시되지 않음)에 의해 덕트를 통하여 공기가 가압됨으로써 공기 냉각된다. 스페이서(8,9)는 권선 코일(2) 전체에 걸쳐서 위치하며 세로 축방향으로 위치한다. 스페이서는 코일을 감는 중 권선 턴 사이에 삽입된다.1 shows a cross-sectional view of a power transformer 1 provided with a winding coil 2 having a winding 3 wound up in a spiral arrangement starting from the lower end plate 4. The windings do not have to be coupled together. Portions of embodiments of other windings with different cable diameters are shown in the figures. As shown in the figure, with different cable diameters of different cable turns, each winding is provided with axial spacers a, b, c for securing each winding of the coil in an axial position. Multiple spacers 8, 9 are inserted between each winding turn 5, 6, 7. In the figure the first spacer 8 is inserted between the first winding turn 5 and the second winding turn 6 arranged concentrically. The second spacer 9 is inserted between the second winding turn 6 and a similar concentric third winding turn 7. Insert the remaining spacers in this way. Each spacer 8, 9 of the winding coil 2 is clamped to the lower end plate 4 and tightly tightened by the clamping means 10 with respect to the upper end plate 11. As shown in FIG. 1, the first spacer 8 is thicker than the second spacer, for example making a wide duct between the winding turns. The winding coil includes its own part along the iron core, which need not be supported by the iron core to compensate for any short circuit energy that occurs. The winding structure does not necessarily contact the iron core in the so-called windows. Winding coil 2 wraps leg 12 of an iron core connected to yoke 13 to contact another leg (not shown) at the upper and lower ends. The spacers 8, 9 are cylindrical or rectangular in cross section and are provided with at least one end with clamping means in the form of nuts with screws or wedges. As shown in FIG. 2, the spacers 8, 9 are radially located outwardly in the form of "spokes" from the legs 12 of the iron core with the end plates 4, 11. The number of end plates varies between 8 and 16 depending on the size of the windings, but in the preferred embodiment there are 12 end plates 11 arranged around the entire winding coil. Five spacers are located radially through each "spoke" of this type of winding coil. Spacers 8, 9 additionally create axial cylindrical cooling ducts 13, 14 between the respective radially located windings 5, 6, 7. The winding turn is air cooled by pressurizing air through the duct by a fan (not shown). The spacers 8, 9 are located throughout the winding coil 2 and in the longitudinal axial direction. The spacer is inserted between the winding turns while winding the coil.

그러므로, 각각의 권선 코일은 냉각 공기가 흐르도록 배열된 냉각 덕트로 둘러 싸인다. 동심원 덕트에서 다른 냉각 흐름이 있다는 것을 의미하는 냉각 규정은 권선사이에 따라 달라진다. 덕트의 정확한 냉각을 달성하기 위해 상술한 바와 같이, 스페이서는 다른 치수로 방사상으로 배열된다.Therefore, each winding coil is surrounded by cooling ducts arranged for flowing cooling air. The cooling regime, which means that there is a different cooling flow in the concentric duct, depends on the windings. As described above, the spacers are arranged radially in different dimensions to achieve accurate cooling of the duct.

제 1 스페이서(8)는 동작중 권선의 진동을 줄이기 위해 스프링으로 기능하는고무층(16)으로 코팅된 금속 또는 강화 플라스틱이다. 클램핑 수단은 제 1 실시예에서 쐐기로서 디자인 되며 제 2 실시예에서 나사-볼트 메카니즘으로서 디자인 된다. 권선 유니트는 권선이 별도 유니트로서 기계적으로 기능하도록 클램프된다. 클램프 동안 가해진 압력은 권선을 유지하기 충분하며, 게이블의 XLPE-절연물이 견딜 수 있는 값보다 높지 않다. 본 실시예에서, 변압기 유니트는 적당한 방법으로 철심에 안착된다.The first spacer 8 is a metal or reinforced plastic coated with a rubber layer 16 which functions as a spring to reduce the vibration of the windings during operation. The clamping means is designed as a wedge in the first embodiment and as a screw-bolt mechanism in the second embodiment. The winding unit is clamped so that the winding functions mechanically as a separate unit. The pressure applied during the clamp is sufficient to maintain the windings and is not higher than the gable's XLPE-insulator can withstand. In this embodiment, the transformer unit is mounted to the iron core in a suitable manner.

도 3a 는 스페이서(8)의 숫자와 일치하는 숫자의 개구부(16)를 제공하는 상부 끝판(11)을 도시한다. 스페이서(8)는 개구부(16)를 통하여 확장되며 인장 저항 너트(18)로 끝판(11)에 축방향으로 조여지도록 배열된다. 스페이서가 전기적으로 전도성일때, 스페이서의 끝은 접지 수단(20)에 연결된다. 부가적으로, 도 3a는 상부 끝판(11)에 너트(18)로 조이기 위해 나사(32)가 제공되는 용접된 상부 볼트(31)에 상부 끝에서 연결된 스페이서(8) 코어(22)를 도시한다.3a shows an upper end plate 11 which provides a numerical aperture of opening 16 which corresponds to the number of spacers 8. The spacer 8 extends through the opening 16 and is arranged to be axially tightened to the end plate 11 with a tensile resistance nut 18. When the spacer is electrically conductive, the end of the spacer is connected to the grounding means 20. Additionally, FIG. 3A shows a spacer 8 core 22 connected at the upper end to a welded upper bolt 31 provided with a screw 32 for tightening the nut 18 to the upper end plate 11. .

스페이서(8)의 코어는 하부 끝판(4)에 조이기 위해 하부 너트(36)와 나사 (35)를 제공하는 상기 방법과 같이 하부 끝(33)에서 용접된 하부 볼트(34)에 연결된다(도 3 b 참조). 도면에서 권선 턴은 가장 안쪽 권선 턴이 부호(1)로 지정되고 가장 바깥쪽 턴이 부호(8)로 지정되도록 도면 부호(1-8)에 의해 디자인된다. 도면에서 도시된 것과 같이 각각의 스페이서(8)에는 바람직하게 고무로 만든 유연한 제동 수단(40)이 제공된다. 제동 수단(40)의 두께는 권선 턴의 차이가 다른 직경을 가진 케이블로 형성되는 사실에 따라 권선 턴사이의 거리에 따라 조절된다. 더욱이 권선 유니트는 기준판(44)을 통하여 변압기 코어로 나사 결합에 결합되는 하부 볼트(34)에 나사 연결되는 코어 디스텐서(42)에 의해 변압기의 코어에 록킹된다. .The core of the spacer 8 is connected to the lower bolt 34 welded at the lower end 33 as in the above method of providing the lower nut 36 and the screw 35 for tightening to the lower end plate 4 (FIG. 3 b). In the figure the winding turns are designed by reference numerals 1-8 such that the innermost winding turn is designated by reference 1 and the outermost turn by reference 8. As shown in the figure, each spacer 8 is provided with flexible braking means 40, preferably made of rubber. The thickness of the braking means 40 is adjusted according to the distance between the winding turns, depending on the fact that the difference of the winding turns is formed of a cable having a different diameter. Moreover, the winding unit is locked to the core of the transformer by a core detenter 42 which is screwed to the lower bolt 34 which is screwed into the transformer core via the reference plate 44. .

도 4 는 본 발명에 따른 권선에 사용되는 고전압 케이블(111)의 단면도이다. 고전압 케이블(111)은 예를 들면 구리(Cu)로 된 원형 단면을 가진 다수의 연선(112)을 포함한다. 이러한 연선(112)은 고전압 케이블(111)의 중앙에 배열된다. 연선(112)주위에 제 1 반도체 층(113)이 배열되어 있다. 제 1 반도체 층(113) 주위에 절연층(114), 예를 들면 XLPE 절연물이 배열되어 있다. 절연층(114) 주위에 제 2 반도체 층(115)이 배열되어 있다. 그러므로, 본 발명의 고전압 케이블의 개념은 일반적으로 전력 분배용 케이블과 같은 것을 감싸는 외부 보호 스크린을 포함하지 않는다. 고전압 케이블은 20 - 250 mm의 지름을 가지며 40 - 3000 mm2의 전도 영역을 가진다.4 is a cross-sectional view of the high voltage cable 111 used for the windings according to the invention. The high voltage cable 111 comprises a number of stranded wires 112 having a circular cross section of, for example, copper (Cu). The twisted pair 112 is arranged at the center of the high voltage cable 111. The first semiconductor layer 113 is arranged around the strand 112. An insulating layer 114, for example XLPE insulator, is arranged around the first semiconductor layer 113. The second semiconductor layer 115 is arranged around the insulating layer 114. Therefore, the concept of a high voltage cable of the present invention generally does not include an external protective screen that encloses something like a power distribution cable. High voltage cables have a diameter of 20-250 mm and a conduction area of 40-3000 mm 2 .

Claims (14)

동심원 배열 권선 턴을 가진 권선 코일(2)로 이루어진 권선(3)을 포함하는 전력 변압기(1) 또는 리액터에 있어서,A power transformer (1) or reactor comprising a winding (3) consisting of a winding coil (2) having a concentric array winding turn, 적어도 한 권선 턴은 외부 반도체 층(115)을 가진 고전압 케이블(111)에 의해 형성되고, 상기 권선(3)에는 각각의 권선 턴사이에 축방향으로 배열되고, 권선(3)은 축방향으로 고정되기 위해 배열된 권선 분리 스페이서(8,9)를 가지는 것을 특징으로 하는 전력 변압기 또는 리액터.At least one winding turn is formed by a high voltage cable 111 having an outer semiconductor layer 115, in which the windings 3 are arranged axially between each winding turn, and the windings 3 are fixed axially. Power transformer or reactor, characterized in that it has a winding separation spacer (8, 9) arranged to be. 제 1 항에 있어서, 상기 스페이서(8,9)는 새장과 같은 구조로 동심원 형태로배열된 권선을 가진 기계적인 권선 구조를 형성하기 위해 권선 코일(2)의 양 측면에 방사상으로 확장하는 지지 수단(4,11)과 협력하여 배열되는 것을 특징으로 하는 장치.The support means according to claim 1, wherein the spacers (8, 9) extend radially on both sides of the winding coil (2) to form a mechanical winding structure with windings concentrically arranged in a cage-like structure. And (4,11) arranged in cooperation with. 제 2 항에 있어서, 상기 지지 수단(4,11)은 상부 끝판(11)으로서 형성되며, 상기 상부 끝판(11)에는 스페이서(8,9)가 연장되는 개구부(16)가 제공되어, 상기 스페이서(8,9)가 상기 끝판(11)에 대하여 축방향으로 조여지도록 배치되는 것을 특징으로 하는 장치.3. The support means (4) and (11) are formed as an upper end plate (11), and the upper end plate (11) is provided with an opening (16) from which spacers (8, 9) extend. And (8,9) is arranged to be axially tightened with respect to the end plate (11). 제 3 항에 있어서, 상기 상부 끝판(11)은 전체 권선 코일에 대해 가장 안쪽 권선 턴(5)에서 가장 바깥쪽 권선 턴까지 확장하는 것을 특징으로 하는 장치.4. Device according to claim 3, characterized in that the upper end plate (11) extends from the innermost winding turn (5) to the outermost winding turn for the entire winding coil. 제 4 항에 있어서, 상기 다수의 지지 수단(4,11)은 스포크 형태의 지지면을 형성하도록, 권선 코일(2)의 적어도 한쪽 전체 면에 방사상으로 배열되는 것을 특징으로 하는 장치.5. Device according to claim 4, characterized in that the plurality of support means (4,11) are arranged radially on at least one entire face of the winding coil (2) to form a spoke shaped support surface. 제 2 항 내지 제 5 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 지지 수단(4,11)은 스페이서(8,9)가 클램프되는 하부 끝판(4)으로 형성되고 또는 상기 하부 끝판(4)에는 상부 끝판(11)에 스페이서(8,9)가 축방향으로 고정되도록 배열된 스페이서가 연장되는 개구부(16)가 제공되는 것을 특징으로 하는 장치.6. The support according to any one of claims 2 to 5, wherein the support means (4, 11) are formed of a lower end plate (4) on which the spacers (8, 9) are clamped, or on the lower end plate (4). And 11) an opening (16) extending from the spacer arranged such that the spacer (8,9) is axially fixed. 제 6 항에 있어서, 상기 다수의 하부 끝판(4)은 스포크 형태의 하부 지지면을 이루는 권선 코일(2)의 전체 측면에 방사상으로 배열되는 것을 특징으로 하는 장치.7. Device according to claim 6, characterized in that the plurality of lower end plates (4) are arranged radially on the entire side of the winding coil (2) which forms the spokes of the lower support surface. 제 7 항에 있어서, 상기 외부 반도체 층(115)은 접지되는 것을 특징으로 하는 장치.8. The device of claim 7, wherein the outer semiconductor layer (115) is grounded. 제 1 항 내지 제 8 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 권선은 유연하며, 내부 반도체 층(113)으로 둘러싸인 도전성 코어, 상기 내부 반도체 층(113)을 감싸는 고형물의 절연층(114), 및 상기 절연층(114)을 감싸는 외부 반도체 층(115)으로 구성되며, 상기 층들(113,114,115)은 서로 부착되는 것을 특징으로 하는 장치.9. The winding of claim 1 wherein the winding is flexible and includes a conductive core surrounded by an inner semiconductor layer 113, an insulating layer 114 of a solid surrounding the inner semiconductor layer 113, and the insulation. An outer semiconductor layer (115) surrounding the layer (114), said layers (113, 114, 115) being attached to each other. 제 1 항 내지 제 9 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 층(113,114,115)은 작동중 온도 변화로 발생하는 층(113,114,115)의 부피 변화가 물질의 탄성에 의해 흡수되도록하는 탄성율 및 열팽창 계수를 가진 물질로 이루어지며, 따라서 층(113,114,115)은 작동중 발생하는 온도 변화에도 서로 접착되도록하는 것을 특징으로 하는 장치.10. The material according to any one of claims 1 to 9, wherein the layers 113, 114 and 115 are made of a material having an elastic modulus and a coefficient of thermal expansion such that volume changes of the layers 113, 114 and 115 resulting from temperature changes during operation are absorbed by the elasticity of the material. And thus the layers (113, 114, 115) are adapted to adhere to one another even with temperature changes occurring during operation. 제 1 항 내지 제 10 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 층(113,114,115)의 물질은 바람직하게 500 MPa 이하의 탄성율, 바람직하게 200 MPa 이하의 탄성 모듈러스를 가진 고 탄성율을 가지는 것을 특징으로 하는 장치.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the material of the layer (113, 114, 115) preferably has a high modulus with an elastic modulus of 500 MPa or less, preferably an elastic modulus of 200 MPa or less. 제 1 항 내지 제 11 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 층(113,114,115) 물질의 열 팽창 계수는 동일한 것을 특징으로 하는 장치.12. The device according to any one of the preceding claims, wherein the coefficient of thermal expansion of the layer (113, 114, 115) material is the same. 제 1 항 내지 제 12 항중 어느 한 항에 있어서, 층(113,114,115) 사이의 접착력은 물질의 접착력이 가장 약한 부분의 접착력과 적어도 동일한 크기를 가지는 것을 특징으로 하는 장치.13. Apparatus according to any of the preceding claims, wherein the adhesion between the layers (113, 114, 115) is at least equal to the adhesion of the weakest part. 제 1 항 내지 13 항중 어느 한 항에 있어서, 각각의 반도체 층(113,115)은 한개의 등전위 면을 구성하는 것을 특징으로 하는 장치.14. An apparatus according to any one of the preceding claims, wherein each semiconductor layer (113, 115) constitutes one equipotential surface.
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