WO2013045203A1 - Transformator mit stickstofferzeugungseinrichtung - Google Patents

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WO2013045203A1
WO2013045203A1 PCT/EP2012/067057 EP2012067057W WO2013045203A1 WO 2013045203 A1 WO2013045203 A1 WO 2013045203A1 EP 2012067057 W EP2012067057 W EP 2012067057W WO 2013045203 A1 WO2013045203 A1 WO 2013045203A1
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nitrogen
transformer
filling gas
container
pressure
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PCT/EP2012/067057
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Ivanka ATANASOVA-HÖHLEIN
Thomas Hammer
Uwe Rimmele
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • H01F27/08—Cooling; Ventilating
    • H01F27/10—Liquid cooling
    • H01F27/12—Oil cooling
    • H01F27/14—Expansion chambers; Oil conservators; Gas cushions; Arrangements for purifying, drying, or filling
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    • B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
    • B01D2259/402—Further details for adsorption processes and devices using two beds
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    • C01B2210/0043—Impurity removed
    • C01B2210/0062—Water

Definitions

  • the invention relates to a transformer according to the preamble of patent claim 1.
  • Transformers in particular power transformers, are often filled with an insulating liquid, usually an oil, for insulation and cooling.
  • This insulating fluid must be protected against moisture and oxidation.
  • Present moisture- ⁇ ness causes premature aging, in particular the hard ⁇ fabric insulation in the transformer, and worsens the di ⁇ electrical properties of the insulating liquid.
  • Oxygen causes oxidation of the insulating liquid in particular, which also ages prematurely as a result.
  • sour ⁇ material acts in the event of a serious error fire-promoting.
  • transformers are stored or transported, they are usually not filled with insulating liquid.
  • the solid insulation can absorb existing moisture. As a result, the insulation properties deteriorate and the solid insulation must be dried consuming before filling the insulating liquid.
  • the insulating liquid and the solid insulation from in principle to protect moisture and oxidation by oxygen.
  • the transformer can be hermetically sealed. Since the insulating liquid by heat exposure ⁇ but expands in operation, expensive and prone rubber bags or expansion radiators must be provided for pressure equalization. For transport complicated and vulnerable Gear ⁇ matiken must be provided with dry air or nitrogen in pressure vessels.
  • the transformer can be equipped with pressure equalization tanks, which make the pressure equalization with the surrounding ⁇ air.
  • pressure equalization tanks For drying the air are commercially available Used facilities that are very maintenance-intensive, since the desiccant must be regenerated regularly. The dormitorgerufe ⁇ nen by the presence of oxygen characterized problems remain still present.
  • Object of the present invention is to provide a transformer that can be easily and low maintenance protected against moisture and Sau ⁇ erstoff both during storage and transport and during operation.
  • the invention is based on a transformer with a container for receiving an insulating liquid and / or a filling gas, with a generating device for generating a nitrogen stream and with a supply line for feeding the generated nitrogen stream into the container.
  • the generating device for generating the nitrogen stream is designed to generate the nitrogen stream from the ambient air.
  • the nitrogen can be generated so advantageous continuously from the surrounding air. Pressure vessels, which must be regularly checked and renewed, can therefore be omitted.
  • the transformer according to the invention comprises a pressure gauge for measuring the filling gas pressure, which is operatively connected to a supply valve in the supply line to ⁇ such that a drop in Gregasdrucks causes opening of the supply valve. If the fill gas pressure in the container, because the to contract or insulating liquid by cooling through a leak, this will be registered by the pressure gauge and open Zumoni ⁇ approximately valve in the feed line to the container, so that the nitrogen can flow into the container and the pressure loss of the Filling gas equalizes. Is advantageously prevents moisture and oxygen can penetrate containing Conversely ⁇ ambient air into the container.
  • a further advantageous embodiment of the invention is characterized by a discharge line for the discharge of filling gas from the container.
  • the pressure measuring device is operatively connected to a discharge valve in the discharge line such that an increase in the filling gas pressure causes an opening of the discharge valve.
  • Increase the filling gas pressure in Be Schol ⁇ ter because the insulating liquid expands due to heating of ⁇ , this is registered by the pressure gauge and the discharge valve in the discharge line is opened so that the pressure of the filling gas can escape into the environment.
  • the transformer can be completed without expensive and vulnerable rubber bags or Dehnradiatoren necessary as a surge tank.
  • the generating device comprises a compressor for compressing ambient air and a first separating device for separating nitrogen from the compressed ambient air.
  • the compressor air can be produced at higher pressure, whereby a separation device for separating nitrogen from air works more efficiently.
  • the generated nitrogen can be provided under higher pressure, whereby the buffer can hold the same amount of nitrogen at a smaller volume.
  • the generating device comprises a second nitrogen separator, which is connected in parallel with the first nitrogen separator.
  • the two Stickstoffabtrennvoriques are operable such that in alternation each separating a nitrogen and the other depending ⁇ wells regenerated.
  • Different types of nitrogen separation devices can only be operated continuously for a certain time and then have to go through a regeneration phase.
  • Nitrogen separators operating in alternating operation can continuously produce nitrogen.
  • a further advantageous embodiment of the invention provides that at least one of the nitrogen separation devices is designed as a molecular sieve or as a hollow-fiber membrane. Mol ⁇ sieves and hollow fiber membranes do without moving parts and are particularly reliable and low maintenance.
  • a buffer for nitrogen connected to the generating device is provided.
  • the supply of nitrogen to the container is ensured even in the case of a short-term failure of the generating device.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a erfindungsge ⁇ MAESSEN transformer
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a device for nitrogen separation
  • FIG. 1 shows a transformer 1 according to the invention.
  • a transformer tank 2 windings not shown here, core, solid insulation and tap changer are arranged, inter alia.
  • Isolierflüs ⁇ stechnik 5 often mineral oil or Esther filled.
  • a container 3 which is connected via a connecting line 4 with the insulating liquid 5 in the interior of the transformer boiler 2 in combination. Liquid 5 can thus flow out from the transformer tank 2 in the container 3 and vice versa ⁇ .
  • a device for generating a nitrogen stream 7 generates a nitrogen stream 90 from the ambient air 80.
  • the generating device 7 may contain, for example, molecular sieves or hollow-fiber membranes for separating nitrogen from the ambient air 80.
  • the generated nitrogen flow 90 passes via a section of the supply line 13 into a buffer 8 and is temporarily stored there until it is used. Further sections of the supply line 13 extend into the container 3 and may have additional valves, sensors or other devices.
  • insulating liquid 5 in the transformer 1 then expands due to the temperature rise, insulating liquid 5 is pressed out of the transformer tank 2 into the container 3.
  • the filling gas 6 is thereby compressed and the pressure in the filling gas 6 increases relative to the ambient pressure.
  • This pressure increase is registered by a pressure gauge 11 and triggers a closure of the feed valve 9 and opening of the discharge valve 10.
  • a differential pressure gauge which measures the pressure difference between the ambient air 80 and the filling gas 6 can serve as a pressure measuring device 11.
  • the positive pressure of the filling gas 6 can now order ⁇ lim escape through the discharge valve 10 in the.
  • the pressure gauge 11 If the pressure is balanced, that is, the pressure of the filling gas 6 corresponds to the ambient pressure, this is in turn registered by the pressure gauge 11, wel ⁇ then ches a closure of the discharge valve 10 causes. Cools the transformer 1 and thereby reduces the volume of the insulating liquid 5 again, so insulating liquid ⁇ 5 flows from the container 3 in the transformer tank 2. The gas pressure of the filling gas 6 is thereby reduced. This is registered by the pressure gauge 11 and triggers a closure of the discharge valve 10 and an opening of the supply valve 9. Nitrogen now flows from the intermediate store 8 into the container 3. A flow meter 12 registers the quantity and direction of the nitrogen stream 90. If the pressure of the filling 6 balanced, the supply valve 9 is again ge ⁇ closed and the nitrogen flow 90 stopped.
  • the transformer 1 is flooded with nitrogen.
  • nitrogen 8 is supplied to the loading ⁇ container 3 from the intermediate storage.
  • the air contained in the transformer 1 can escape through a valve, not shown here.
  • the Trans ⁇ formator 1 is filled with a slight overpressure of about 0.1 bar of nitrogen so that it can penetrate into the transformer 1 at about existing leaks no ambient air 80th About the pressure gauge 11 and the feed valve 9, the pressure in the transformer 1 is monitored and supplied with any pressure losses nitrogen until the desired pressure again he ⁇ is enough.
  • Figures 2 and 3 show various embodiments of the generating means 7 for nitrogen.
  • FIG. 2 shows a nitrogen generating device 7 with two nitrogen separators 31, 32, which separate the nitrogen from the ambient air 80.
  • the ambient air 80 is first compressed by a compressor 20 and finally cooled by the compressed air compressed air from a cooling 21. Thereafter, the compressed air is still purified by a filter 22 of oil and particles and then the Stickstoffabtrenn Roaden 31, 32, respectively.
  • the nitrogen separation devices 31, 32 are constructed identically and are used in alternating operation in a pressure swing adsorption process. One of the nitrogen separation devices 31, 32 is always in the separation mode and it generates the nitrogen flow 90, the other one is in the regeneration operation.
  • the nitrogen separation devices 31, 32 may for example be filled with a material that is a molecular sieve serves.
  • a material that is a molecular sieve serves.
  • a mixture of various mole ⁇ sieve materials such as carbon-based molecular sieves such as CarboTech CMS F 1.3 and F 1.8 CarboTech CMS or zeolite-based molecular sieves 3A or 4A with pore size used.
  • the materials are selected so that nitrogen may passie ⁇ ren and oxygen and humidity is adsorbed.
  • the filling of the nitrogen separation devices 31, 32 can also consist of hollow fibers.
  • hollow fibers with partially permeable structures are used so that the walls of the fiber act as a membrane.
  • the various components contained in the air diffuse at different rates through the hollow-fiber membrane. Oxygen, carbon dioxide and hydrogen leave the air mixture very fast. Nitrogen with a low degree of diffusion penetrates the hollow-fiber membrane very slowly and in this way accumulates as it flows through the hollow fiber.
  • Corresponding hollow fibers for separating nitrogen are commercially verheg ⁇ bar.
  • the nitrogen separation device 31 is first flowed through by the compressed air, in that the valves 34 are opened and the valve 35 is closed. At the same time, the nitrogen produced by the nitrogen separator 31 flows via the connecting line 37 in the opposite direction through the nitrogen separator 32. The valves 33 are closed to this end, and the valve 36 is opened. The substances adsorbed in the nitrogen separator 32 are desorbed and discharged into the ambient air. The nitrogen separator 32 is thus regenerated.
  • the nitrogen separator 31 When the filling of the nitrogen separator 31 with the adsorbed substances is saturated, the nitrogen separator 31 is switched to the regeneration mode, the nitrogen separator 32 to the separator mode. For this purpose, the valves 34 and 36 are closed and the valves 33 and 35 are opened.
  • the compressed air now flows through the embroidery Stoffabtrenn Anlagen 32, which generates the Stickstoffström 90, at the same time with a portion of the nitrogen stream 90, the Stickstoffabtrenn adopted 31 is regenerated.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Transformator (1) mit einem Behälter (3) zur Aufnahme einer Isolierflüssigkeit (5) und /oder eines Füllgases (6), mit einer Einrichtung (7) zur Erzeugung eines Stickstoffstroms (90) und mit einer Zuführungsleitung (13) zur Zuführung des erzeugten Stickstoffstroms (90) in den Behälter (3), um die Isolierflüssigkeit (5) und die Feststoffisolation sowohl im Betrieb als auch bei Lagerung und Transport des Transformators (1) vor Feuchte und Oxydation durch Sauerstoff zu schützen. Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass die Einrichtung (7) zur Erzeugung des Stickstoffstroms (90) dazu ausgebildet ist, den Stickstoffström (90) aus Umgebungsluft (80) zu erzeugen.

Description

Beschreibung
Transformator mit Stickstofferzeugungseinrichtung Die Erfindung betrifft einen Transformator gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Transformatoren, insbesondere Leistungstransformatoren, sind häufig mit einer Isolierflüssigkeit, meist einem Öl, zur Iso- lation und Kühlung gefüllt. Diese Isolierflüssigkeit muss vor Feuchte und Oxidation geschützt werden. Anwesende Feuchtig¬ keit bewirkt eine vorzeitige Alterung, insbesondere der Fest¬ stoffisolation im Transformator, und verschlechtert die di¬ elektrischen Eigenschaften der Isolierflüssigkeit. Sauerstoff bewirkt eine Oxidation insbesondere der Isolierflüssigkeit, die dadurch ebenso vorzeitig altert. Außerdem wirkt Sauer¬ stoff im Falle eines schwerwiegenden Fehlers brandfördernd. Werden Transformatoren gelagert oder transportiert, so sind sie in der Regel nicht mit Isolierflüssigkeit gefüllt. Hier kann jedoch die Feststoffisolation vorhandene Feuchtigkeit aufnehmen. Dadurch verschlechtern sich die Isolationseigenschaften und die Feststoffisolation muss vor dem Einfüllen der Isolierflüssigkeit aufwändig getrocknet werden. Im Stand der Technik sind prinzipiell zwei Möglichkeiten be¬ kannt, die Isolierflüssigkeit und die Feststoffisolation vor Feuchte und Oxidation durch Sauerstoff zu schützen.
Erstens kann der Transformator hermetisch abgeschlossen wer- den. Da sich die Isolierflüssigkeit im Betrieb durch Wärme¬ einwirkung aber ausdehnt, müssen für den Druckausgleich teure und anfällige Gummisäcke oder Dehnradiatoren vorgesehen sein. Für den Transport müssen komplizierte und anfällige Füllauto¬ matiken mit trockener Luft oder Stickstoff in Druckbehältern vorgesehen sein.
Zweitens kann der Transformator mit Druckausgleichsbehältern ausgestattet sein, die den Druckausgleich mit der Umgebungs¬ luft vornehmen. Zur Trocknung der Luft werden handelsübliche Einrichtungen verwendet, die jedoch sehr wartungsintensiv sind, da das Trocknungsmittel regelmäßig regeneriert werden muss. Die durch die Anwesenheit von Sauerstoff hervorgerufe¬ nen Probleme bleiben dadurch weiterhin vorhanden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Transformator anzugeben, der sowohl bei Lagerung und Transport als auch im Betrieb einfach und wartungsarm vor Feuchtigkeit und Sau¬ erstoff geschützt werden kann.
Die Aufgabe wird mit den Mitteln der Erfindung gemäß Patent¬ anspruch 1 gelöst.
Dabei geht die Erfindung aus von einem Transformator mit ei- nem Behälter zur Aufnahme einer Isolierflüssigkeit und/oder eines Füllgases, mit einer Erzeugungseinrichtung zur Erzeugung eines StickstoffStroms und mit einer Zuführungsleitung zur Zuführung des erzeugten StickstoffStroms in den Behälter. Erfindungsgemäß ist die Erzeugungseinrichtung zur Erzeugung des StickstoffStroms dazu ausgebildet, den Stickstoffström aus der Umgebungsluft zu erzeugen. Der Stickstoff kann so vorteilhaft kontinuierlich aus der umgebenden Luft erzeugt werden. Druckbehälter, die regelmäßig überprüft und erneuert werden müssen, können somit entfallen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführung weist der erfindungsgemäße Transformator ein Druckmessgerät zur Messung des Füllgasdruckes auf, das mit einem Zuführungsventil in der Zu¬ führungsleitung derart wirkverbunden ist, dass ein Abfall des Füllgasdrucks ein Öffnen des Zuführungsventils bewirkt. Fällt der Füllgasdruck im Behälter, weil die sich Isolierflüssigkeit durch Abkühlung zusammenzieht oder durch ein Leck, so wird dies durch das Druckmessgerät registriert und das Zufüh¬ rungsventil in der Zuführungsleitung zum Behälter geöffnet, so dass der Stickstoff in den Behälter einströmen kann und den Druckverlust des Füllgases ausgleicht. Vorteilhaft wird so verhindert, dass Feuchte und Sauerstoff enthaltende Umge¬ bungsluft in den Behälter eindringen kann. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung zeichnet sich durch eine Abführungsleitung zur Abführung von Füllgas aus dem Behälter aus. Dabei ist das Druckmessgerät mit einem Abführungsventil in der Abführungsleitung derart wirkverbunden, dass ein Anstieg des Füllgasdruckes ein Öffnen des Abführungsventils bewirkt. Steigt der Füllgasdruck im Behäl¬ ter, weil sich die Isolierflüssigkeit durch Erwärmung aus¬ dehnt, so wird dies durch das Druckmessgerät registriert und das Abführungsventil in der Abführungsleitung geöffnet, so dass der Überdruck des Füllgases in die Umgebung entweichen kann. Somit kann der Transformator abgeschlossen werden, ohne dass teure und anfällige Gummisäcke oder Dehnradiatoren als Ausgleichsbehälter notwendig sind.
Es kann auch vorteilhaft sein, wenn die Erzeugungseinrichtung einen Kompressor zur Komprimierung von Umgebungsluft und eine erste Abtrennvorrichtung zur Abtrennung von Stickstoff aus der komprimierten Umgebungsluft umfasst. Mit dem Kompressor lässt sich Luft mit höherem Druck erzeugen, wodurch eine Abtrennvorrichtung zur Abtrennung von Stickstoff aus Luft effizienter arbeitet. Außerdem kann der erzeugte Stickstoff unter höherem Druck bereitgestellt werden, wodurch der Zwischenspeicher die gleiche Stickstoffmenge bei kleinerem Volumen fassen kann.
Besonders vorteilhaft umfasst die Erzeugungseinrichtung eine zweite Stickstoffabtrennvorrichtung, die zur ersten Stickstoffabtrennvorrichtung parallel geschaltet ist. Die beiden Stickstoffabtrennvorrichtung sind derart betreibbar, dass im Wechselbetrieb jeweils eine Stickstoff abtrennt und die je¬ weils andere regeneriert. Verschiedene Arten von Stickstoff- abtrennvorrichtungen können nur eine bestimmte Zeit kontinuierlich betrieben werden und müssen dann eine Regenerations- phase durchlaufen. Durch zwei im Wechselbetrieb laufende Stickstoffabtrennvorrichtungen lässt sich kontinuierlich Stickstoff erzeugen. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass wenigstens eine der Stickstoffabtrennvorrichtungen als Molsieb oder als Hohlfasermembran ausgebildet ist. Mol¬ siebe und Hohlfasermembranen kommen ohne bewegliche Teile aus und sind besonders zuverlässig und wartungsarm.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist ein mit der Erzeugungseinrichtung verbundener Zwischenspeicher für Stickstoff vorgesehen. Hierdurch ist auch bei einem kurzzei- tigen Ausfall der Erzeugungseinrichtung die Versorgung des Behälters mit Stickstoff gewährleistet.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsge¬ mäßen Transformators,
Figur 2 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Stickstoffabtrennung,
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
In Figur 1 ist ein erfindungsgemäßer Transformator 1 abgebildet. In einem Transformatorkessel 2 sind unter anderem hier nicht dargestellte Wicklungen, Kern, Feststoffisolation und Stufenschalter angeordnet. Im Betriebszustand ist der Trans- formatorenkessel 2 zur Kühlung und Isolation mit Isolierflüs¬ sigkeit 5, häufig Mineralöl oder Esther, gefüllt. Um tempera¬ turbedingte Volumenschwankungen der Isolierflüssigkeit 5 aus¬ zugleichen, befindet sich oberhalb des Transformatorenkessels 2 ein Behälter 3, der über eine Verbindungsleitung 4 mit der Isolierflüssigkeit 5 im Inneren des Transformatorenkessels 2 in Verbindung steht. Isolierflüssigkeit 5 kann so aus dem Transformatorenkessel 2 in den Behälter 3 fließen und umge¬ kehrt. Über dem Flüssigkeitsspiegel der Isolierflüssigkeit 5 im Behälter 3 steht ein Füllgas 6, das das nicht von der Iso¬ lierflüssigkeit 5 eingenommene Volumen des Behälters 3 füllt. Eine Einrichtung zur Erzeugung eines StickstoffStroms 7 erzeugt aus der Umgebungsluft 80 einen Stickstoffström 90. Die Erzeugungseinrichtung 7 kann beispielsweise Molsiebe oder Hohlfasermembranen zur Abtrennung von Stickstoff aus der Umgebungsluft 80 enthalten. Der erzeugte Stickstoffström 90 gelangt über einen Abschnitt der Zuführungsleitung 13 in einen Zwischenspeicher 8 und wird dort bis zur Verwendung zwischen- gespeichert. Weitere Abschnitte der Zuführungsleitung 13 erstrecken sich bis in den Behälter 3 und können zusätzliche Ventile, Sensoren oder andere Einrichtungen aufweisen.
Dehnt sich nun durch Temperaturanstieg die Isolierflüssigkeit 5 im Transformator 1 aus, so wird Isolierflüssigkeit 5 aus dem Transformatorenkessel 2 in den Behälter 3 gedrückt. Das Füllgas 6 wird dadurch komprimiert und der Druck im Füllgas 6 erhöht sich gegenüber dem Umgebungsdruck. Dieser Druckanstieg wird durch ein Druckmessgerät 11 registriert und löst eine Schließung des Zuführventils 9 und Öffnung des Abführventils 10 aus. Als Druckmessgerät 11 kann beispielsweise ein Diffe- renzdruckmessgerät dienen, das den Druckunterschied zwischen der Umgebungsluft 80 und dem Füllgas 6 misst. Der Überdruck des Füllgases 6 kann nun durch das Abführventil 10 in die Um¬ gebung entweichen. Ist der Druck ausgeglichen, das heißt, der Druck des Füllgases 6 entspricht dem Umgebungsdruck, so wird dies wiederum durch das Druckmessgerät 11 registriert, wel¬ ches dann eine Schließung des Abführventils 10 veranlasst. Kühlt der Transformator 1 ab und verringert sich dadurch das Volumen der Isolierflüssigkeit 5 wieder, so fließt Isolier¬ flüssigkeit 5 aus dem Behälter 3 in den Transformatorenkessel 2. Der Gasdruck des Füllgases 6 verringert sich dadurch. Dies wird vom Druckmessgerät 11 registriert und löst eine Schlie- ßung des Abführventils 10 und eine Öffnung des Zuführventils 9 aus. Aus dem Zwischenspeicher 8 strömt nun Stickstoff in den Behälter 3. Ein Durchflußmessgerät 12 registriert Menge und Richtung des StickstoffStroms 90. Ist der Druck des Füll- gases 6 ausgeglichen, so wird das Zuführventil 9 wieder ge¬ schlossen und der Stickstoffzustrom 90 gestoppt.
Bei Lagerung oder Transport des Transformators 1 ist dieser nicht mit Isolierflüssigkeit 6 befüllt. Die FeststoffIsolati¬ on muss aber vor Feuchtigkeit geschützt werden. Dazu wird der Transformator 1 mit Stickstoff geflutet. Dabei wird dem Be¬ hälter 3 aus dem Zwischenspeicher 8 Stickstoff zugeführt. Die im Transformator 1 enthaltene Luft kann durch ein hier nicht dargestelltes Ventil entweichen. Vorzugsweise wird der Trans¬ formator 1 mit einem leichten Überdruck von etwa 0,1 bar an Stickstoff befüllt, so dass bei etwa vorhandenen Lecks keine Umgebungsluft 80 in den Transformator 1 eindringen kann. Über das Druckmessgerät 11 und das Zuführventil 9 wird der Druck im Transformator 1 überwacht und bei etwaigen Druckverlusten Stickstoff zugeführt, bis der gewünschte Überdruck wieder er¬ reicht ist.
Die Figuren 2 und 3 zeigen verschiedene Ausführungsformen der Erzeugungseinrichtung 7 für Stickstoff.
Figur 2 zeigt eine Erzeugungseinrichtung 7 für Stickstoff mit zwei Stickstoffabtrenneinrichtungen 31, 32, die den Stickstoff aus der Umgebungsluft 80 abtrennen. Die Umgebungsluft 80 wird zunächst von einem Kompressor 20 komprimiert und an¬ schließend die durch die Kompression erwärmte Druckluft von einer Kühlung 21 abgekühlt. Danach wird die Druckluft noch von einem Filter 22 von Öl und Partikel gereinigt und dann den Stickstoffabtrenneinrichtungen 31, 32 zugeführt. Die Stickstoffabtrenneinrichtungen 31, 32 sind identisch aufgebaut und werden im Wechselbetrieb in einem Druckwechsladsorb- tionsverfahren eingesetzt. Eine der Stickstoffabtrenneinrichtungen 31, 32 befindet sich immer im Abtrennbetrieb und er¬ zeugt den Stickstoffström 90, die jeweils andere befindet sich im Regenerierungsbetrieb.
Die Stickstoffabtrenneinrichtungen 31, 32 können beispielsweise mit einem Material gefüllt sein, dass als Molsieb dient. Vorzugsweise dient ein Gemisch aus verschiedenen Mol¬ siebmaterialien wie beispielsweise auf Kohlenstoff basierende Molsiebe wie CarboTech CMS F 1.3 und CarboTech CMS F 1.8 oder auf Zeolith basierende Molsiebe mit 3Ä oder 4Ä Porengröße. Die Materialien sind so auszuwählen, dass Stickstoff passie¬ ren kann und Sauerstoff und Luftfeuchtigkeit adsobiert wird.
Alternativ kann die Füllung der Stickstoffabtrenneinrichtun- gen 31, 32 auch aus Hohlfasern bestehen. Dazu werden Hohlfa- sern mit teildurchlässigen Strukturen verwendet, so dass die Wände der Faser als Membran wirken. Die verschiedenen in der Luft enthaltenen Komponenten diffundieren unterschiedlich schnell durch die Hohlfasermembrane. Sauerstoff, Kohlendioxid und Wasserstoff verlassen das Luftgemisch sehr schnell. Stickstoff mit einem niedrigen Diffusionsgrad durchdringt die Hohlfasermembrane sehr langsam und reichert sich auf diese Weise beim Durchströmen der Hohlfaser an. Entsprechende Hohlfasern zur Abtrennung von Stickstoff sind kommerziell verfüg¬ bar .
Bei der Druckwechseladsorption wird nun zunächst die Stickstoffabtrenneinrichtung 31 von der Druckluft durchströmt, indem die Ventile 34 geöffnet und Ventil 35 geschlossen werden. Über die Verbindungsleitung 37 strömt gleichzeitig der von Stickstoffabtrenneinrichtung 31 erzeugt Stickstoff in Gegenrichtung durch die Stickstoffabtrenneinrichtung 32. Die Ventile 33 sind dazu geschlossen, und das Ventil 36 geöffnet. Die in der Stickstoffabtrenneinrichtung 32 adsorbierten Stoffe werden dabei desorbiert und in die Umgebungsluft abgege- ben. Die Stickstoffabtrenneinrichtung 32 wird somit regeneriert .
Wenn die Füllung der Stickstoffabtrenneinrichtung 31 mit den adsorbierten Stoffen gesättigt ist, wird die Stickstoffab- trenneinrichtung 31 in den Regenrationsbetrieb geschaltet, die Stickstoffabtrenneinrichtung 32 in den Abtrennbetrieb. Dazu werden die Ventile 34 und 36 geschlossen und die Ventile 33 und 35 geöffnet. Die Druckluft strömt nun durch die Stick- stoffabtrenneinrichtung 32, die den Stickstoffström 90 erzeugt, gleichzeitig wird mit einem Teil des StickstoffStroms 90 die Stickstoffabtrenneinrichtung 31 regeneriert.

Claims

Patentansprüche
1. Transformator (1) mit einem Behälter (3) zur Aufnahme einer Isolierflüssigkeit (5) und / oder eines Füllgases (6), mit einer Einrichtung (7) zur Erzeugung eines Stickstoffstroms (90) und mit einer Zuführungsleitung (13) zur Zuführung des erzeugten StickstoffStroms (90) in den Behälter (3), dadurch gekennzeichnet,
dass die Erzeugungseinrichtung (7) dazu ausgebildet ist, den Stickstoffström (90) aus Umgebungsluft (80) zu erzeugen.
2. Transformator (1) nach Anspruch 1,
gekennzeichnet durch
ein Druckmessgerät (11) zur Messung des Füllgasdruckes, das mit einem Zuführungsventil (9) in der Zuführungsleitung (13) derart wirkverbunden ist, dass ein Abfall des Füllgasdrucks ein Öffnen des Zuführungsventils (9) bewirkt.
3. Transformator (1) nach Anspruch 2,
gekennzeichnet durch,
eine Abführungsleitung (14) zur Abführung von Füllgas (6) aus dem Behälter (3), wobei das Druckmessgerät (11) mit einem Ab¬ führungsventil (10) in der Abführungsleitung (14) derart wirkverbunden ist, dass ein Anstieg des Füllgasdruckes ein Öffnen des Abführungsventils (10) bewirkt.
4. Transformator (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass die Erzeugungseinrichtung (7) einen Kompressor (20) zur Komprimierung von Umgebungsluft (80) und eine erste Vorrich¬ tung (31) zur Abtrennung von Stickstoff aus der komprimierten Umgebungsluft (80) umfasst.
5. Transformator (1) nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Erzeugungseinrichtung (7) eine zweite Stickstoffab- trennvorrichtung (32) umfasst, die zur ersten Stickstoffab- trennvorrichtung (31) parallel geschaltet ist, und die derart betreibbar sind, dass im Wechselbetrieb jeweils eine Stick¬ stoff abtrennt und die jeweils andere regeneriert.
6. Transformator (1) nach Anspruch 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass wenigstens eine der Stickstoffabtrennvorrichtungen (31, 32) als Molsieb oder als Hohlfasermembran ausgebildet ist.
7. Transformator (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch
einen mit der Erzeugungseinrichtung (7) verbundenen Zwischenspeicher (8) für Stickstoff.
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