NO159893B - Toerrtransformator med viklinger innstoept i stoepeharpiks. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en tørrtransformator med viklinger innstøpt

i støpeharpiks og med en som kjølekanal utført hovedspredningskanal og med minst en ekstra aksial kjølekanal mellom de enkelte koaksialt anordnede viklingsdeler av en eller flere viklinger, fortrinnsvis i den vikling som ligger radialt utenfor hovedspredningskanalen.

I forbindelse med utbygning og optimering av elektrisitetsfor-delingsnettet søker man ofte å øke transformatorers nominelle spenning og/eller enhetseffekt. Til formålet anvendes i mange tilfeller tørrtransformatorer. Disses enheteffekt og merkespenning er imidlertid begrenset oppad, siden der for det første melder seg problemer med å føre bort. varme fra kjernen og viklingene, og for det annet fordi stykkvekten av viklinger omhyllet av støpeharpiksen samt av støpeharpiksen omkring viklingene er undergitt begrensninger av fysikalske og tekniske grunner.

Fra DE-AS 21 04 112 er der allerede kjent en støpeharpiksiso-lert transformatorvikling med ekstra aksiale kjølekanaler som strekker seg innenfor støpeharpikslegemet. Fremstillingen av slike støpeharpikslegemer som omhyller en transformatorvikling, betyr imidlertid en stor produksjonsteknisk innsats. Hertil kommer at denne kjente viklingsutforming intet endrer på den foreliggende sammenheng mellom støpeharpikslegemets stykkvekt og transformatorens merkeeffekt. I prinsippet gjør det her heller ikke noe fra eller til om viklingene også aksialt er oppdelt i flere delviklinger. For teknisk brukbare og tilstrek-kelig økonomiske transformatorer må derfor merkeeffekten øke mer enn stykkvekten av støpeharpikslegemene.

Til grunn for oppfinnelsen ligger således den oppgave å utforme viklingsoppbygningen ved støpeharpiksisolerte transformatorviklinger med ekstra kjølekanaler slik at der bare ved anordningen av delene oppstår kjølekanaler, og alle deler samtidig uten særlige vanskeligheter lar seg fremstille under anvendelse av i og for seg kjente metoder, og allikevel slik at der er sikret en vesentlig økning av maksimalt mulige enhetseffekter

for transformatorer med denne viklingsoppbygning.

Denne oppgave blir ifølge oppfinnelsen løst ved at hver koaksialt anordnet viklingsdel er innstøpt med støpeharpiks i en egen støpeform, at disse viklingsdelene har tverrsnittsdimensjoner som mellom til hverandre grensende viklingsdeler gir avstander for dannelse av kjølekanaler, at ved i omkretsret-ningen på 180°'s avstand fra hverandre anordnede forsterkninger av støpeharpikssjiktet på yttermantelen er den ytterste viklingsdelen forsynt med nettklemmer og uttaksklemmer og med aksialt forløpende forbindelsesledere for sammenkobling av viklingsdelene og at de respektive viklingsdeler som tilhører samme viking er montert ved innspenning mellom elastiske klosser som er felles for alle viklinger resp. viklingsdeler og deretter galvanisk forbundet med hverandre ved støpeharpikslege-menes undersider.

Fra DE-AS 22 46 235 er det riktignok også allerede kjent å innspenne de i støpeharpiks. innesluttede viklinger hos transformatorer mellom elastiske klosser som er felles for alle viklingene, men ved denne kjente anordning forutsettes en ut-forming i et stykke av hver av transformatorens viklinger i dens radiale utstrekning. Denne forutsetning oppfylles også

av aksialt oppdelte viklinger hvis enkeltstykker er mekanisk forbundet med hverandre.

Hensiktsmessig videre utforminger av oppfinnelsesgjenstanden går ut på at den radialt utenfor hovedspredningskanalen liggende vikling som er forsynt med en ekstra kjølekanal er overspenningsviklingen og at isolasjonen av den mellom hovedspredningskanalen og den ekstra kjølekanal liggende viklingsdel er dimensjonert for full merkespenning og isolasjonen av den utenfor den ekstra kjølekanal liggende viklingsdel er dimensjonert for halv merkespenning. I den forbindelse er de koaksialt anordnede viklingsdeler hver oppbygget av seriekoblede enkeltspoler, og galvaniske forbindelser mellom disse enkeltspoler ved den innvendig liggende viklingsdel er anbragt i en av støpe-formens innfyllingsåpning dannet, på støpeharpikslegemets yttermantel og ved den utvendig liggende viklingsdel ligger i den forsterkning av støpeharpikslegemet som bærer nettklemmene. Samtidig er viklingsdelene selv elektrisk seriekoblet, og inngangsvindingene hos alle viklingsdelene sitter ved samme vik-lingsende i rommet.

Ifølge ytterligere gunstige utforminger av oppfinnelsesgjenstanden ligger de til forbindelse av de koaksialt anordnede viklingsdeler tjenende viklingslederender i området for støpe-harpikslegemenes endesider i små isolasjonsslanger som under støpeprosessen samtidig tjener som tetning mellom viklingslederenden og en støpeform. Ved en viklingsanordning ifølge opfin-nelsen er støpeharpikslegemets tverrsnitt fordelaktig tilnærmet ringformet. Støttelister behøves ikke og ville dessuten influ-ere uheldig på den elektriske fasthet i den tilhørende kjøle-kanal .

Tørrtransformatorer oppbygget i samsvar med oppfinnelsen er meget gunstige fordi de gjør det mulig å øke enhetseffekten av støpeharpiksisolerte transformatorer under bibehold av de produksjonsinnretninger og -metoder som hittil har vært van-lige for fremstilling av dem.

Et utførelseseksempel på oppfinnelsen vil bli nærmere belyst under henvisning til tegningen.

Fig. 1 er et enderiss av en viklingsanordning.

Fig. 2 viser viklingsanordningen på fig. 1 i akseparallelt snitt i området for klossene som holder viklingene. Fig. 3 og 4 viser viklingsanordningen i tilsvarende snitt i området for henholdsvis nettklemmer og uttaksklemmer.

Rundt en lamellert jernkjerne 1 er der, regnet radialt innen-fra og utover, anordnet en underspenningsvikling 2 (vikling WI) og en overspenningsvikling (vikling WII) bestående av en indre viklingsdel 4 samt en ytre viklingsdel 5. Underspenningsvdklingen 2 og den indre viklingsdel 4 inneslutter en hovedspredningskanal 3 som samtidig virker som kjølekanal. De koaksialt i hverandre stående viklingsdeler 4 og 5 av overspenningsviklingen flankerer en ekstra kjølekanal 6. Med henblikk på bedre bortføring av varmen fra den ytre viklingsdel 5 er der i denne anordnet noe mer enn halvparten av overspenningsviklingens vindinger.

Underspenningsviklingen 2 såvel som viklingsdelene 4 og 5 hol-des i innbyrdes stilling ved hjelp av i det minste delvis elastiske klosser 7 som dels med knaster griper inn i hovedspredningskanalen 3 og den ekstra kjølekanal 6 og dels på ikke nærmere vist måte er avstøttet på et pressestativ som også holder transformatorens jernkjerne sammen. De elastiske klosser 7 er fordelt stort sett jevnt over omkretsen av underspenningsvik-lingen 2 og viklingsdelene 4 og 5 og danner fortrinnsvis en vinkel på omtrent 45° med transformatorens lengdeakse.

De akseparallelle snitt av viklingsanordningen som er vist

på fig. 3 og 4, danner hver en vinkel på 90° med transformatorens lengdeakse og viser anordningen av henholdsvis nettklemmer 8 og uttaksklemmer 9. I planet med nettklemmene 8 er der dessuten anordnet spoleforbindelseqr 11 for galvanisk forbindelse av enkeltspolene i viklingsdelene 4 og 5, samt aksialt-løpende forbindelsesledninger til elektrisk sammenkobling av viklingsdelene 4 og 5.

De aksialtløpende forbindelsesledere er ført ut fra støpehar-pikslegemene gjennom endeflatene og ved hjelp av isolerende broer 12 forbundet med hverandre til en såkalt enkeltlagskobling av de to viklingsdeler 4 og 5. Til å sikre de nødvendige isolasjonsavstander innenfor støpeharpikslegemet tjener i den forbindelse forsterkninger 10 av støpeharpikssjiktet på den ytre viklingsdel 5 av overspenningsviklingen. På den indre viklingsdel 4 kan der for anbringelse av spoleforbindelser 11 om nødvendig anvendes et ikke vist steg som er formet samtidig med støpeformens innfyllingsåpning. Viklingsledernes ender som er ført aksialt ut gjennom endeflatene av støpehar-pikslegemene, ligger i små slanger av elastisk isolasjonsmateriale eller av et annet egnet isolasjonsmateriale som samtidig skaffer avtetning mellom viklingslederne og støpeformen.

Nettklemmene 8 sitter på tapplignende ansatser på det ytre støpeharpikslegeme og bærer en koblingslist 13 hvormed transformatorens overspenningsviklinger er forbundet med hverandre, fortrinnsvis i trekantkobling. Broene 12 tjener sammen med de aksialtløpende forbindelsesledere innenfor en av forsterk-ningene 10 til den allerede ovenfor nevnte enkeltlagskobling av viklingsdelene 4 og 5. Ved hjelp av enkeltlagskoblingen blir der over hele lengden av den ekstra kjølekanl 6 frem-tvunget en jevn spenningsbelastning med størrelse på omtrent halvparten av merkespenningen. Samtidig fører fortrinnsvis viklingsdelen 4 den høyere spenning, slik at isolasjonen av viklingsdelen 5 bortsett fra overspenningssidige nettilslut-ninger bare behøver å dimensjoneres for halv merkespenning.

Motsatt til nettklemmene 8 sitter på den annen side av den ytre viklingsdel 5 en ytterligere forsterkning 10, hvor der er anordnet uttaksklemmer 9 i likeledes radialt opphøyde partier, som til enhver tid i spenningsløs tilstand gjør det mulig ved hjelp av koblingsbroer 9 å tilpasse transformatorens oversetnings-forhold trinnvis til forskjellige nettbelastninger. For å sikre symmetriske feltfordelinger er uttaksvindingene i den forbindelse anordnet i de midtre enkeltspoler hos overspenningsviklingens ytre viklingsdeler 5. Istedenfor to er også flere uttak mulige.

Claims (7)

1. Tørrtransformator med i støpeharpiks innstøpte viklinger (WI,WII) med en som kjølekanal utført hovedspredningskanal (3) og med minst en ekstra aksial kjølekanal (6) mellom de enkelte koaksialt anordnede viklingsdeler (4,5) av en eller' flere viklinger (WI,WII), fortrinnsvis den radialt utenfor hovedspredningskanalen (3) liggende vikling (WII), karakterisert ved at hver koaksialt anordnet viklingsdel (4,5) er innstøpt med støpeharpiks i en egen støpe-form, at disse viklingsdelene (4,5) har tverrsnittsdimensjoner som mellom til hverandre grensende viklingsdeler (4,5) gir avstander for dannelse av kjølekanaler, at ved i omkretsret-ningen på 180°'s avstand fra hverandre anordnede forsterkninger (10) av støpeharpikssjiktet på yttermantelen er den ytterste viklingsdelen (5) forsynt med nettklemmer (8) og uttaksklemmer (9) og med aksialt forløpende forbindelsesledere for sammenkobling av viklingsdelene (4,5) og at de respektive viklingsdeler (4,5) som tilhører samme vikling (WII) er montert ved innspenning mellom elastiske klosser (7) som er felles for alle viklinger (WI,WII) resp. viklingsdeler (4,5) og deretter galvanisk forbundet med hverandre ved støpeharpikslegemenes undersider.

2. Tørrtransformator i henhold til krav 1, karakterisert ved at den radialt utenfor hovedspredningskanalen (3) liggende vikling (WII) som er forsynt med en ekstra kjølekanal (6) er overspenningsviklingen og at isolasjonen av den mellom hovedspredningskanalen (3) og den ekstra kjølekanal (6) liggende viklingsdel (4) er dimensjonert for full merkespenning og isolasjonen av den utenfor den ekstra kjølekanal (6) liggende viklingsdel (5) er dimensjonert for halv merkespenning.

3. Tørrtransformator i henhold til et av kravene 1 eller 2, karakterisert ved at de koaksialt anordnede viklingsdeler (4,5) er elektrisk seriekoblet i enkeltlagskobling, og at inngangsvindingene for alle viklingsdeler (4,5) ligger i rommessig nærliggende viklingsender.

4. Tørrtransformator i henhold til et av kravene 1-3, karakterisert ved at de koaksialt anordnede viklingsdeler (4,5) hver er oppbygget av seriekoblede enkeltspoler, og at galvaniske forbindelser mellom disse enkeltspoler ved den innvendig liggende viklingsdel (4) er anbragt i en av støpeformens innfyllingsåpning dannet på støpeharpikslege-mets yttermantel og ved den utvendig liggende viklingsdel (5) ligger i den forsterkning (10) av støpeharpikslegemet som bærer nettklemmene (8).

5. Tørrtransformator i henhold til et av kravene 1-4, karakterisert ved at de koaksialt anordnede viklingsdeler (4,5) i innebygget stilling ikke berører hverandre og luftisolasjonsstrekninger forblir beholdt.

6. Tørrtransformator i henhold til et av kravene 1-5, karakterisert ved at de til forbindelse av de koaksialt anordnede viklingsdeler (4,5) tjenende viklingslederender i området for støpeharpikslegemenes endesider ligger i små isolasjonsslanger som under støpeprosessen samtidig tjener som tetning mellom viklingslederenden og en støpeform.

7. Tørrtransformator i henhold til et av kravene 1-6, karakterisert ved at tverrsnittet av støpe-harpikslegemet er tilnærmet ringformet.