SE511360C2 - Krafttransformator - Google Patents

Description

is11 seo för värmen till det kylande mediet samt att den överförs effektivt till det kylande mediet. Det gör det viktigt att alla _ lindningar står i direkt kontakt med tillräcklig mängd kylande medium.

I! vi l UPPFINNINGENS SYFTE: nu' ni iii n Syftet med uppfinningen är att åstadkomma en anordning av inledningsvis angivet slag vilket möjliggör luftkylning av en 10 kabellindad krafttransformator. Uppfinningen syftar till att i lla cylindriska kanaler »unik-Hi iii ..| . »i en första utföringsform åstadkomma axie ningsvarv i lindningarna där det kylande mediet ~ -« m “l mellan varje lind är rätt fördelat för att klara lindningarnas olika kylbehov. De I Iz: WH s Mw cylindriska kanalerna skapas med distanser som lägges in vid Kylflödet àstadkommes med fläktar och tt ge flöden i kanalerna som l5 lindningen av spolen. distanserna är dimensionerade för a klarar de enskilda lindningarnas kylbehov. ihå m:MMfim+kW SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN: 20 .i .LH .L M Föreliggande uppfinning avser en krafttransformator innefattande nu a en med kabel lindad transformatorkärna, anordnad sä att lind- -H .AH ff ningen är försedd med distanser som separerar varje kabelvarv i radiell led i lindningen för att skapa axiella cylindriska 25 kanaler.

En första utföringsform av uppfinningen innefattar således axiella cylindriska kylkanaler mellan varje utanpå liggande lindningsvarv, skapade med distanser vid lindning av spolen. en cylindrisk kanal anordnad mellan kärnans ben n íiiiflíii! 7 Ji 30 Vidare är även och det första kabellagret närmast kärnan. Utföringsformen TT: innefattar också fläktar för transport av luft genom de axiella cylindriska kanalerna. Distanserna i kanalerna är dimensionerade för att ge olika tryckmotstånd och därigenom fördela kylflödet 35 så att det täcker kylbehovet i de enskilda axiella kanalerna eftersom kylbehovet är olika för lindningarna. 10 15 20 25 30 35 511 360 KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA: Uppfinningen kommer nu med hänvisningsbeteckningar i anslutning till bifogade ritningsfigurer att närmare beskrivas.

Figur 1 visar i perspektiv en utföringsform av en krafttrans- formator enligt föreliggande uppfinning.

Figur 2a visar en toppvy över lindningarna med kylkanaler och distanser samt ytterhölje vid en första utföringsform enligt föreliggande uppfinning.

Figur 2b visar en sidovy av utföringsformen i figur 2a försedd med en fläkt per spole.

Figur 3 visar ett snitt genom en spole enligt utföringsformen i figur 1 med dess axiella kanaler mellan lindningarna.

Figur 4 visar ett snitt genom en högspänningskabel enligt föreliggande uppfinning.- BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN: En utföringsform av uppfinningen avser en krafttransformator 1, se figur 1, försedd med tre lindningsspolar 2 vilka var och en är försedd med ett antal lindningar ordnade i lindningsvarv radiellt separerade av axiella distanser 4 för bildande av axiella koncentriska kylkanaler 3. Transformatorn är vidare pá konventionellt sätt försedd med en järnkärna.

I figur 2a visas i en vy ovanifrän en trefas krafttransformator 1 försedd med lindningar 2 utgörande spolar med kylkanaler 3 vilka ástadkommits med mellan varje radiellt liggande lindnings- varv axiellt sig sträckande och placerade distanser 4. I utföringsformen visas en delning mellan distanserna 4 för erhållande av sex distansen i varje koncentrisk kylkanal 3.

Distansernas form och material har ur kylningssynpunkt en mindre m. .x...._i.._d.l. .,1.._n. .im .x .m .mil ...una . ...Wu-am n -511 360 10 15 20 25 30 35 betydelse. De mekaniska, magnetiska och elektriska aspekterna i transformatorn bestämmer form, antal och material i distanserna.

Figuren visar vidare transformatorns ok 5 vilket är en del av dess järnkärna. Oket är visat i snitt varvid dess längsgående kylrör 6 visas. Vidare är varje lindningsspole omsluten av en fläktkanal 7 inuti vilket kylluft är anordnad att strömma.

Kylbehovet är olika för lindningarna vilket innebär att man har olika kylflöden i de koncentriska kanalerna. För att åstadkomma rätt fördelning av kylflöde har kanalerna olika dimensioner i radiell led i syfte att ge olika tryckmotstånd i kanalerna och därigenom fördela flödet efter kanalernas behov. Det medför att kanaler med lite kylbehov har ett mindre radiellt avstånd än kanaler med större kylbehov som har ett större radiellt avstånd.

För den i utföringsformen beskrivna kabellindande transformatorn har man större distanser mellan lågspänningslindningarna, lindningarna närmast kärnan, än mellan högspänningslindningarna_ Figur 2b visar en sidovy av krafttransformatorn i fig. 2a försedd med motsvarande lindningar och motsvarande ok 5 tillsam- mans med dess tre ben 8 bildande järnkärnan. Fläktkanalen 7 är utdragen vid spolarnas ena ände bildande en fläkthuv 9 i vilken minst en fläkt 10 är monterad. Utföringsformen i figuren visar tre fläktar vilka är inkapslade i förhållande till respektive spolen för att åstadkomma luftflöden i de axiella cylindriska kylkanalerna 3. Spolen är inkapslad av ett yttre cylindriskt mantelhölje ll för att förhindra radiellt läckage av luft och för att styra luften axiellt genom spolen. Med mantelhöljet ll runt den ytterst kabellindningen skapas en yttre kanal för kylning av den yttre delen av den yttersta kabellindningen. I denna utföringsform framgår vidare att en fläkt är monterad för varje spole. Luften kan av varje fläkt 10 sugas eller tryckas igenom spolen. Fläktkanalen 7 vid den fläkten 10 motsatta sidan av spolen är helt öppen för luft att strömma endera in eller ut beroende på fläktens sug- eller tryckfunktion. Fläktkanalen 7 vid fläktsidan är försedd med öppningar med motsvarande funk- tion. *w 10 15 20 25 30 35 511360 Figur 3 visar ett tvärsnitt av en spole med axiella cylindriska kylkanaler 3 mellan varje radiellt liggande lindning 2. Det är även distanser anordnade för bildande av en axiell kylkanal mellan kärnans ben 8 och lindningen närmast kärnan. Kylkanalerna skapas genom att distanserna placerats mellan lindningarna, se figur 2a. Distanserna är placerade runt om i det cirkulära tvärsnittet och är axiellt längsgående. Distanserna lägges mellan lindningsvarven under lindning av spolen. Pílarna i figuren visar luftströmning genom spolens lindningar. Luftström- men kan gå i endera riktningen beroende pá sug- eller tryckver- kan.

I figur 4 visas en tvärsnittsvy pà en högspänningskabel 111 att användas som transformatorlindning enligt föreliggande uppfin- ning. Högspäningskabeln 111 innefattar ett antal kardeler 112 med cirkulärt tvärsnitt av exempelvis koppar (Cu). Dessa kardeler 112 är anordnade i mitten av högspänningskabeln 111.

Runt kardelerna 112 finns anordnat ett första halvledande skikt 113. isolationsskikt 114, t.ex. PEX-isolation.

Runt det första halvledande skiktet 113 finns anordnat ett Runt isolationsskiktet skikt 115. innefattar således ej 114 finns anordnat ett andra halvledande Begreppet högspänningskabel i föreliggande ansökan det yttre skyddshölje som normalt omger en dylik kabel vid kraftdistribution. Högspänningskabeln har en diameter i inter- vallet 20 - 200 mm och en ledningsarea i intervallet 80 - 3000 2 mm .

Uppfinningen är inte begränsad till de visade exemplen utan ett flertal modifikationer är tänkbara inom uppfinningens ram.

Således behöver det inte vara en fläkt för varje spole. Man kan tänka sig ett arrangemang med en fläkt som ombesörjer alla tre spolarna med tillräcklig mängd kylluft. Luften kan både sugas eller tryckas i genom spolen för att åstadkomma önskvärd kylning. Likaledes är inte antalet distanser eller dess form bestämda, utan man kan ha ett flertal olika varianter av distanser för att erhålla rätt kylning. Distanserna behöver ilim . »ill ... i 511 360 10 heller inte vid den första beskrivna utföringsformen vara helt axiellt längsgående utan de kan placeras pà flera sätt.

En ytterligare modifiering är att anordna varvtalsstyrning av fläkten med hjälp av temperaturavkännare för att möjliggöra ett varierat kylbehov beroende pà last i transformatorn.

Vidare kan mantelhöljet arrageras på ett flertal ytterligare sätt än som visats i ovan beskrivna utföringsformer. Man kan använda den yttersta kabellindningen som ytterhölje och kyla utsidan med naturlig konvektion.

Claims (5)

lO 15 20 25 30 511 360 Patentkrav:

1. Krafttransformator (1) innefattande en kännetecknad av att kärnan är lindad med en (111) vilken transformatorkärna, kabel och att kabeln är en högspänningskabel innefattar en kärna med ett flertal kardeler (112), ett kärnan omgivande inre halvledande skikt (113), ett det inre halvledande skiktet (113) omgivande isolerande skikt (114), ett det isolerande skiktet (114) omgivande yttre halvledande skikt (115) och att lindningen är försedd med distanser (4,12) som är anordnade att separera varje kabelvarv i radiell led i lindningen för att skapa axiella cylindriska kylkanaler (3).

2. Krafttransformator enligt kravet 1, kännetecknad av att distanserna (4,12) är anordnade axiellt mellan varje lindnings- VarV .

3. Krafttransformator enligt kravet 2, kännetecknad av att minst sex distanser (4) är jämnt fördelade runt transformator- kärnans ben (8).

4. Krafttransformator enligt något av kraven 1-3, känne- tecknad av att transformatorlindningen är försedd med en mot yttersta lindningsvarvet vid ena änden tätande fläkthuv (9) till vilken en fläkt (10) är ansluten anordnad att axiellt med transformatorkärnan (8) endera trycka eller suga luft genom samtliga lindningsvarv.

5. Krafttransformator enligt något av ovanstående krav, kännetecknad av att högspänningskabeln (111) har en diameter i intervallet 20 - 200 mm och en ledningsarea i intervallet 80 - 3000 mmï