NO157919B

NO157919B - Ledergjennomfoeringstavle for transformator.

Info

Publication number: NO157919B
Application number: NO822070A
Authority: NO
Inventors: Irvin Lynn Hansen; Randall Walter Haack
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Priority date: 1981-06-26
Filing date: 1982-06-22
Publication date: 1988-02-29
Also published as: EP0068158B1; EP0068158A1; NO157919C; NO822070L; DE3262962D1; US4375627A

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en elektrisk transformator som omfatter en tank og en ledergjennomføring i denne, og minst ett kjerne- og spoleaggregat, som er innkapslet i tanken og som representerer en fase hos transformatoren og oppviser minst én første tilkoplingsleder og minst én andre tilkoplingsleder, hvor nevnte tank har en åpning som er utformet i et veggparti av denne.

Ved bruk av høyspenningstransformatorer for ovner blir magnetisk hvirvelstrømsoppvarming, lekkasje- eller sprednings-reaktans og magnetiske krefter som oftest kontrollert gjennom veksling av de positive og negative strømlederne. Dette vekslings-system mellom positiv og negativ strøm krever en trefaselukke-innretning som er omfangsrik, kostbar og dessuten utsatt for tap samt overslag, det siste som følge av forurensning. Når ovnstrans-formatorens trefasekopling blir installert innvendig, må det ledes meget høye nettspenninger gjennom tanken, og det kan da oppstå svært høye hvirvelstrømstap og altfor høye temperaturer som et resultat av de høye strømmer som flyter, så vel gjennom som parallelt med transformatortankens tavler.

Fra DE-utl.skrift 1.048.338 er det kjent en ledergjennomføring med lav induktivitet hvor ledningene løper koaksialt og er isolert fra hverandre og fra den omgivende vegg ved hjelp av oljetette isolerende plater.

DE-off.skrift 1.540.113 vedrører en anordning til reduksjon av effekttap som ved vekselstrømgjennomføringen i f.eks. transformatorer, hvor det ved gjennomføringen er anordnet en lukket ledersløyfe.

Formålet med oppfinnelsen er å redusere problemetmed å lede sterkstrøm gjennom transformatortanktavlene. Dette er oppnådd ved at åpningen er lukket med en elektrisk ledende tavle, som er elektrisk isolert fra tanken, at nevnte ene eller hver av de første tilkoplingsleder(e) strekker seg utenfor tanken gjennom tavlen samt er elektrisk isolert fra denne, og at nevnte ene eller hver av de andre tilkoplingsleder(e) er elektriske koplet til tavlen, hvorved hvirvelstrømstap, som skyldes en strøm som passerer gjennom tanken, reduseres.

Ved en trefasetransformator, hvor de tre fasene er gaffelkoplet, vil den ledende tavlen, som inngår i det angitte sys-temet, danne et nullkoplingspunkt for nevnte andre tilkoplingsledere som er knyttet til de tre fasene.

Ifølge oppfinnelsen er nevnte ene eller hver av fasene fortrinnsvis tilknyttet en elektrisk ledende, rørformet konstruksjon, som er elektrisk koplet til tavlen og fra denne strekker seg innover i tanken, idet nevnte ene eller hver av de andre tilkoplingsleder(e) av det samme kjerne-og-spoleaggregatet er elektrisk koplet til den rørformete konstruksjonen og gjennom sistnevnte til tavlen, og at den rørformete konstruksjonen omslutter nevnte ene eller hver av de første tilkoplingsleder(e)

av nevnte felles kjerne-og-spoleaggregat i gjensidig avstand fra dette, i den hensikt å tjene som magnetisk avskjerming.

Ved å kople den andre tilkoplingslederen, henholdsvis -lederne i hvert kjerne-og-spoleaggregat til den ledende tanktavlen, istedenfor å føre en slik leder eller ledere til utsiden av tanken, blir det - som det lett innses - oppnådd en betraktelig reduksjon av slike hvirvelstrømstap som skyldes passasje av strøm gjennom tavlen, all den stund den rørformete konstruksjonen, som forbinder den eller de andre tilkoplingslederne med den elektrisk ledende tavlen samt omslutter den eller de første tilkoplingslederne, praktisk talt hindrer ethvert magnetisk felt fra å nå utenfor den rørformete og derved kunne forårsake oppvarmingsproblemer eller indusere spenningsfall blant de forskjel-lige fasene.

Foretrukne utførelsesformer av oppfinnelsen beskrives i

det følgende som eksempler og under henvisning til medfølgende tegninger, hvor: Fig. 1 viser et del-tverrsnittsriss av en enfaset avsperring ifølge oppfinnelsen.

Fig. 2 viser et snittriss etter linjen II-II i fig. 1.

Fig. 3 viser et del-planriss av en ledende tavle for en

trefaset nullkopling.

Fig. 4 viser et snittriss etter linjen IV-IV i fig. 3.

Fig. 5 viser et skjematisk fremstilt riss som viser null-koplingen for den trefasete utførelsesformen.

Det henvises først til fig. 5, hvor det er vist en del

av en tranformatortank 7, som er forsynt med en åpning 9. Åpningen er tildekket ved hjelp av en lukkeinnretning eller en tavle 11, som består av et elektrisk ledende materiale, eksempelvis metall. Dielektriske organ, f.eks. i form av en plate 13, holder tavlen 11 på plass innenfor åpningen 9 i transformatortanken 7. En trans-formatorkonstruksjon, som generelt er angitt med 15, er anbrakt inne i tanken 7.

Problemet med å lede meget høye strømmer gjennom tanktavlen 11 blir her løst ved å benytte tavlen 11 som et nullkoplingspunkt. Nettstrømmen gjennom tavlen 11 er null ved innerflaten og én

ved ytterflaten, idet det mellom disse finnes en overgangssone. Hvirvelstrømstapet i tanktavlen 11 er således lavere enn det ville ha vært dersom det passerte en enhetsstrøm gjennom tavlen.

En praktisk utførelsesform, som bygger på dette prinsipp,

er illustrert i fig. 1, hvor en rørformet konstruksjon i form av en støvel 17 (fig. 1) er montert på innerflaten av tavlen 11 og strekker seg fra denne innover i det indre av transformator-tanken. Konstruksjonen 17 er fremstilt av et elektrisk ledende materiale og er stort sett L-formet med et langsgående parti 19 og et tverrgående parti 21. Ved enfaset drift er det anbrakt to tilkoplingskontakter eller gjennomføringshylsen 23, 25 (fig. 2), som strekker seg gjennom hull 27 i tavlen 11, og hver av disse er med sin indre ende koplet til to parallelle tilkoplingsledere, henholdsvis 31 og 33, ved 29. Lederne strekker seg til et ordinært spole-kjerneaggregat (ikke vist) som inngår i transformatorkonstruksjonen inne i tanken 7. Tilkoplingslederne 31, 33 er her antatt å representere de fremre eller positive lederne av de tilknyttede spoler i et gitt øyeblikk.

I overensstemmelse med oppfinnelen er spolenes retur- eller negative ledere i et gitt øyeblikk, og som er anbrakt vekselvis mellom de fremre eller positive ledere 31, 33, elektrisk koplet til vertikale tverribber eller -steg 37 av rørkonstruksjonens tverrgående parti 21, slik at vindingslederne med negativ polaritet er elektrisk sammenkoplet eller kortsluttet gjennom den rør- formete konstruksjonen 17 og tavlen 11. Den rørformete konstruksjonen 17 er på sin side elektrisk koplet til tavlens innerflate.

En annen utførelsesform av oppfinnelsen er vist i fig.

3 og 4, hvor tilsvarende henvisningstall angir tilsvarende deler. Denne utførelsesform illustrerer et kortslutningslokk eller

-tavle med trefaset nullkopling, omfattende tre rørformete konstruksjoner 39, 41, 43, som er utformet stort sett tilsvarende konstruksjonen 17. Klemmer eller gjennomføringshylser 45, 47, 49 strekker seg gjennom hullene 27, og hver er med sin indre ende, som ved 51, koplet til L-formete tilkoplingsledere 53,

55, som strekker seg til spolene i det tilknyttede kjerne-og-spoleaggregatet, som danner en del av transformatorkonstruksjonen 15, og som igjen antas å være de forovergående eller positive ledere av nevnte spoler i et gitt øyeblikk. Andre tilkoplingsledere 57, 59, som danner de negative eller returlederne av spolene, er elektrisk koplet til tverribber eller -steg 61 av de tilknyttede rørformete konstruksjonene 39, 41, 43, som på

sin side er montert på og elektrisk koplet til den ledende tavlens 11 innerflate. Dette trefasesystemet er som skjematisk illustrert i fig. 5 og, som ved den foregående utførelsesformen, forårsaker at nettstrømmen gjennom tavlen 11 blir null ved innerflaten og én (en enhet) ved ytterflaten, idet det mellom flatene finnes en overgangssone.

Problemet med hvirvelstrøms-oppvarming av tanken på grunn av at meget store strømmer parallelt med tanktavlen, slik til-fellet er ved tidligere kjente konstruksjoner, blir løst ved å innkapsle lederne med ledere av motsatt polaritet. Det finnes således praktisk talt ikke noe magnetisk felt utenfor innkaps-lingen som kan forårsake oppvarmingsproblemer eller indusere ubalanserte spenningsfall blant de tre fasene. De tre rørformete konstruksjonene 39, 41, 43 er sammen kortsluttet ved den ledende tanktavlen 11, som er elektrisk isolert fra tanken 7, for å danne en ikke jordet Y-nullkopling (fig. 5).

Sammenfatningsvis skal bemerkes at de trefasete vindingslederne av positiv polaritet er ført gjennom midten av innkapslinger såsom 39, 41,43 av negativ polaritet samt gjennom en ledende tank på en slik måte at de er elektrisk isolert fra samme, idet vindingslederne av negativ polaritet er koplet til nevnte innkapslinger og kortsluttet gjennom tanktavlen. Kortslut- ningssystemet i tilknytning til tanktavlen reduserer hvirvel-strømstap som følge av passasje av strøm gjennom tavlen, mens kombinasjonen av positiv leder og negativt innkapslingselement praktisk talt eliminerer oppvarming av tankveggen på grunn av parallelle strømmer.

Claims

1. Elektrisk transformator som omfatter en tank (7), en ledergjennomforing i denne, minst ett kjerne-og-spoleaggregat, som er innkapslet i tanken og som representerer en fase hos transformatoren og oppviser minst én første tilkoplingsleder og minst én andre tilkoplingsleder,hvor nevnte tank (7) har en åpning (9),som er utformet i et veggparti av denne,karakterisert vedat åpningen (9) er lukket med en elektrisk ledende tavle (11), som er elektrisk isolert fra tanken, at nevnte ene eller hver av de første tilkoplingsleder(e) (31,29,23 eller 33,29,25;53 eller 55,51,45 eller 47 eller 49) strekker seg utenfor tanken gjennom tavlen samt er elektrisk isolert fra denne, og at nevnte ene eller hver av de andre tilkoplingsleder(e) (35;57 eller 59) er elektrisk koplet til tavlen, hvorved hvirvelstrømstap, som skyldes strøm som passerer gjennom tanken, reduseres.

2. Elektrisk transformator i samsvar med krav 1,karakterisert vedat nevnte ene eller hver av fasene er tilknyttet en elektrisk ledende, rørformet konstruksjon (17;39 eller 41 eller 43), som er elektrisk koplet til tavlen (11) og fra denne strekker seg innover i tanken (7), idet nevnte ene eller hver av de andre tilkoplingsleder(e) (35;57 eller 59) av det samme kjerne-og-spoleaggregatet er elektrisk koplet til den rørformete konstruksjonen og gjennom sistnevnte til tavlen, og at den rørformete konstruksjonen omslutter nevnte ene eller hver av de første tilkoplingsleder(e) (31,29,23 eller 33,29,

25;53 eller 55,51,45 eller 47 eller 49) av nevnte felles kjerne-og-spoleaggregat i gjensidig avstand fra dette, i den hensikt å tjene som magnetisk avskjerming.

3. Elektrisk transformator i samsvar med krav 1 eller 2, omfattende tre faser som er gaffelkoplet,karakterisert vedat den elektrisk ledende tavlen (11) danner et nullkoplingspunkt for nevnte andre tilkoplingsledere (57,59) som er knyttet til de tre fasene.