NO164868B - Transformator med hoeystroem-gjennomfoeringsanordning. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en transformator med en

høystrømgjennomføringsanordning for trefasestrøm og med kjerneben og viklinger anordnet på rad i rommet, hvor der for hver fase er anordnet to høystrømsgjennomføringer.

Innen kjemisk og metallurgisk industri blir der til

de forskjelligste formål anvendt elektrisk oppvarmede ovner som ved forholdsvis lave driftsspenninger arbeider med meget store strømstyrker. Da en overføring av de store strømstyrker som behøves for disse ovner, over større avstander byr på

tekniske vanskeligheter og dessuten er uøkonomisk, blir der vanligvis like ved ovnene oppstilt transformatorer hvor den med høyspenning tilførte elektriske energi blir bragt ned på det ønskede spenningsnivå.

Til formålet er der fra CH-PS 409 130 kjent et trans-formatoraggregat med en høystrømvikling hvor lavspenningsviklinger, hver bestående av en eneste vinding, på en og en hoved- og en og en tilleggstransformator er koblet i serie. Disse to lavspenningsviklinger får til sammen formen av et åttetall.

Ved slike transformatorer nødvendiggjør de store strøm-styrker store ledertverrsnitt som på grunn av de magnetfelt som frembringes av selve strømmene, ikke blir jevnt belastet med strøm. For å minske eller utelukke innflytelsen av disse magnetfelter på strømfordelingen over ledertverrsnittene blir der som foreslått i de tyske patentsøknader P 32 42 438.8

og P 34 11 141.7 benyttet triangulerte leder-føringer. I

disse triangulerte lederføringer kompenserer virkningene av enkeltledernes magnetfelter hverandre. Tilsvarende triangulerte gjennomføringsanordninger i høystrømtransformatorer forutsetter imidlertid i praksis at også den effekt som tilføres forbrukeren, f.eks. elektrostål-ovnen, er triangulert.

Er det ikke tilfellet, betinger overgangsstedet et uheldig

ekstra plassbehov.

Til grunn for oppfinnelsen ligger derfor den oppgave

for en trefaset transformator å skaffe en høystrøm-gjennom-føringsanordning hvor der uavhengig av triangulering er sikret en tilnærmelsesvis jevn fordeling av strømmen på ledertverrsnittene, samtidig som anordningen uten særskilte overgangs-

avsnitt kan forbindes med ikke-triangulerte~tilførselsledere til forbrukere.

Denne oppgave blir ifølge oppfinnelsene, løst ved at alle seks høystrømgjennomføringer er jevnt fordelt på en sirkel, samtidig som de to høystrømgjennomføringer•for minst en fase, ligger overfor hverandre på en sirkel, slik at der i den sirkel som omfattes av høystrømgjennomføringene hersker et vekselfelt istedenfor et dreiefelt.

En hensiktsmessig videre utvikling av oppfinnelsen går

ut på at høystrømgjennomføringene er lagrete i en eneste plate av elektrisk ledende materiale som bæres av en beholdervegg.

Høystrøm-gjennomføringsanordningen ifølge oppfinnelsen

lar seg på fordelaktig måte fremstille enkelt og økonomisk selv for meget store strømstyrker og lar seg dessuten anvende i eksisterende anlegg med ikke-triangulerteeledere.

Et utførelseseksempel på oppfinnelsen.vil bli belyst nærmere under henvisning til tegningen. Fig. 1 viser koblingsskjemaet for en høystrømtransformator med indirekte spenningsinnstilling via en mellomkrets. Fig. 2 er et grunnriss av et høystrømtransformatoraggregat med elektrisk trekantkoblede lavspenningsviklinger med be-holder lokk og øvre åk fjernet. Fig. 3 er et grunnriss av et høystrømtransformatoraggregat med elektrisk stjernekoblede lavspenningsviklinger med be-holderdeksel og øvre åk" fjernet, og

fig. 4 er et oppriss av en høystrømtransformator sett

fra den side-som bærer høystrømgjennomføringene.

Til hverandre svarende komponenter er forsynt med samme henvisningsbetegnelser på alle figurene.

Bena 8 hos en trebenet jernkjerne i en hovedtransformator er hvert, konsentrisk innenfra og utover omgitt av en trinn-vikling 4, en høyspenningsvikling 3 og en'låvspenningsvikling 1. Parallelt med hovedtransformatorens jernkjerne i rommet er der for en tilleggstransformator anordnet en likeledes trebenet jernkjerne med ben 9 som regnet innenfra og utover konsentrisk bærer hver sin høyspenningsvikling 5 og hver

sin låvspenningsvikling 2. Hoved- og tilléggstransformatoren er oppstilt tett ved hverandre i en fellés~beholder 10 som har et deksel 11 og vanligvis er fylt med .en kjølende og

isolerende væske.

Høyspenningsviklingen 3 er via ikke viste høyspennings-gjennomføringer tilkoblet et høyspenningsforsyningsnett og induserer en spenning i den til seg via hovedtransformatorens jernkjerne koblede lavspenningsviklingen 1, samt i trinnviklingen 4. Trinnviklingen 4 mater tilleggstransformatorens høyspenningsvikling 5 med en spenning som kan stilles inn med hensyn til størrelse og retning via en trinnkobler 6

og en vender 7. Høyspenningsviklingen induserer i sin tur i lavspenningsviklingen 2 en spenning som takket være en seriekobling av de to lavspenningsviklinger 1 og 2 blir vek-torielt addert til eller subtrahert fra den spenning som høyspenningsviklingen 3 induserer i lavspenningsviklingen 1.

Lavspenningsviklingen 1 og lavspenningsviklingen 2 er oppbygget av et like stort antall elektrisk parallellkoblede

-viklingsavsnitt av revolverte ledere som viklingsledere og har i det viste utførelseseksempel tre vindinger hver. Hver av viklingslederne danner i hver av de to lavspenningsviklinger 1 og 2 et viklingsavsnitt utført i ett lag. Viklingsavsnitt beliggende i samme aksiale høyde av de lavspenningsviklinger 1 og 2 som er tilordnet samme fase, er koblet i serie, samtidig som de viklingslederstykker som danner forbindelseslederne 17, krysser hverandre mellom lavspenningsviklingene 1 og 2, så disse får innbyrdes motsatt vikleretning.

Ved den beskrevne anordning av lavspenningsviklingene

1 og 2 får disse i tverrsnitt loddrett på vikleaksene form av et åttetall med tre vindinger i hvert av de to viklingsavsnitt. De to respektive seriekoblede viklingsavsnitt av lavspenningsviklingene 1 og 2 er viklet fortløpende i et omfar for å unngå loddesteder. Til formålet er der for det første foran begynnelsen av det viklingsavsnitt som skal vikles først, fiksert et tilstrekkelig langt viklingsstykke for siste halve vinding, og en utgående ledning fra det vik-1 lingsavsnitt som skal vikles sist, fiksert på den viklekjerne som benyttes først. På denne viklekjerne ferdigvikles så

det viklingsavsnitt som skal vikles først, i det viste ut-førelseseksempel tre vindinger av en streng for lavspenningsviklingen 1 .

Viklekjernen blir nå på viklebenken forskjøvet omtrent rettvinklet til den påløpende viklingslederstreng og på tvers av viklingsaksen et stykke lik akseavstanden mellom lavspenningsviklingene 1 og 2/ og en annen viklekjerne festes på viklebenken sentrisk til dens vikleakse. Den annen viklekjerne rager noe- utenfor den første i akseretningen, så annet viklingsavsnitt, i det viste ut.førelseseksempel to og en halv vinding/ av lavspenningsviklingen 2 ved ubetydelig aksial forskyvning lar seg vikle uten avbrudd i viklingslederstrengen.

Etter opphevelse av den ubetydelige aksiale forskyvning.: under bibehold av forløpet av forbindelseslederne 17 mellom de to viklingsavsnitt blir viklingslederen kappet og enden bøyet ut til en utgående ledning og fiksert. Nå blir det viklingslederstykke som ligger foran begynnelsen av det først viklede viklingsavsnitt, løst fra den først benyttede viklekjerne, lagt rundt annen viklekjerne under dannelse av en halv vinding og etter bøyning av annen utgående ledning likeledes fiksert på enden av dette viklingsavsnitt.

De to viklingsavsnitt som således er viklet i ett stykke og koblet i serie, danner en selvbærende komponent som kan håndteres som selvstendig element inntil den senere innbygning i transformatoranordningen. Ved innbygning i viklingsanord-ningen er det derfor uten vanskelighet mulig å- stable vilkårlig mange slike selvstendige elementer på hverandre aksialt. Antall parallellgrener kan derfor velges vilkårlig, så lavspenningsviklingene 1 og 2 lar seg tilpasse praktisk talt hvilken som helst viklingsstrøm.

Parallellkoblingen av disse elementer som representerer viklingsavsnittene, skjer via massive lederplater 12 som oppviser spor for innlegning av de utgående ledningers frie ender og samtidig tjener til sammenkobling av de tre faser hos lavspenningsviklingene 1 og 2. Til formålet er f.eks..

en lederplate 12 pr. fase forbundet med høystrømgjennomføringer 13 og en annen lederplate 12 for hver fase forbundet enten méd et stjernepunkt (fig. 3) eller med første lederplate 12 hos den følgende fase til en elektrisk trekantkobling (fig. 2).

I utførelseseksempelet er der anordnet to høystrømgjennom-føringer 13 pr. fase, altså i alt seks høystrømgjennomføringer, som er jevnt fordelt på omkretsen av en sirkel og bæres av en plate 14. Ved plassering av de to høystrømgjennomføringer 13 som er tilordnet de midtre kjerneben henholdsvis 8 og 9, overfor hverandre er disse gjennomføringer ikke anordnet syklisk, så der i rommet mellom høystrømgjennomføringene 13 forløper et vekselfelt istedenfor et dreiefelt.

Da lavspenningsviklingene 1 og 2 er sterkt termisk på-kjent, er der mellom de enkelte vindinger eller i det minste mellom aksialt på hinannen følgende viklingsavsnitt anordnet radiale kjølekanaler . I tillegg er høyspenningsviklingene 3 og 5 for å unngå overbelastninger på de viklingsavsnitt som ligger ved endene av lavspenningsviklingene 1 og 2, som følge av forskjellig fordeling av strømmen på parallellgrenene, utført kortere i akseretningen enn den respektive tilhørende låvspenningsvikling 1 resp. 2.

For ytterligere økning av den termiske belastbarhet

har de enkelte fasers viklingsanordninger hver sin press-spanmantel 20 som omslutter den fullstendig/ og som via dis-tanselister 21 støtter seg på omkretsen av hver sin av lavspenningsviklingene 1 resp. 2. Disse presspanmantler 20 tjener til å lede kjølevæsken, idet de selv i tilfellet av drift med sirkulasjonspumpe tvinger den til å strømme gjennom viklingene. Som følge av en dermed fremtvungen høyere strøm-ningshastighet av kjølevæsken i viklingene blir varmebort-føringen fra disse øket, så det ved samme viklingsvolum kan transformeres større effekt enn med anordninger med kjølekrets-løp som drives rent termisk ved konveksjon.

Claims (4)

1. Transformator med høystrømgjennomføringsanordning for trefasestrøm og med kjerneben (8, 9) og viklinger (1, 2, 3, 4, 5) anordnet på rad i rommet, hvor der for hver fase er anordnet to høystrømgjennomføringer (13), karakterisert ved at alle seks høystrøm-gj ennomf øringer (13) er jevnt fordelt på en sirkel, samtidig som de to høystrømsgj'ennomføringer (13) for minst én fase ligger overfor hverandre på sirkelen, slik at der i den sirkel som omfattes av høystrømgjennomføringene (13), hersker et vekselfelt istedenfor et dreiefelt.

2. Transformator som angitt i krav 1, karakterisert ved at de to høystrømgjennomføringer (13) som er tilordnet fasen på midtbenet, i tilfellet av stjernekoblede høystrømviklinger (1, 2) ligger overfor hverandre på sirkelen.

3. Transformator som angitt i krav 1, karakterisert ved at høystrømgjennomføringer (13) som ved trekantkoblede høystrømviklinger (1, 2) er forbundet med hver sin viklingsende av høystrømviklingene (1, 2) på ytter-benene, ligger overfor hverandre på sirkelen.

4. Transformator som angitt i krav 1, 2 eller 3, karakterisert ved at høystrømgjennomføringene (13) er lagret i en felles plate (14) av elektrisk ledende materiale, båret av en beholdervegg (10).