WO2012007101A1 - Ein- oder mehrphasiger trocken-transformator mit mindestens zwei spulen - Google Patents

Ein- oder mehrphasiger trocken-transformator mit mindestens zwei spulen Download PDF

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Bhavesh Patel
Burak Esenlik
Frank Cornelius
Marcos Bockholt
Jens Tepper
Rafael Murillo
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    • H01F30/12—Two-phase, three-phase or polyphase transformers

Definitions

  • the invention relates to a single- or multi-phase dry-type transformer with at least two coils.
  • the three coils are arranged in electrically safe distance next to each other. Especially at high voltages, the necessary distances between the coils associated with the three phases become relatively large in order to withstand the voltage stresses in the surge voltage test. Overall, this leads to a less compact design of the transformer.
  • the invention has for its object to provide a single- or multi-phase dry-type transformer with at least two coils, which allows a compact design even at high voltages.
  • This object is achieved by a single- or multi-phase dry-type transformer with at least two coils, wherein an intermediate-phase barrier is disposed of an electrically insulating material in the space between the individual coils.
  • Two coils can also be used for a single-phase transformer in which a coil is placed on a core with two legs on each leg.
  • CONFIRMATION COPY can be. This achieves a compact construction of the dry-type transformer.
  • each gap can be used both a single barrier and a plurality of juxtaposed barriers.
  • the latter can be interconnected by spacers, which are preferably not arranged in the edge region, in order to increase the creepage path as efficiently as possible.
  • spacers which are preferably not arranged in the edge region, in order to increase the creepage path as efficiently as possible.
  • FIGS. 1 to 6 show different embodiments of intermediate-phase barriers
  • FIGS. 1-6 Different embodiments of intermediate-phase barriers are shown in FIGS. 1-6.
  • a view of three juxtaposed coils 1, 2, 3 of a three-phase dry-type transformer is shown, wherein in each case between the coils 1 and 2 and between the coils 2 and 3 an existing of an electrically insulating material inter-phase barrier is provided:
  • plate-shaped barriers 4 in the form of straight, flat, rectangular plates of predetermined length, width and height are used as intermediate-phase barriers.
  • respective creepage path extensions 5 are attached to the outer edges (ends) of the plate-shaped barriers 4.
  • This creepage extensions 5 can z. B. have a triangular cross-section, as shown.
  • one-piece moldings 6 are used to form the intermediate-phase barriers. These one-piece moldings 6 have expediently on their outer edges on the creepage extending, integrated shapes.
  • each intermediate-phase barrier is formed in two parts in the form of two plates 7, 8 arranged parallel to one another.
  • a plurality of spacers 9 are arranged between the two plates 7, 8 in extension to the configuration according to FIG. 4, wherein these spacers 9 are preferably arranged not offset in the edge area, but in the direction towards the center of the plate, in order to access them Way to ensure an extension of the creepage path.
  • FIG. 6 in a modification of the embodiments according to FIG. 4 or 5, two plates 10, 11 arranged parallel to one another are provided, each with bent end piece as parts of the intermediate-phase barrier, wherein optionally spacers 9 are provided between these plates 10, 11 ,
  • FIGS. 7-13 Different embodiments of spacers to a press beam / yoke of a dry-type transformer are shown in FIGS. 7-13. These spacers serve to provide a defined distance between the interphase barrier and the commonly grounded press beam / yoke of the dry type transformer.
  • the spacers consist of a pad of an electrically insulating material having at least one groove on its upper side for receiving an inter-phase barrier, wherein the side surfaces of the pad are surmounted by at least one insulating plate so as to achieve a Kriechwegverinrung. The bottom side of the pad comes into contact with the press beam / yoke.
  • FIGS. 7-10 show a view of a spacer:
  • the spacer 13 has a groove 15 in the block 14, which is surmounted on all sides by at least one insulation plate 16.
  • the width of this groove 15 corresponds to the width of the plate-shaped barrier 4 or the width of the one-piece molded part 6 or the width of the configuration "plate 7 + spacer".
  • Stand holder 9 + plate 8 or the width of the configuration” plate 10 + spacer 9 + plate 11 ".
  • the spacer 19 has two parallel grooves 20, 21 in the block 14, which on all sides in turn is surmounted by at least one insulation plate 16.
  • the width of these grooves 20, 21 corresponds to the width of the plates 7, 8 or 10, 11.
  • the spacer 23 has a groove 24 closed on one side in the block 14, which has the advantage that an additional lateral fixation of the intermediate-phase barrier is created, ie. H. this spacer 23 will preferably be used in the corner regions of the inter-phase barrier.
  • the spacer 26 has two grooves 27, 28 which are closed on one side in the block 14, which has the advantage that an additional lateral fixing of the plates 7, 8 of the interphase barrier is created, ie. H. this spacer 26 will also preferably be used in the corner regions of the inter-phase barrier.
  • Fig. 11 shows in addition to the figures 7 and 9 is a side view of a spacer 13 or 23 with block 14, groove 15 or 24 and three parallel insulation plates 16, wherein the bottom side 17 of the pad 14 comes into contact with a presser bar / yoke.
  • Fig. 12 in addition to Fig. 11, shows a side view of a practical application of a spacer 13 or 23 with a "plate 7 + spacer 9 + plate 8" configuration inserted into the groove 15 or 24 to provide the inter-phase barrier.
  • Figure 13 in addition to Figures 8 and 10, shows a side view of a spacer 19 or 26 with pad 14, groove 20 or 27, groove 21 or 28 and three parallel insulation plates 16, with the bottom side 17 of the pad 14 in contact with a presser bar / Yoke enters.
  • 14 shows, in addition to FIG. 13, a side view of a practical application of a spacer 19 or 26 with a plate 7 inserted into the groove 20 or 27 and with a plate 8 inserted into the groove 21 or 28 to provide the intermediate phase Barrier.
  • FIGS. 15, 16 show different exemplary embodiments of spacers equipped with intermediate-phase barriers.
  • Fig. 15 there is shown an inter-phase barrier provided between the coils 1 and 2, which is formed of a configuration "plate 7 + a plurality of spacers 9 + plate 8", this configuration at their lower and upper outer edges respectively into the Grooves 15 of spacers 13 is inserted.
  • FIG. 16 there is shown an inter-phase barrier formed between the coils 2 and 3, which is formed of two plates 7, 8, these plates at their lower and upper outer edges in the corner areas in the grooves 27, 28 of spacers 26 are inserted.

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  • Power Engineering (AREA)
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Abstract

Es wird ein ein- oder mehrphasiger Trocken-Transformator mit mindestens zwei Spulen (1, 2, 3) vorgeschlagen, wobei eine Zwischen-Phasen-Barriere (4, 6, 7, 8, 10, 11) aus einem elektrisch isolierenden Material im Zwischenraum zwischen den einzelnen Spulen angeordnet ist.

Description

Ein- oder mehrphasiger Trocken-Transformator mit mindestens zwei Spulen
Beschreibung
Die Erfindung betrifft einen ein- oder mehrphasigen Trocken-Transformator mit mindestens zwei Spulen.
Bei Dreiphasen-Transformatoren werden üblicherweise die drei Spulen in elektrisch sicherem Abstand nebeneinander angeordnet. Insbesondere bei hohen Spannungen werden die notwendigen Abstände zwischen den den drei Phasen zugeordneten Spulen relativ groß, um den Spannungsbeanspruchungen bei der Stoßspannungsprüfung standzuhalten. Dies führt insgesamt zu einem weniger kompakten Aufbau des Transformators.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen ein- oder mehrphasigen Trocken- Transformator mit mindestens zwei Spulen anzugeben, welcher auch bei hohen Spannungen einen kompakten Aufbau ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen ein- oder mehrphasigen Trocken-Transformator mit mindestens zwei Spulen, wobei eine Zwischen-Phasen- Barriere aus einem elektrisch isolierenden Material im Zwischenraum zwischen den einzelnen Spulen angeordnet ist.
Zwei Spulen können auch für einen einphasigen Transformator verwendet werden, bei dem auf einem Kern mit zwei Schenkeln auf jedem Schenkel eine Spule angeordnet wird.
Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, dass infolge der Anordnung der Zwischen-Phasen-Barrieren im Zwischenraum zwischen den einzelnen Spulen die notwendigen Abstände zwischen den Spulen signifikant verringert
BESTÄTIGUNGSKOPIE werden können. Hiermit wird ein kompakter Aufbau des Trocken-Transformators erzielt. Dabei können je Zwischenraum sowohl eine einzelne Barriere als auch mehrere nebeneinander angeordnete Barrieren eingesetzt sein. Letztere können durch Abstandshalter miteinander verbunden sein, die vorzugsweise nicht im Randbereich angeordnet sind, um derart den Kriechweg möglichst effizient zu erhöhen. Des Weiteren ist es vorteilhaft, an den Enden der Barriere in Richtung von (geerdeten) Pressbalken/Jochen eine Kriechwegverlängerung in Form von Abstandshaltern anzubringen.
Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 - 6 unterschiedliche Ausführungsformen von Zwischen-Phasen- Barrieren,
Fig. 7 - 13 unterschiedliche Ausführungsformen von Abstandshaltern zu einem
Pressbalken/Joch eines Trocken-Transformators,
Fig. 15, 16 unterschiedliche Ausführungsbeispiele von mit Abstandshaltern bestückten Zwischen-Phasen-Barrieren.
In den Fig. 1 - 6 sind unterschiedliche Ausführungsformen von Zwischen-Phasen- Barrieren dargestellt. Bei den Figuren ist eine Sicht auf drei nebeneinander angeordnete Spulen 1 , 2, 3 eines dreiphasigen Trocken-Transformators gezeigt, wobei jeweils zwischen den Spulen 1 und 2 sowie zwischen den Spulen 2 und 3 eine aus einem elektrisch isolierenden Material bestehende Zwischen-Phasen-Barriere vorgesehen ist:
• Gemäß Fig. 1 sind plattenförmige Barrieren 4 in Form gerader, planebener, rechtwinkliger Platten vorgegebener Länge, Breite und Höhe als Zwischen- Phasen-Barrieren eingesetzt. • Gemäß Fig. 2 sind in Erweiterung zur Konfiguration gemäß Fig. 1 jeweils Kriechweg-Verlängerungen 5 an den Außenkanten (Enden) der plattenförmige Barrieren 4 angesetzt. Diese Kriechweg-Verlängerungen 5 können z. B. einen dreieckförmigen Querschnitt aufweisen, wie gezeigt.
• Gemäß Fig. 3 werden einstückige Formteile 6 zur Bildung der Zwischen- Phasen-Barrieren verwendet. Diese einstückigen Formteile 6 weisen insbesondere an ihren Aussenkanten zweckmäßig den Kriechweg verlängernde, integrierte Formgebungen auf.
• Gemäß Fig. 4 ist jede Zwischen-Phasen-Barriere zweiteilig in Form von zwei parallel nebeneinander angeordneten Platten 7, 8 ausgebildet.
• Gemäß Fig. 5 sind in Erweiterung zur Konfiguration gemäß Fig. 4 jeweils mehrere Abstandshalter 9 zwischen den beiden Platten 7, 8 angeordnet, wobei diese Abstandshalter 9 vorzugsweise nicht im Kantenbereich, sondern hierzu in Richtung zur Plattenmitte hin versetzt angeordnet sind, um auf diese Weise eine Verlängerung des Kriechweges zu gewährleisten.
• Gemäß Fig. 6 sind in Abwandlung der Ausführungsformen gemäß Fig. 4 oder 5 zwei parallel zueinander angeordnete Platten 10, 11 mit jeweils abgebogenem Endstück als Teile der Zwischen-Phasen-Barriere vorgesehen, wobei wahlweise Abstandshalter 9 zwischen diesen Platten 10, 11 vorgesehen sind.
In den Fig. 7 - 13 sind unterschiedliche Ausführungsformen von Abstandshaltern zu einem Pressbalken/Joch eines Trocken-Transformators dargestellt. Diese Abstandshalter dienen zur Schaffung eines definierten Abstandes zwischen der Zwischen- Phasen-Barriere und dem üblicherweise geerdeten Pressbalken/Joch des Trocken- Transformators. Die Abstandshalter bestehen aus einem Klotz aus einem elektrisch isolierenden Material mit mindestens einer Nut auf seiner Oberseite zur Aufnahme einer Zwischen-Phase-Barriere, wobei die Seitenflächen des Klotzes von mindestens einer Isolationsplatte überragt werden, um derart eine Kriechwegverlängerung zu erzielen. Die Bodenseite des Klotzes tritt in Kontakt mit dem Pressbalken/Joch. Bei den Figuren 7 - 10 ist eine Sicht auf einen Abstandshalter gezeigt:
• Gemäß Fig. 7 weist der Abstandshalter 13 eine Nut 15 im Klotz 14 auf, welcher allseitig von mindestens einer Isolationsplatte 16 überragt wird. Die Breite dieser Nut 15 entspricht der Breite der plattenförmigen Barriere 4 oder der Breite des einstückigen Formteils 6 oder der Breite der Konfiguration„Platte 7 + Ab- Standshalter 9 + Platte 8" oder der Breite der Konfiguration„Platte 10 + Abstandshalter 9 + Platte 11".
• Gemäß Fig. 8 weist der Abstandshalter 19 zwei parallele Nuten 20, 21 im Klotz 14 auf, welcher allseitig wiederum von mindestens einer Isolationsplatte 16 überragt wird. Die Breite dieser Nuten 20, 21 entspricht der Breite der Platten 7, 8 oder 10, 11. Vorteilhaft kann bei Verwendung des Abstandshalters 19 auf Abstandshalter 9 zwischen den Platten 7, 8 oder 10, 11 verzichtet werden.
• Gemäß Fig. 9 weist der Abstandshalter 23 eine einseitig endseitig geschlossene Nut 24 im Klotz 14 auf, was den Vorteil hat, dass eine zusätzliche seitliche Fixierung der Zwischen-Phasen-Barriere geschaffen wird, d. h. dieser Abstandshalter 23 wird vorzugsweise in den Eckbereichen der Zwischen-Phasen- Barriere zum Einsatz gelangen.
• Gemäß Fig. 10 weist der Abstandshalter 26 zwei einseitig endseitig geschlossene Nuten 27, 28 im Klotz 14 auf, was den Vorteil hat, dass eine zusätzliche seitliche Fixierung der Platten 7, 8 der Zwischen-Phasen-Barriere geschaffen wird, d. h. dieser Abstandshalter 26 wird ebenfalls vorzugsweise in den Eckbereichen der Zwischen-Phasen-Barriere zum Einsatz gelangen.
Fig. 11 zeigt in Ergänzung zu den Figuren 7 und 9 eine Seitenansicht eines Abstandshalters 13 oder 23 mit Klotz 14, Nut 15 oder 24 und drei parallelen Isolationsplatten 16, wobei die Bodenseite 17 des Klotzes 14 in Kontakt mit einem Pressbaken/Joch tritt.
Fig. 12 zeigt in Ergänzung zur Fig. 11 eine Seitenansicht eines praktischen Anwendungsfalls eines Abstandshalters 13 oder 23 mit einer in die Nut 15 oder 24 eingelegten Konfiguration„Platte 7 + Abstandshalter 9 + Platte 8" zur Schaffung der Zwischen-Phasen-Barriere.
Fig. 13 zeigt in Ergänzung zu den Figuren 8 und 10 eine Seitenansicht eines Abstandshalters 19 oder 26 mit Klotz 14, Nut 20 oder 27, Nut 21 oder 28 und drei parallelen Isolationsplatten 16, wobei die Bodenseite 17 des Klotzes 14 in Kontakt mit einem Pressbaken/Joch tritt. Fig. 14 zeigt in Ergänzung zur Fig. 13 eine Seitenansicht eines praktischen Anwendungsfalls eines Abstandshalters 19 oder 26 mit einer in die Nut 20 oder 27 eingelegten Platte 7 und mit einer in die Nut 21 oder 28 eingelegten Platte 8 zur Schaffung der Zwischen-Phasen-Barriere.
In den Fig. 15, 16 sind unterschiedliche Ausführungsbeispiele von mit Abstandshaltern bestückten Zwischen-Phasen-Barrieren dargestellt. In Fig. 15 ist eine zwischen den Spulen 1 und 2 geschaffene Zwischen-Phasen-Barriere gezeigt, welche aus einer Konfiguration„Platte 7 + mehrere Abstandshalter 9 + Platte 8" gebildet ist, wobei diese Konfiguration an ihrer unteren und oberen Außenkante jeweils in die Nuten 15 von Abstandshaltern 13 eingelegt ist.
In Fig. 16 ist eine zwischen den Spulen 2 und 3 geschaffene Zwischen-Phasen- Barriere gezeigt, welche aus zwei Platten 7, 8 gebildet ist, wobei diese Platten an ihrer unteren und oberen Außenkante in den Eckbereichen in die Nuten 27, 28 von Abstandshaltern 26 eingelegt sind.
Bezugszeichenliste Spule
Spule
Spule
plattenförmige Barriere als Zwischen-Phasen-Barriere
Kriechweg-Verlängerungen an den Enden der plattenförmigen Barriere einstückige Formteil zur Bildung einer Zwischen-Phasen-Barriere
Platte als Teil einer Zwischen-Phasen-Barriere
Platte als Teil einer Zwischen-Phasen-Barriere
Abstandshalter
Platte mit jeweils abgebogenem Endstück als Teil einer Zwischen-Phasen- Barriere
Platte mit jeweils abgebogenem Endstück als Teil einer Zwischen-Phasen- Barriere Abstandshalter zu einem Pressbalken/Joch eines Trocken-Transformators Klotz
Nut
Isolationsplatte
Bodenseite des Klotzes Abstandshalter zu einem Pressbalken/Joch eines Trocken-Transformators Nut
Nut Abstandshalter zu einem Pressbalken/Joch eines Trocken-Transformators einseitig endseitig geschlossene Nut Abstandshalter zu einem Pressbalken/Joch eines Trocken-Transformators einseitig endseitig geschlossene Nut
einseitig endseitig geschlossene Nut

Claims

Patentansprüche
1. Ein- oder mehrphasiger Trocken-Transformator mit mindestens zwei Spulen (1 , 2, 3), wobei eine Zwischen-Phasen-Barriere (4, 6, 7, 8, 10, 11) aus einem elektrisch isolierenden Material im Zwischenraum zwischen den einzelnen Spulen angeordnet ist.
2. Ein- oder mehrphasiger Trocken-Transformator nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischen-Phasen-Barriere (4, 6) in Form einer einzelnen Barriere ausgebildet ist.
3. Ein- oder mehrphasiger Trocken-Transformator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenphase-Barriere (4) als plattenförmige Barriere in Form einer geraden, planebenen, rechtwinkligen Platte ausgebildet ist.
4. Ein- oder mehrphasiger Trocken-Transformator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass Kriechweg-Verlängerungen (5) an den Außenkanten der plattenförmigen Barriere angesetzt sind.
5. Ein- oder mehrphasiger Trocken-Transformator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenphase-Barriere (6) als einstückiges Formteil mit integrierten Kriechweg-Verlängerungen ausgebildet ist.
6. Ein- oder mehrphasiger Trocken-Transformator nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischen-Phasen-Barriere (7, 8, 10, 11) in Form mehrerer nebeneinander angeordneter Barrieren ausgebildet ist.
7. Ein- oder mehrphasiger Trocken-Transformator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die nebeneinander angeordneten Barrieren jeweils abgebogene Endstücke aufweisen.
8. Ein- oder mehrphasiger Trocken-Transformator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die nebeneinander angeordneten Barrieren durch Abstandshalter (9) miteinander verbunden sind.
9. Ein- oder mehrphasiger Trocken-Transformator nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischen-Phasen-Barriere (4, 6, 7, 8, 10, 11) über Abstandshalter (13, 19, 23, 26) mit Pressbalken / Jochen verbunden ist.
10. Ein- oder mehrphasiger Trocken-Transformator nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstandhalter (13, 19, 23, 26) aus einem Klotz (14) aus einem elektrisch isolierenden Material gebildet ist, welcher mindestens eine Nut (15, 20, 21 , 24, 27, 28) auf seiner Oberseite zur Aufnahme der Zwischen-Phasen- Barriere (4, 6, 7, 8, 10, 11) aufweist und von mindestens einer Isolationsplatte (16) überragt wird.
11. Ein- oder mehrphasiger Trocken-Transformator nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (24, 27, 28) zur Arretierung eines Eckbereichs der Zwischen-Phasen-Barriere (4, 6, 7, 8, 10, 11) einseitig endseitig geschlossen ist.
PCT/EP2011/003160 2010-07-10 2011-06-28 Ein- oder mehrphasiger trocken-transformator mit mindestens zwei spulen WO2012007101A1 (de)

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