WO2009138096A1 - Trockentransformator - Google Patents

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WO2009138096A1
WO2009138096A1 PCT/EP2008/003821 EP2008003821W WO2009138096A1 WO 2009138096 A1 WO2009138096 A1 WO 2009138096A1 EP 2008003821 W EP2008003821 W EP 2008003821W WO 2009138096 A1 WO2009138096 A1 WO 2009138096A1
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WO
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transformer
dry
voltage
conductor windings
type transformer
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PCT/EP2008/003821
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Charles W. Johnson
Jan Leander
Karel Bilek
Benjamin Weber
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Abb Technology Ag
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Publication date
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/02—Casings
    • H01F27/022—Encapsulation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/005—Impregnating or encapsulating
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    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/32—Insulating of coils, windings, or parts thereof
    • H01F27/327—Encapsulating or impregnating
    • H01F2027/328—Dry-type transformer with encapsulated foil winding, e.g. windings coaxially arranged on core legs with spacers for cooling and with three phases
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    • H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
    • H01F41/04—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets for manufacturing coils
    • H01F41/12—Insulating of windings
    • H01F41/127—Encapsulating or impregnating

Definitions

  • the invention relates to a dry-type transformer with a transformer core and arranged thereon conductor windings for high voltage and low voltage, which dry-type transformer has a sheath made of a pourable plastic.
  • Transformers have long been known for use as electrical machines for converting AC electrical voltages from one voltage level to another.
  • transformer core made of iron, which passes through the conductor windings for upper and lower voltage and serves to bundle the magnetic field generated in the current-carrying conductor winding and to transfer to the second conductor winding, so that an alternating voltage is induced therein.
  • Power transformers are commonly housed in steel housings filled with insulating oil and, due to the weight of the housing, but also due to the conductor windings and the iron core, have a considerable weight which limits their handling.
  • the invention provides that the conductor windings for the upper voltage and for undervoltage are each provided individually with them separately associated sheaths and that the entirety of the conductor windings is provided with a common enclosure.
  • each winding module is provided in each case with a sheath on synthetic resin-based, known manner such winding modules have simple contours and accordingly the lowest possible amount of resin is required to provide the desired protection against mechanical effects such also to ensure the required insulation.
  • the common covering has a layered construction of the dry-type transformer with a largely uniform layer thickness. It is intended that the To build outer envelope with the mechanically and electrically required layer thickness, but as far as possible to follow the respective contour of the coated modules as far as it is electrically permissible, that is, to avoid rugged cross-sectional changes and concentration ranges formed thereby.
  • the conductor windings for high voltage and low voltage are arranged axially one behind the other, wherein the transformer core forms its central axis and the conductor windings passes through accordingly.
  • Dry transformer according to one of the preceding claims, characterized in that the conductor windings for upper voltage and for undervoltage have a different cross-section and thus have at their common separation point a stepped cross-sectional transition, wherein the common enclosure follows this gradation in an electrically acceptable manner, that is, the transition is almost harmonious.
  • a casting resin for example polyester resin, provided, which is preferably reinforced by adding or mixing con high-strength non-metallic fibers, such as glass fibers.
  • a closable first mold is provided in a preferred manner for producing the common enclosure, which accommodates the axially successively arranged conductor windings for high voltage and low voltage.
  • the above-described transition from high-voltage winding to low-voltage winding in an electrically compatible manner is taken into consideration in the first form provided for producing the common enclosure. This is taken into account by avoiding sharp cross-sectional changes and thus formed concentration ranges.
  • a casting resin which is introduced into the closed first form, that is, only after the complete formed of conductor windings and transformer core transformer is positioned in the mold and the mold is closed, the casting takes place , This ensures that the layer thickness of the casting resin, optionally fiber-reinforced cast resin insulating layer everywhere has an approximately same layer thickness, which corresponds to the mechanically and electrically least required layer thickness, which means a significant material savings compared to the conventional production of such transformers.
  • a second form which surrounds the axially successively arranged conductor windings for the upper voltage and for the lower voltage at a short distance on all sides and is provided as the basis for the production of the common enclosure.
  • This second shape serves as a so-called lost shape, by determining the layer thickness of the cast resin casing as the inner boundary of the first shape in cooperation with the outside.
  • the raw transformer formed from the conductor windings for upper and lower voltage and the transformer core, together with this arrangement on all sides surrounding the second mold is inserted into the first mold so that it forms a cavity therein with the first form, in the subsequent purpose Producing the common coating casting resin is filled and left until solidification in the first mold.
  • the cavity formed between the second mold and the conductor windings surrounded by it and delimited by the second mold is intended to be filled with a nonconducting medium to be fed therein.
  • the non-conductive medium may be an insulating gas or an insulating liquid.
  • a further object of the present invention is to specify a method according to which the dry-type transformer according to the invention can be produced in a simple manner with as little effort as possible.
  • this method according to the invention can also be provided that the arranged from the axially successively arranged on a common transformer core conductor windings for upper and lower voltage arrangement is first completely surrounded with a second contour following the contour of this arrangement that between the arrangement and the second form results in an all-round gap, and that subsequently the production of the layer-like covering takes place in the first shape.
  • the second form is used as a lost form for the subsequently applied layer-like enclosure by serving as the transformer assembly directed inner surface of the coating to be applied coating.
  • an insulating medium is fed after completion of the layer-like enclosure in the formed all-round gap, which is preferably an insulating gas or an insulating liquid.
  • Show it: 1 shows a schematic longitudinal section through a divisible mold with a conductor winding arrangement arranged therein of a dry-type transformer according to the invention for producing a casing made of synthetic resin and
  • FIG. 2 shows a schematic longitudinal section through an arrangement according to FIG. 1 with an inner shell serving as a lost casting mold for an envelope of synthetic resin to be produced therein
  • Fig. 1 is a schematic longitudinal section through a dry-type transformer 10 according to the invention with a conductor winding arrangement formed from high-voltage winding 12 and low-voltage winding 14, which is arranged in a divisible mold 16, 18 to be provided herein with a sheath 20 whose outer contour 22 of the design of the dry-type transformer 10 is aligned at a small distance.
  • the inner contour of the divisible mold 16, 18 is matched to the special design of the relevant dry-type transformer.
  • the divisible mold 16, 18 has a separating surface running along the center line, whereby due to the circular cylindrical shape of the upper and lower voltage windings 12, 14 a symmetrical design of the inner surface of the divisible mold 16, 18 results.
  • undervoltage winding 14 and the high-voltage winding 12 of the conductor winding arrangement shown in the longitudinal section are arranged axially behind one another in a Transormorkem not shown in detail, wherein functionally the cross-section of the axially adjacent from undervoltage winding 14 and high-voltage winding 12 formed winding modules is different from each other and the conductor winding assembly Viewed radially at the transition point has a step jump 13.
  • This radial increment 13 is executed in the shaping of the divisible mold 16, 18 in tension uncritical shape with rounded curve 24.
  • the dry-type transformer 10 As a general objective of the dry-type transformer 10 according to the invention, it is necessary to minimize the material requirement for the envelope for the dry-type transformer 10. This is achieved in the case of the divisible mold 16, 18 exemplified for a dry-type transformer 10 in that the inner contour of the mold 16, 18 is adapted as closely as possible to the outer contour of the conductor winding arrangement, so that a thinner-walled envelope of pourable Synthetic resin is produced.
  • the resulting wall or layer thickness of the finished envelope in terms of electrical and mechanical stresses that may occur on the dry-type transformer 10 during operation or during transport, optimized, that is, all eligible load cases are in the dimensioning the divisible mold 16, 18 taken into account. Accordingly, there is no risk of failure of the dry-type transformer 10 according to the invention due to the usual operating conditions.
  • the invention aims at reducing the wall thickness of the resin covering of the dry-type transformer 10 at the same time to a better heat dissipation.
  • the serving as a mechanical protection and electrical insulation envelope based on synthetic resin is known per se, not a good conductor of heat, so that a higher wall thickness inevitably leads to a greater restraint of heat energy.
  • this insulating layer when the thickness of this insulating layer is reduced, the heat loss generated during operation of the dry-type transformer 10 can be better dissipated than is possible with a thick insulating layer.
  • FIG. 2 shows a schematic longitudinal section through an arrangement according to FIG. 1, in which case there is additionally provided an additional inner sheath 24 which surrounds the entire conductor winding arrangement 12, 14 and which serves as a lost casting mold for an envelope of synthetic resin to be produced therearound.
  • the conductor winding arrangement already known from FIG. 1 is provided with a sleeve which is sufficiently rigid as the inner sleeve 24, but which maintains a fixed distance from the conductor winding arrangement 12, 14, so that between the inner sleeve 24 and the conductor winding arrangement 12, 14 a predetermined cavity 26 remains, which can be filled later with an insulating medium, preferably with insulating gas or insulating oil.
  • an insulating medium preferably with insulating gas or insulating oil.
  • the existing in the transition region from the high-voltage winding 12 to the low-voltage winding 14 cross-sectional crack 13 is also found in the inner shell 24, but in a rounded shape, so that edges and the like are avoided as electrically critical points.
  • the inside of the inner shell 24 is provided with a smooth surface.
  • the inner shell 24 is supported on the conductor winding assembly 12, 14 by means not shown in detail supports, so that the position of the inner shell 24 with respect to the conductor winding assembly 12, 14 remains unchanged.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Trockentransformator mit einem Transformatorkern und daran angeordneten Leiterwicklungen (12, 14) für Oberspannung und für Unterspannung, welcher Trockentransformator (10) eine Umhüllung aus einem gießfähigen Kunststoff aufweist, wobei die Leiterwicklungen (12, 14) für Oberspannung und für Unterspannung jeweils einzeln mit ihnen separat zugeordneten Umhüllungen versehen sind und die Gesamtheit der Leiterwicklungen (12, 14) mit einer gemeinsamen Umhüllung (20) versehen ist.

Description

Trockentransformator
Beschreibung
Die Erfindung betrifft einen Trockentransformator mit einem Transformatorkern und daran angeordneten Leiterwicklungen für Oberspannung und für Unterspannung, welcher Trockentransformator eine Umhüllung aus einem gießfähigen Kunststoff aufweist.
Transformatoren sind an sich seit langem bekannt aus der Verwendung als elektrische Maschinen zur Umwandlung von elektrischen Wechselspannungen von einem Spannungsniveau auf ein anderes. Hierzu sind sie mit einem Transformatorkern aus Eisen versehen, welcher die Leiterwicklungen für Ober- und Unterspannung durchgreift und dazu dient, das in der stromdurchflossenen Leiterwicklung erzeugte magnetische Feld zu bündeln und auf die zweite Leiterwicklung zu übertragen, so dass darin eine Wechselspannung induziert wird.
Leistungstransformatoren sind üblicherweise in mit Isolieröl gefüllten Stahlgehäusen untergebracht und besitzen aufgrund des Gehäusegewichts, aber auch aufgrund der Leiterwicklungen und des Eisenkerns ein beträchtliches Gewicht, das ihre Handhabung einschränkt.
Bei den sogenannten Trockentransformatoren ist deren Transformatorkern samt der Leiterwicklungen üblicherweise von einer isolierenden Umhüllung auf Kunstharzbasis umschlossen. Auf diese Weise kann das Gehäuse mit der Isolierölfüllung entfallen, da an dessen Stelle die üblicherweise faserverstärkte Umhüllung tritt.
Die Verwendung von Kunstharz beziehungsweise faserverstärktem Kunstharz zum Umhüllen von Leiterwicklungen und dem zugehörigen Transformatorkern ist sehr materialintensiv und führt zu einem vergleichsweise hohen Bedarf an derartigen Materialien. Insbesondere dann, wenn die Außenkontor eines als Trockentransformator konzipierten Transformators größere Querschnittsübergänge aufweist, die durch die Kunststoffumhüllung ausgeglichen werden sollen, besteht ein erhöhter Bedarf an Kunstharz.
Abgesehen von den Mehrkosten für einen größeren Mengenbedarf an Kunstharz bedeutet dies auch, dass größere Querschnitte von Kunstharz, egal ob mit oder ohne Faserverstärkung, nicht in einem Arbeitsgang sondern sukzessive aufgebaut werden müssen, was erhebliche Zeit in Anspruch nimmt und auch hierdurch ein Kostenproblem zur Folge hat.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, einen Trockentransformator der eingangs genannten Art zu schaffen, der Einsparungen bei der Bedarfsmenge an Kunstharz für die Umhüllung ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
Demgemäß ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Leiterwicklungen für Oberspannung und für Unterspannung jeweils einzeln mit ihnen separat zugeordneten Umhüllungen versehen sind und dass die Gesamtheit der Leiterwicklungen mit einer gemeinsamen Umhüllung versehen ist.
Der besondere Effekt dieser erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, dass zunächst jedes Wicklungsmodul jeweils für sich mit einer Umhüllung auf Kunstharzbasis versehen wird, wobei bekannter Weise derartige Wicklungsmodule einfache Konturen aufweisen und demgemäß die geringstmögliche Menge an Kunstharz erforderlich ist, um den gewünschten Schutz gegen mechanische Einwirkungen wie auch den erforderlichen Isolierschutz zu gewährleisten.
Erst in einem zweiten Schritt nehmen die bereits mit einer separaten Umhüllung versehenen Wicklungsmodule die vorgesehene Position auf dem Transformatorkern ein und erhalten dann gemeinsam mit dem Transformatorkem die endgültige, alles umfassende Umhüllung.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Trockentransformators ist die gemeinsame Umhüllung den Trockentransformator schichtartig aufgebaut mit einer weitestgehend gleichmäßigen Schichtdicke. Hierbei ist beabsichtigt, die äußere Umhüllung mit der mechanisch und elektrisch erforderlichen Schichtdicke aufzubauen, dabei aber der jeweiligen Kontur der umhüllten Module weitestgehend soweit zu folgen, wie es elektrisch zulässig ist, das heißt, schroffe Querschnittsveränderungen und dadurch gebildete Konzentrationsbereiche zu vermeiden.
Entsprechend einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Leiterwicklungen für Oberspannung und für Unterspannung axial hintereinander angeordnet, wobei der Transformatorkern ihre Mittelachse bildet und die Leiterwicklungen dementsprechend durchgreift.
Trockentransformator nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterwicklungen für Oberspannung und für Unterspannung einen unterschiedlichen Querschnitt aufweisen und somit an ihrer gemeinsamen Trennstelle einen stufigen Querschnittsübergang haben, wobei die gemeinsame Umhüllung dieser Stufung auf elektrisch verträgliche Weise folgt, das heißt, der Übergang ist annähernd harmonisch.
Entsprechend der erfindungsgemäßen Lösung ist in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung als gießfähiger Kunststoff ein Gießharz, zum Beispiel Polyesterharz, vorgesehen, welches vorzugsweise durch Zugabe beziehungsweise Einmischung con hochfesten nichtmetallischen Fasern, wie zum Beispiel Glasfasern, verstärkt ist.
Zum Zwecke einer Materialeinsparung ist in bevorzugter Weise zur Herstellung der gemeinsamen Umhüllung eine verschließbare erste Form vorgesehen, welche die axial hintereinander angeordneten Leiterwicklungen für Oberspannung und für Unterspannung aufnimmt. Dabei ist in der zur Herstellung der gemeinsamen Umhüllung vorgesehenen ersten Form der zuvor erläuterte Übergang von Oberspannungswicklung zur Unterspannungswicklung in elektrisch verträglicher Weise berücksichtigt. Dies wird dadurch berücksichtigt, dass schroffe Querschnittsveränderungen und dadurch gebildete Konzentrationsbereiche vermieden sind.
Zur Herstellung der gemeinsamen Umhüllung der Oberspannungs- und Unterspannungswicklung dient ein Gießharz, welches in die geschlossene erste Form einleitbar ist, das heißt, erst nachdem der komplette aus Leiterwicklungen und Transformatorkern gebildete Transformator in der Form positioniert ist und die Form geschlossen ist, erfolgt das Vergießen. Hierbei ist gewährleistet, dass die Schichtdicke der aus Gießharz, gegebenenfalls faserverstärktem Gießharz bestehenden Isolierschicht überall eine etwa gleiche Schichtdicke aufweist, die der mechanisch und elektrisch mindestens erforderlichen Schichtdicke entspricht, was gegenüber der herkömmlichen Fertigung derartiger Transformatoren eine nicht unerhebliche Materialeinsparung bedeutet.
Gemäß einer Variante des erfindungsgemäßen Trockentransformators ist eine zweite Form vorgesehen, welche die axial hintereinander angeordneten Leiterwicklungen für Oberspannung und für Unterspannung mit geringem Abstand allseitig umgibt und als Basis für die Herstellung der gemeinsamen Umhüllung vorgesehen ist. Diese zweite Form dient als sogenannte verlorene Form, indem sie als innere Begrenzung der im Zusammenwirken mit der außen befindlichen ersten Form die Schichtdicke der Gieß- harzummantelung bestimmt.
Zu diesem Zweck wird der aus den Leiterwicklungen für Ober- und Unterspannung und dem Transformatorkern gebildete Roh-Transformator mitsamt der diese Anordnung allseitig umgebenden zweiten Form in die erste Form eingesetzt, so dass sie darin mit der ersten Form einen Hohlraum bildet, in den anschließend zwecks Herstellung der gemeinsamen Umhüllung Gießharz eingefüllt wird und bis zur Erstarrung in der ersten Form belassen wird.
Der zwischen der zweiten Form und den von ihr umgebenen Leiterwicklungen gebildete und von der zweiten Form begrenzte Hohlraum, ist zur Befüllung mit einem darin einzuspeisenden nichtleitenden Medium vorgesehen. Dabei kann das nichtleitende Medium ein Isoliergas oder eine Isolierflüssigkeit sein.
Schließlich ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren anzugeben, gemäß welchem der erfindungsgemäße Trockentransformator auf einfache Weise mit möglichst wenig Aufwand herstellbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 20 gelöst.
Demgemäß ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass
• die Leiterwicklungen für Ober- und Unterspannung axial hintereinander auf einem gemeinsamen Transformatorkern angeordnet werden, dass • diese Anordnung in eine verschließbare Form eingebracht wird, dass
• in die Form Gießharz eingeleitet wird, so dass die axial hintereinander angeordneten Leiterwicklungen für Ober- und Unterspannung gemeinsam mit dem Transformatorkern von einer schichtartigen Umhüllung bedeckt sind, dass
• die derart umhüllte Anordnung ausgehärtet wird und dass
• der mit der ausgehärteten Umhüllung versehene Transformator aus der ersten Form entnommen wird.
Gemäß einer alternativen Ausgestaltung dieses erfindungsgemäßen Verfahrenskann auch vorgesehen sein, dass die aus den axial hintereinander auf einem gemeinsamen Transformatorkern angeordneten Leiterwicklungen für Ober- und Unterspannung gebildete Anordnung zunächst mit einer der Kontur dieser Anordnung folgenden zweiten Form komplett so umgeben wird, dass zwischen der Anordnung und der zweiten Form ein allseitiger Zwischenraum resultiert, und dass anschließend die Herstellung der schichtartigen Umhüllung in der ersten Form erfolgt.
Hierbei erweist es sich als vorteilhaft hinsichtlich Fertigungsablauf und Zeitbedarf, dass die zweite Form als verlorene Form für die anschließend aufzubringende schichtartige Umhüllung verwendet wird, indem sie als zur Transformatoranordnung gerichtete Innenoberfläche der schichtartig aufzubringenden Umhüllung dient.
In weiterer Verbesserung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird nach Fertigstellung der schichtartigen Umhüllung in den gebildeten allseitigen Zwischenraum ein Isoliermedium eingespeist, das vorzugsweise ein Isoliergas oder eine Isolierflüssigkeit ist.
Diese und weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Anhand eines in der beigefügten Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles der Erfindung sollen die Erfindung, vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung sowie besondere Vorteile der Erfindung näher erläutert und beschrieben werden.
Es zeigen: Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch eine teilbare Gießform mit einer darin angeordneten Leiterwicklungsanordnung eines erfindungsgemäßen Trockentransformators zur Herstellung einer Umhüllung aus Kunstharz und
Fig. 2 einen schematischen Längsschnitt durch eine Anordnung gemäß Fig. 1 mit einer als verlorene Gießform dienenden Innenhülle für eine darin herzustellende Umhüllung aus Kunstharz
In Fig. 1 ist ein schematischer Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Trockentransformator 10 mit einer aus Oberspannungswicklung 12 und Unterspannungswicklung 14 gebildeten Leiterwicklungsanordnung, welche in einer teilbaren Gießform 16, 18 angeordnet ist, um hierin mit einer Umhüllung 20 versehen zu werden, deren Außenkontur 22 der Gestaltung des Trockentransformators 10 mit geringem Abstand angeglichen ist.
Dementsprechend ist die Innenkontur der teilbaren Gießform 16, 18 auf die spezielle Gestaltung des betreffenden Trockentransformators abgestimmt. Einer bevorzugten Ausführungsform besitzt die teilbare Gießform 16, 18 eine entlang der Mittellinie verlaufende Trennfläche, wobei aufgrund der kreiszylindrischen Form der Ober- und Unterspannungswicklungen 12, 14 eine symmetrische Gestaltung der Innenoberfläche der teilbaren Gießform 16, 18 resultiert.
Die Unterspannungswicklung 14 und die Oberspannungswicklung 12 der im Längsschnitt abgebildeten Leiterwicklungsanordnung sind bei dem hier gezeigten Beispiel axial hintereinander auf einem nicht näher dargestellten Transformatorkem angeordnet, wobei funktionsabhängig der Querschnitt der axial aneinander angrenzenden aus Unterspannungswicklung 14 und Oberspannungswicklung 12 gebildeten Wicklungsmodule voneinander verschieden ist und die Leiterwicklungsanordnung an der Übergangsstelle radial betrachtet einen Stufensprung 13 aufweist.
Dieser radiale Stufensprung 13 ist bei der Formgebung der teilbaren Gießform 16, 18 in spannungsmäßig unkritischer Form mit gerundetem Verlauf 24 ausgeführt.
Als generelles Ziel beim erfindungsgemäßen Trockentransformator 10 gilt es, den Materialbedarf für die Umhüllung für den Trockentransformator 10 möglichst gering zu hal- ten. Dies wird bei der in Fig. 1 beispielhaft dargestellten teilbaren Gießform 16, 18 für einen Trockentransformator 10 dadurch erreicht, dass die Innenkontur der Gießform 16, 18 möglichst eng an die Außenkontur der Leiterwicklungsanordnung angeglichen ist, so dass eine möglichst dünnwandige Umhüllung aus gießbarem Kunstharz herstellbar ist.
Dabei ist die resultierende Wand- oder Schichtdicke der fertigen Umhüllung im Hinblick auf die auftretenden elektrischen wie auch mechanischen Beanspruchungen, die auf den Trockentransformator 10 beim Betrieb beziehungsweise beim Transport zukommen können, optimiert, das heißt, sämtliche in Betracht zu ziehenden Belastungsfälle sind bei der Dimensionierung der teilbaren Gießform 16, 18 berücksichtigt. Demgemäß besteht keine Gefahr des Versagens des erfindungsgemäßen Trockentransformators 10 aufgrund der üblichen Betriebsbedingungen.
Darüber hinaus bietet die erfindungsgemäß angestrebte Verringerung der Wanddicke der Kunstharzumhüllung des Trockentransformators 10 gleichzeitig zu einer besseren Wärmeabfuhr. Die als mechanischer Schutz und als elektrische Isolierung dienende Umhüllung auf Kunstharzbasis ist bekannterweise an sich kein guter Wärmeleiter, so dass eine höhere Wanddicke zwangsläufig auch zu einer stärkeren Zurückhaltung von Wärmeenergie führt.
Wenn also die Dicke dieser Isolierschicht verringert ist, kann die beim Betrieb des Trockentransformators 10 entstehende Verlustwärme besser abgegeben werden, als dies bei einer dicken Isolierschicht möglich ist.
Fig. 2 zeigt einen schematischen Längsschnitt durch eine Anordnung gemäß Fig. 1 , wobei hier zusätzlich eine weitere, die gesamte Leiterwicklungsanordnung 12, 14 umfassende Innenhülle 24 vorgesehen ist, welche als verlorene Gießform für eine darum herum herzustellende Umhüllung aus Kunstharz dient.
Mit anderen Worten, zunächst wird die aus Fig. 1 bereits bekannte Leiterwicklungsanordnung mit einer ausreichend starren als Innenhülle 24 bezeichneten Hülle versehen, die allerdings zur Leiterwicklungsanordnung 12, 14 einen festgelegten Abstand einhält, so dass zwischen der Innenhülle 24 und der Leiterwicklungsanordnung 12, 14 ein vorherbestimmter Hohlraum 26 verbleibt, der später mit einem Isoliermedium gefüllt werden kann, vorzugsweise mit Isoliergas oder Isolieröl. Der im Bereich des Übergangs von der Oberspannungswicklung 12 zur Unterspannungswicklung 14 vorhandene Querschnittssprung 13 findet sich auch bei der Innenhülle 24, allerdings in abgerundeter Form, so dass Kanten und dergleichen als elektrisch kritische Stellen vermieden sind. Ebenso ist die Innenseite der Innenhülle 24 mit einer glatten Oberfläche versehen.
Des Weiteren ist die Innenhülle 24 an der Leiterwicklungsanordnung 12, 14 mittels nicht näher gezeigter Stützen abgestützt, so dass die Lage der Innenhülle 24 in bezug auf die Leiterwicklungsanordnung 12, 14 unverändert bleibt.
Bezugszeichenliste
10 Trockentransformator
12 Oberspannungswicklung
13 Querschnittssprung, Stufensprung an der Stoßstelle der beiden Wicklungen
14 Unterspannungswicklung
16, 18 teilbare Gießform (Halbschalen)
20 Umhüllung
22 Innenkontur der teilbaren Gießform
24 Innenhülle
26 Hohlraum zwischen Leiterwicklungsanordnung und Innenhülle

Claims

Patentansprüche
1. Trockentransformator mit einem Transformatorkern und daran angeordneten Leiterwicklungen (12, 14) für Oberspannung und für Unterspannung, welcher Trockentransformator (10) eine Umhüllung aus einem gießfähigen Kunststoff aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterwicklungen (12, 14) für Oberspannung und für Unterspannung jeweils einzeln mit ihnen separat zugeordneten Umhüllungen versehen sind und dass die Gesamtheit der Leiterwicklungen mit einer gemeinsamen Umhüllung (20) versehen ist.
2. Trockentransformator (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die gemeinsame Umhüllung (20) den Trockentransformator (10) schichtartig mit einer weitestgehend gleichmäßigen Schichtdicke umgibt.
3. Trockentransformator (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jede Leiterwicklung (12, 14) für Oberspannung und für Unterspannung axial hintereinander angeordnet sind und der Transformatorkern ihre Mittelachse bildet.
4. Trockentransformator (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterwicklungen (12, 14) für Oberspannung und für Unterspannung einen unterschiedlichen Querschnitt aufweisen.
5. Trockentransformator (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterwicklungen (12, 14) für Oberspannung und für Unterspannung an ihrer gemeinsamen Trennstelle (13) einen stufigen Querschnittsübergang haben, und dass die gemeinsame Umhüllung (20) dieser Stufung mit einem abgerundeten Verlauf folgt.
6. Trockentransformator (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der gießfähige Kunststoff ein Gießharz, zum Beispiel Polyesterharz, ist.
7. Trockentransformator (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Gießharz mit hochfesten nichtmetallischen Fasern verstärkt ist.
8. Trockentransformator (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung der gemeinsamen Umhüllung (20) eine erste teilbare Form (16, 18) vorgesehen ist, welche die axial hintereinander angeordneten Leiterwicklungen (12, 14) für Oberspannung und für Unterspannung aufnimmt.
9. Trockentransformator (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass in der zur Herstellung der gemeinsamen Umhüllung (20) vorgesehenen ersten teilbaren Form (16, 18) der stufige Übergang (13) von Oberspannungswicklung (12) zur Unterspannungswicklung (14) berücksichtigt ist.
10. Trockentransformator (10) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung der gemeinsamen Umhüllung (20) der Oberspannungsund Unterspannungswicklung (12, 14) ein Gießharz dient, welches in die geschlossene erste teilbare Form einleitbar ist.
11.Trockentransformator (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Innenhülle (24) vorgesehen ist, welche die axial hintereinander angeordneten Leiterwicklungen (12, 14) für Oberspannung und für Unterspannung mit geringem Abstand allseitig umgibt und als Basis für die Herstellung der gemeinsamen Umhüllung (20) vorgesehen ist.
12. Trockentransformator (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die die Leiterwicklungen (12, 14) für Ober- und Unterspannung allseitig umgebende in die erste Form eingesetzte Innenhülle (24) darin mit der ersten teilbaren Form einen Hohlraum (28) bildet, der zwecks Herstellung der gemeinsamen Umhüllung mit Gießharz ausgefüllt ist.
13. Trockentransformator (10) nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenhülle (24) eine verlorene Form ist, die gegenüber den von ihr umgebenen Leiterwicklungen (12, 14) ein Hohlraum (26) begrenzt, der mit einem nichtleitenden Medium befüllbar ist.
14. Trockentransformator (10) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das nichtleitende Medium ein Isoliergas ist.
15. Trockentransformator (10) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das nichtleitende Medium eine Isolierflüssigkeit ist ist.
16. Verfahren zur Herstellung eines Trockentransformator (10) s nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
• die Leiterwicklungen (12, 14) für Ober- und Unterspannung axial hintereinander auf einem gemeinsamen Transformatorkern angeordnet werden, dass
• diese Anordnung in eine teilbare Form (16, 18) eingebracht wird, dass
• in die Form Gießharz eingeleitet wird, so dass die axial hintereinander angeordneten Leiterwicklungen (12, 14) für Ober- und Unterspannung gemeinsam mit dem Transformatorkem von einer Umhüllung (20) bedeckt sind, und dass
• die derart umhüllte Anordnung abschließend ausgehärtet wird.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die aus den axial hintereinander auf einem gemeinsamen Transformatorkem angeordneten Leiterwicklungen (12, 14) für Ober- und Unterspannung gebildete Anordnung zunächst mit einer der Kontur dieser Anordnung folgenden Innenhülle (24) komplett so umgeben wird, dass zwischen der Anordnung und der Innenhülle (24) ein allseitiger Zwischenraum (26) resultiert, und dass anschließend die Herstellung der Umhüllung (20) erfolgt.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass Innenhülle (24) als verlorene Form für die anschließend aufzubringende Umhüllung (20) verwendet wird.
19. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass in den gebildeten allseitigen Zwischenraum (26) ein Isoliermedium eingespeist wird.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass als Isoliermedium ein Isoliergas oder eine Isolierflüssigkeit eingespeist wird.
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