WO2015062633A1 - Transformator oder drossel mit schutzeinrichtung - Google Patents

Transformator oder drossel mit schutzeinrichtung Download PDF

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WO2015062633A1
WO2015062633A1 PCT/EP2013/072595 EP2013072595W WO2015062633A1 WO 2015062633 A1 WO2015062633 A1 WO 2015062633A1 EP 2013072595 W EP2013072595 W EP 2013072595W WO 2015062633 A1 WO2015062633 A1 WO 2015062633A1
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WO
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liquid level
collecting device
active part
electric transformer
liquid
Prior art date
Application number
PCT/EP2013/072595
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Martin WENIGER
Original Assignee
Siemens Ag Österreich
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Ag Österreich filed Critical Siemens Ag Österreich
Priority to PCT/EP2013/072595 priority Critical patent/WO2015062633A1/de
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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • 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

Definitions

  • the invention relates to an electrical transformer or throttle, with a housing in the interior of which is surrounded by an insulating and cooling liquid active part
  • the insulating and cooling liquid to the liquid level fills a lower part of the interior space, and wherein the lying above the liquid level part of the interior is filled with a gas.
  • Energy distribution networks used consist essentially of an active part, which is one
  • Coil assembly on a soft magnetic core which is arranged in an oil-filled housing, also called boiler.
  • an oil-filled housing also called boiler.
  • protective devices have been known for a long time which monitor the evolution of gas in the insulating and cooling liquid.
  • a long-known widespread protection device is the Buchholz protective relay.
  • a Buchholz protective relay is usually in a connecting line to an oil expansion vessel
  • Membrane is arranged.
  • the closed cavity system reduces the environmental degradation of the insulation ⁇ and coolant.
  • Patent claim 12 solved.
  • Transformer or choke so has one Collecting device, which is arranged in the boiler above the active part in the insulation and cooling liquid. If, in the event of a fault, gas bubbles are generated in the insulating and cooling liquid, they are collected and sent via a liquid-conducting connection to one below the
  • Liquid level arranged protective device passed.
  • the proven Buchholz protection can be used even in a compact design without oil expansion vessel.
  • a short circuit or an insulation fault can now be detected reliably even with this space-saving design and, if necessary, countermeasures can be taken early.
  • a possible countermeasure may be, for example, the signaling of the faulty state or, if the fault is serious, an all-pole shutdown.
  • the collecting device can be comparatively simple from a conventional
  • Insulating material as is customary in transformer manufacturing, be prepared.
  • Trafoperm is suitable for a plastic top. The invention can thus be realized with relatively little effort.
  • a preferred embodiment can be constructed so that the collecting device is formed of one or more parts having the shape of a roof, which in a
  • the collecting device may consist of one or more of several superimposed parts
  • the collecting device has at least one collecting surface which is inclined relative to the horizontal.
  • the highest level, which is closest to the liquid level, of the collecting area has an opening area which
  • Collecting device at least a part, which has the shape of a saddle roof.
  • an embodiment may be preferred in which the collecting device of several stages
  • the collecting device covers the active part at least completely. A further improvement can be achieved by the collecting device on the
  • Peripheral contour of the active part extends.
  • a conventional Buchholz protection relay is used as a protective device, which outside the Housing is arranged below the liquid level.
  • a Buchholz protection has long been proven in transformers, it is reliable and also inexpensive.
  • the Buchholz protection relay located outside the boiler is connected to the oil space of the boiler via a first connecting line, which acts as a supply line, and via another connecting line, which functions as a return line. At the Buchholzschutz is thus on the input and output side of oil, what the
  • the collecting device may also have the shape of a pot or a half-shell, the collecting opening for
  • the collecting device can be well adapted to the spatial shape of the active part. It is advantageous that the natural convection of the oil is little impeded, since the oil between the individual roof parts can flow through without large flow losses.
  • the insulation and cooling liquid to a liquid level fills a lower part of the interior.
  • the lying above the liquid level part of the interior is filled with a gas.
  • the method is characterized in that a collecting device is arranged between the liquid level and the active part, by means of which in an error case the gas bubbles and / or pressure waves produced in the insulating and cooling liquid are collected and arranged via a liquid-conducting connection to a below the liquid level
  • FIG. 1 shows an embodiment of the invention, wherein an oil-cooled transformer / throttle is shown in a schematic representation, in which instead of an expansion vessel, a gas cushion is provided in the boiler to absorb changes in volume of the oil; an embodiment of a collecting device, which is in the form of a rectangular shell, wherein an opening for the connection of the liquid-conducting connection to
  • Protective device is arranged centrally;
  • FIG. 3 shows an embodiment similar to Figure 2, wherein the
  • Collection device is designed in the form of a saddle roof
  • FIG. 5 shows another embodiment, wherein the
  • Collecting device is designed in the form of a Tonnendachs;
  • Figure 6 shows another embodiment, wherein the
  • Collecting device is designed in the form of three stages superimposed parts of Figure 3;
  • FIG. 7 shows a further variant of the collecting device,
  • FIG. 1 shows a schematic representation of the active part 2 of a transformer or a throttle, which is arranged in a boiler or housing 1. As shown in Figure 1, there is no oil expansion vessel. So there is no connection line, in which in usual
  • the interior 11 of the housing 1 is divided by the
  • Oil filling in two spaces a lower space 12 (oil space), which is filled with an insulating and cooling medium (transformer oil) 10, and an upper space 13 (gas space), which is filled with gas.
  • the room 13 acts as a gas cushion. It absorbs operational fluctuations of the oil 10.
  • the active part 2 and the Collecting device 4 are thus completely surrounded by the transformer oil 10.
  • the collecting device 4 serves to receive the dissolved in the event of a fault in the transformer oil 10 gas bubbles 16 or generated pressure pulses and forward it to a protective device.
  • Collecting device 4 is inclined relative to the liquid level 3. At an upper end 9 to the liquid level 3 is denoted by the reference numeral 8, an opening in the
  • Collecting device 4 referred. This opening 8 opens into a tube 5.
  • the tube 5 is a flow-conducting
  • the protective device 6 a the protective device 6 a
  • the inlet 5 and outlet 15 each opens into the space 10 filled with oil 10.
  • the active part 2 consists of a
  • Cooling medium 10 which bundled by the collecting device 4 via the flow-conducting connection 5 the
  • Buchholz protective relay 6 is supplied. As is known, in a Buchholz protective relay 6 a flap in one
  • Such a countermeasure can be, for example, the all-pole disconnection, which, thanks to the invention, is now also possible for transformers and reactors which have no external expansion vessel.
  • gas formation will occur.
  • the high in the insulating and cooling liquid 10 gas bubbles 16 are of the
  • Collecting device 4 collected. On the one hand, it acts as a gas bubble collector, which collects the gas bubbles 16 and conducts them to the Buchholz protective relay 6 via the flow-conducting connection 5. On the other hand, it acts to a certain extent focusing on the pressure waves by this
  • Cooling medium supplied gas bubbles collected in a cavity and actuate a float in a cavity, wherein the float undergoes a change in position and when a threshold value is exceeded, a signaling of the error
  • an embodiment is outlined, which has the shape of a shell.
  • the collecting opening of the shell points in the direction of the active part 2 (FIG. 1).
  • the shell is open on one side and has three downwardly directed side parts. The ascending from the active part 2 in the event of an error
  • Collection area 14 collected and passed by means of guide rails 7 to an opening 8. Analogously, this also applies to
  • the spatial arrangement is chosen so that the opening 8 is at a highest point.
  • Opening 8 pass through the gas bubbles or
  • the collecting device 4 here consists of a saddle roof whose gable is inclined with respect to the liquid level. Again, 14 guide rails 7 are on the lower side of the collecting surface. 7
  • FIG. 5 Another embodiment is shown in FIG. 5. Here is the
  • Collecting device 4 designed as a tonneau roof.
  • Collection surface 14 is curved, but has on its underside also to the opening 8 leading strips 7.
  • Gas bubbles and pressure pulses return to the protective device 6 via the opening 8 and the flow-conducting connection 5.
  • Gas bubbles are forwarded after a collection or focusing to a protective device.
  • the collecting device 4 consists of several parts. As a result, an improved sensitivity of the protective device is achieved without the natural convection of the
  • FIG. 6 shows by way of example an embodiment with three parts stacked one above the other. Seen from above, the active part 2 is covered together with a border area. The individual parts are again inclined so that the opening 8
  • the gas bubbles 16 collected in the two subjacent parts are directed to the opening 8 via connecting channels (not shown in detail in FIG. 6) and from there return to the protective device 6 (FIG. 1).
  • the rising due to operational heating oil 10 can flow freely between the individual parts, so that the cooling effect is not inadmissible
  • FIG. 7 shows an embodiment of the collecting device 4 that is similar to FIG. 6.
  • the collecting device 4 consists of a part closest to the liquid level 3, a saddle roof. Under the two roof halves of the
  • Saddle roof are again arranged in stages arranged two cup-shaped parts of a collecting device 4.
  • the individual parts of the collecting device 4 are connected to each other again (for the sake of clarity no closer shown), so that the respectively collected gas bubbles 16 concentrated over the opening 8 of the protective device 6 can be fed again.
  • the forwarding of a pressure fluctuation caused by an error or an overload of the active part also takes place.
  • Suitable materials for the collecting device 4 are those conventionally used in transformer

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Housings And Mounting Of Transformers (AREA)

Abstract

Elektrischer Transformator oder Drossel, mit einem Gehäuse (1), in dessen Innenraum (11) ein von einer Isolations- und Kühlflüssigkeit (10) umgebener Aktivteil (2) angeordnet ist, wobei die Isolations- und Kühlflüssigkeit (10) bis zu einem Flüssigkeitsspiegel (3) einen unteren Teil (12) des Innenraums (11) füllt, und wobei der oberhalb des Flüssigkeitsspiegels (3) liegende Teil (13) des Innenraums (11) mit einem Gas gefüllt ist, wobei zwischen dem Flüssigkeitsspiegel (3) und dem Aktivteil (2) eine Auffangvorrichtung (4) angeordnet ist, welche in einem Fehlerfall in der Isolations- und Kühlflüssigkeit (10) entstehende Gasblasen (16) und/oder Druckwellen auffängt und über eine flüssigkeitsleitende Verbindung (5) an eine unterhalb des Flüssigkeitsspiegels (3) angeordnete Schutzeinrichtung (6) leitet.

Description

Transformator oder Drossel mit Schutzeinrichtung
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft einen elektrischer Transformator oder Drossel, mit einem Gehäuse, in dessen Innenraum ein von einer Isolations- und Kühlflüssigkeit umgebener Aktivteil
angeordnet ist, wobei die Isolations- und Kühlflüssigkeit bis zum Flüssigkeitsspiegel einen unteren Teil des Innenraums füllt, und wobei der oberhalb des Flüssigkeitsspiegels liegende Teil des Innenraums mit einem Gas gefüllt ist.
Stand der Technik
Elektrische Transformatoren oder Drosseln, wie sie in
Energie-Verteilungsnetzen eingesetzt werden, bestehen im wesentlichen aus einem Aktivteil, das ist eine
Spulenanordnung auf einem weichmagnetischen Kern, der in einem ölgefüllten Gehäuse, auch Kessel genannt, angeordnet ist. Um in einem Fehlerfall des Aktivteils, sei es durch eine Überlastung oder durch einen Isolationsfehler, möglichst frühzeitig Gegenmaßnahmen einleiten zu können, sind seit langem Schutzeinrichtungen bekannt, welche die Gasentwicklung in der Isolations- und Kühlflüssigkeit überwachen. Eine seit langem bekannte weit verbreitete Schutzeinrichtung ist das Buchholz-Schutzrelais. Ein Buchholz-Schutzrelais ist meist in einer Verbindungsleitung zu einem Öl-Ausdehnungsgefäß
angeordnet, das sich üblicherweise oberhalb des
Transformatorkessels befindet. In zeitgemäßen Ausführungen sind diese Öl-Ausdehnungsgefäße nunmehr oben geschlossen, wobei in deren Innenraum jeweils eine mit Luft gefüllt
Membran angeordnet ist. Das geschlossen Hohlraumsystem reduziert die umweltbedingte Beeinträchtigung der Isolations¬ und Kühlflüssigkeit. Es gibt aber auch eine kompakte Bauweise von ölgekühlten Transformatoren oder Drosseln, bei denen ein Öl- Ausdehnungsgefäß nicht vorhanden ist. Volumenschwankungen des Öls werden hier entweder vom Kessel selbst, von einem
Dehnradiator oder von einem im Kessel befindlichen „Luftoder Gaspolster" aufgenommen.
Ein Buchholz-Schutz ist bei dieser Bauweise, die über kein gesondertes Öl-Ausdehnungsgefäß verfügt, bislang nicht bekannt .
Diese Kompaktbauweise ohne Öl-Ausdehnungsgefäß ist aber wegen ihres geringen Platzbedarfs häufig gewünscht. Es besteht auch hier der Bedarf nach einem möglichst einfachen und
zuverlässigen Schutz besteht.
Darstellung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen
elektrischen Transformator oder eine Drossel der eingangs genannten Bauweise auf möglichst einfache und zuverlässige Weise zu schützen.
Diese Aufgabe wird durch einen elektrischen Transformator oder eine Drossel mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 bzw. durch ein Verfahren mit den Merkmalen des
Patentanspruchs 12 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den jeweils abhängigen Patentansprüchen definiert.
Gemäß einem Grundgedanken der vorliegenden Erfindung werden die im Fehlerfall des Aktivteils in der Isolations- und
Kühlflüssigkeit sich bildenden Gasblasen bzw. Druckwellen mittels einer Auffangvorrichtung aufgefangen und einer
Schutzeinrichtung zugeleitet. Der erfindungsgemäße
Transformator oder Drossel, weist also eine Auffangvorrichtung auf, die im Kessel oberhalb des Aktivteils in der Isolations- und Kühlflüssigkeit angeordnet ist. Wenn in einem Fehlerfall in der Isolations- und Kühlflüssigkeit Gasblasen entstehen, werden diese aufgefangen und über eine flüssigkeitsleitende Verbindung an eine unterhalb des
Flüssigkeitsspiegels angeordnete Schutzeinrichtung geleitet. Durch die Erfindung ist auch bei einer Kompaktbauweise ohne Öl-Ausdehnungsgefäß der bewährte Buchholz-Schutz einsetzbar. Ein Kurzschluss oder ein Isolationsfehler kann nun auch bei dieser platzsparenden Bauweise zuverlässig erfasst und ggf. Gegenmaßnahmen frühzeitig eingeleitet werden. Eine mögliche Gegenmaßnahme kann beispielsweise die Signalisierung des Fehlzustandes, oder - wenn der Fehler gravierend ist -, ein allpoliges Abschalten sein. Die Auffangvorrichtung kann vergleichsweise einfach aus einem herkömmlichen
Isolationswerkstoff, wie er im Transformatorenbau üblich ist, hergestellt sein. Geeignet ist zum Beispiel Trafoperm ober ein Kunststoff. Die Erfindung kann also mit vergleichsweise geringem Aufwand realisiert werden.
Eine bevorzugte Ausführung kann so konstruiert sein, dass die Auffangvorrichtung aus einem oder aus mehreren die Form eines Daches aufweisenden Teilen gebildet ist, die in einer
Draufsicht den Umriss des Aktivteils überdecken bzw. darüber hinaus ragen. Die Auffangvorrichtung kann aus einem oder auch aus mehreren übereinander angeordneten Teilen
zusammengesetzt sein. Der Vorteil von mehreren übereinander angeordneten Dachkonstruktionen liegt darin, dass die
natürliche Konvektion des Transformatoröls durch die
Auffangvorrichtung vergleichsweise wenig gestört wird.
Andererseits können die in einem Fehlerfall vom Aktivteil aufsteigenden Gasblasen aber effektiv eingesammelt werden.
Um aufsteigende Gasblasen möglichst effizient zur
Schutzeinrichtung leiten zu können, kann es günstig sein, wenn die Auffangvorrichtung zumindest eine gegenüber der Horizontalen geneigte Auffangfläche aufweist. Hierbei kann es vorteilhaft sein, wenn der vom Niveau her höchste, zum Flüssigkeitsspiegel nächstliegende Abschnitt der Auffangfläche einen Mündungsbereich aufweist, der
strömungstechnisch günstig ausgebildet ist. Eingesammelte Gasblasen lassen sich über knickfrei ineinander übergehende Strömungsflächen sehr gut zum Buchholz-Schutz weiterleiten.
In einer bevorzugten Ausführungsvariante weist die
Auffangvorrichtung zumindest einen Teil auf, der die Form eines Satteldachs hat.
Eine andere bevorzugte Ausführungsform der Auffangvorrichtung weist zumindest einen Teil auf, der in der Form eines
Tonnendachs ausgebildet ist.
Um die aufgefangenen Gasblasen möglichst effizient
weiterzuleiten, kann es günstig sein, wenn an der bzw. an allen Auffangfläche unterseitig Führungsleisten oder Rippen angeordnet sind, welche aufsteigende Gasblasen bzw.
Druckimpulse möglichst effizient nach oben zur Einmündung in die Verbindungsleitung zur Schutzeinrichtung führen.
Um die natürliche Konvektion im Kessel eines Transformators oder einer Drossel in Ihrer Kühlwirkung möglichst wenig zu beeinträchtigen, kann eine Ausführungsform bevorzugt sein, bei der die Auffangvorrichtung aus mehreren stufig
übereinander angeordneten Sattel- und/oder Tonnendächern zusammen gesetzt ist. Um möglichst viele der im Fehlerfall aufsteigenden Gasblasen zu erfassen, ist es günstig, wenn in einer Draufsicht gesehen die Auffangvorrichtung den Aktivteil zumindest vollständig überdeckt. Eine weitergehende Verbesserung kann dadurch erzielt werden, indem die Auffangvorrichtung über die
Umfangskontur des Aktivteils hinausreicht.
Vorteilhaft wird als Schutzeinrichtung ein herkömmliches Buchholz-Schutzrelais verwendet, welches außerhalb des Gehäuses unterhalb des Flüssigkeitsspiegels angeordnet ist. Ein Buchholzschutz ist bei Transformatoren lange bewährt, er ist zuverlässig und zudem kostengünstig. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das außerhalb des Kessels angeordnete Buchholz-Schutzrelais über eine erste Verbindungsleitung, die als Zuleitung fungiert, und über eine andere Verbindungsleitung, die als Rückleitung fungiert, mit dem Ölraum des Kessels verbunden. Am Buchholzschutz steht damit eingangs- und ausgangsseitig Öl an, was der
herkömmlichen Anordnung in einer Verbindungsleitung ähnlich ist .
Die Auffangvorrichtung kann auch die Form eines Topfes oder einer Halbschale aufweisen, deren Auffangöffnung zum
Aktivteil zeigt.
Zusammenfassend sei erwähnt, dass für die Auffangvorrichtung grundsätzlich jede Konstruktion infrage kommt, die geeignet ist, Gasblasen einzusammeln und an eine Schutzeinrichtung weiterzuleiten, ohne die natürliche Konvektion des
Transformatoröls zu stark zu behindern.
Wie bereits gesagt, erscheint eine Auffangvorrichtung
vorteilhaft, die in einem Grundriss gesehen in der Gesamtheit ihrer Teile den Aktivteil nicht nur überdeckt, sonder in einem Randbereich sich darüber hinaus erstreckt. Dabei können mehrere Dachformen, z.B. Satteldächer oder Tonnendächer zusammenwirken. Dadurch kann die Auffangvorrichtung an die Raumform des Aktivteils gut angepasst werden. Vorteilhaft ist, dass die natürliche Konvektion des Öls wenig behindert ist, da das Öl zwischen den einzelnen Dachteilen ohne große Strömungsverluste hindurch strömen kann. Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben eines
elektrischen Transformators oder einer Drossel, geht davon aus, dass in einem Gehäuse, in dessen Innenraum ein von einer Isolations- und Kühlflüssigkeit umgebener Aktivteil angeordnet ist, die Isolations- und Kühlflüssigkeit bis zu einem Flüssigkeitsspiegel einen unteren Teil des Innenraums füllt. Der oberhalb des Flüssigkeitsspiegels liegende Teil des Innenraums ist mit einem Gas gefüllt. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Flüssigkeitsspiegel und dem Aktivteil eine Auffangvorrichtung angeordnet wird, mittels derer in einem Fehlerfall die in der Isolations- und Kühlflüssigkeit entstehende Gasblasen und/oder Druckwellen aufgefangen und über eine flüssigkeitsleitende Verbindung an eine unterhalb des Flüssigkeitsspiegels angeordnete
Schutzeinrichtung geleitet werden.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird im nachfolgenden Teil der Beschreibung auf Zeichnungen Bezug genommen, aus denen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen, Einzelheiten und Weiterbildungen der Erfindung anhand nicht einschränkender Ausführungsbeispiele zu entnehmen sind.
Es zeigen: ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei ein ölgekühlter Transformator- / Drossel in einer schematischen Darstellung gezeigt ist, bei dem anstelle eines Ausdehnungsgefäßes ein Gaspolster im Kessel vorgesehen ist, um Volumenänderungen des Öls aufzunehmen ; ein Ausführungsbeispiel einer Auffangvorrichtung, die in Form einer rechteckigen Schale ausgebildet ist, wobei eine Öffnung für den Anschluss der flüssigkeitsleitenden Verbindung zur
Schutzeinrichtung mittig angeordnet ist;
Figur 3 ein Ausführungsbeispiel ähnlich Figur 2, wobei der
Anschluss in einem Eck angeordnet ist; Figur 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel, wobei die
Auffangvorrichtung in der Form eines Satteldaches ausgebildet ist;
Figur 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel, wobei die
Auffangvorrichtung in der Form eines Tonnendachs ausgebildet ist; Figur 6 eine anderes Ausführungsbeispiel, wobei die
Auffangvorrichtung in der Form von drei stufig übereinander angeordneten Teilen gemäß Figur 3 ausgebildet ist; Figur 7 eine weitere Variante der Auffangvorrichtung,
gebildet aus einem Satteldach, wobei unterhalb einer jeden Dachschräge jeweils zwei stufig versetzt angeordnete schalenförmige
Auffangvorrichtung gemäß Figur 3 angeordnet sind.
Ausführung der Erfindung
Die Figur 1 zeigt in einer schematischen Darstellung den Aktivteil 2 eines Transformators oder einer Drossel, welcher in einem Kessel oder Gehäuse 1 angeordnet ist. Wie in Figur 1 dargestellt, gibt es kein Öl-Ausdehnungsgefäß. Damit gibt es auch keine Verbindungsleitung, in welcher in üblicher
Bauweise ein Buchholz-Schutzrelais angeordnet ist.
Der Innenraum 11 des Gehäuses 1 gliedert sich durch die
Ölfüllung in zwei Räumen, einem unteren Raum 12 (Ölraum) , der mit einem Isolations- und Kühlmedium ( Transformatoröl ) 10 gefüllt ist, und einem oberen Raum 13 (Gasraum) , der mit Gas gefüllt ist. Der Raum 13 fungiert als Gaspolster. Er nimmt betriebsbedingte Schwankungen des Öls 10 auf. Zwischen dem Flüssigkeitsspiegel 3 und dem Aktivteil 2 ist eine
Auffangvorrichtung 4 gezeichnet. Der Aktivteil 2 und die Auffangvorrichtung 4 sind also vollständig von dem Transformator-Öl 10 umgeben. Die Auffangvorrichtung 4 dient dazu, die im Fehlerfall im Transformator-Öl 10 gelösten Gasblasen 16 bzw. erzeugte Druckimpulse aufzunehmen und an eine Schutzeinrichtung weiterzuleiten . Die
Auffangvorrichtung 4 ist bezüglich des Flüssigkeitsspiegels 3 geneigt. An einem zum Flüssigkeitsspiegel 3 liegenden oberen Ende 9 ist mit dem Bezugszeichen 8 eine Öffnung in der
Auffangvorrichtung 4 bezeichnet. Diese Öffnung 8 mündet in ein Rohr 5. Das Rohr 5 stellt eine strömungsleitende
Verbindung zu einer außerhalb des Gehäuses 1 angeordneten Schutzeinrichtung 6 her. Von der Schutzeinrichtung 6 führt ein weiteres Rohr 15 wieder zurück in den mit Öl gefüllten unteren Raum 12 des Kessels 1. Wie der Figur 1 entnommen werden kann, ist die Schutzeinrichtung 6 knapp unterhalb des Flüssigkeitsspiegels 3 angeordnet. Im vorliegenden
Ausführungsbeispiel ist die Schutzeinrichtung 6 ein
herkömmliches Buchholz-Schutzrelais, dessen Zulauf 5 und Ablauf 15 jeweils in den mit Öl 10 gefüllten Raum 12 mündet.
Im nun Folgenden Teil der Beschreibung wird die Detektion eines Fehlzustandes anhand der schematischen Darstellung in Figur 1 näher erläutert: Wie bereits gesagt, besteht der Aktivteil 2 eines
Transformators oder einer Drossel im Wesentlichen aus einem weichmagnetischen Kern und einer darauf befindlichen
Spulenanordnung . Kommt es während des Betriebs zu einer sprungvermögen
Überlastung einer Spule (zum Beispiel einem Kurzschluss ) , so breitet sich vom Aktivteil 2 her eine Druckwelle im
Kühlmedium 10 aus, welche von der Auffangvorrichtung 4 gebündelt über die strömungsleitende Verbindung 5 dem
Buchholz-Schutzrelais 6 zugeleitet wird. Bekanntermaßen ist in einem Buchholz-Schutzrelais 6 eine Klappe in einem
Strömungskanal vorgesehen, welche eine solche Druckschwankung erkennt und die entsprechende Gegenmaßnahme für den Überlastungsfall einleitet. Eine solche Gegenmaßnahme kann beispielsweise die allpolige Abschaltung sein, die dank der Erfindung nun auch für Transformatoren und Drossel möglich wird, die kein außenliegendes Dehngefäß aufweisen.
Kommt es in einem anderen Fehlerfall während des Betriebs zu einem Schaden an der Isolation der Wicklung, so entsteht eine Gasbildung. Die in der Isolations- und Kühlflüssigkeit 10 hoch steigenden Gasblasen 16 werden von der
Auffangvorrichtung 4 aufgefangen. Sie fungiert einerseits als Gasblasen-Kollektor, der die Gasblasen 16 sammelt und über die strömungsleitende Verbindung 5 dem Buchholz-Schutzrelais 6 zu leitet. Andererseits wirkt sie in einem gewissen Ausmaß für die Druckwellen fokussierend, indem diese
Druckschwankungen im Öl 10 verstärkt an die Buchholz- Schutzeinrichtung 6 weiter geleitetet werden.
Bekanntlich werden in einem Buchholz-Schutz durch das
Kühlmedium zugeleitete Gasblasen in einem Hohlraum gesammelt und betätigen einen Schwimmer in einem Hohlraum, wobei der Schwimmer eine Lageänderung erfährt und bei Überschreiten eines Schwellwertes eine Signalisierung des Fehlers
einleitet . Mit der vorliegenden Erfindung kann nun auch in einer
Transformator-Bauweise ohne Öl-Ausdehnungsgefäß frühzeitig ein Fehler zu einer übergeordneten Leiteinrichtung
signalisiert werden. Die Rückleitung des Transformatoröls vom Buchholz- Schutzrelais 6 zurück in den mit Öl 10 gefüllten Raum 12 erfolgt über die Rückleitung 15.
Dank der Erfindung ist es nun also möglich, auch bei einer (hermetisch) abgeschlossenen Bauweise, bei der der Kessel selbst oder ein Luftkissen im Kessel Druckschwankungen des Öls 10 aufnimmt, eine Überlast oder einen Fehlerzustand mit einem herkömmlichen Buchholz-Schutzrelais zu erfassen. Die folgenden Figuren 2-7 zeigen nun verschiedene Ausführungsformen der Auffangvorrichtung 4. Die zeichnerisch dargestellten Varianten der Auffangvorrichtung 4 sind dabei stets beispielhaft. Sie sind im Kessel 1 oberhalb des
Aktivteils 2 und unterhalb des Flüssigkeitsspiegels 3
angeordnet zu denken (Figur 1) . Von oben gesehen überdecken sie zumindest die Umfangskontur des Aktivteils 2. Andere Ausführungsformen als die dargestellten sind denkbar.
In Figur 3 ist eine Ausführungsform skizziert, die die Form einer Schale aufweist. Die Auffangöffnung der Schale zeigt in Richtung des Aktivteil 2 (Figur 1) . Die Schale ist an einer Seite offen und weist drei nach unten gerichtete Seitenteile auf. Die im Fehlerfall vom Aktivteil 2 aufsteigenden
Gasblasen 16 bzw. Druckschwankungen werden an der
Auffangfläche 14 aufgefangen und mittels Führungsleisten 7 zu einer Öffnung 8 geleitet. Sinngemäß gilt dies auch für
Druckschwankung. Die räumliche Anordnung ist so gewählt, dass die Öffnung 8 an einem höchsten Punkt liegt. Durch die
Öffnung 8 hindurch gelangen die Gasblasen bzw.
Druckschwankungen über die Rohrverbindung 5 (Figur 1) zum Buchholz-Schutzrelais 6. In der Figur 4 ist ein anderes Ausführungsbeispiel der
Auffangvorrichtung 4 skizziert. Die Auffangvorrichtung 4 besteht hier aus einem Satteldach, dessen Giebel bezüglich des Flüssigkeitsspiegels geneigt ist. Auch hier sind an der unteren Seite der Auffangfläche 14 Führungsleisten 7
angeordnet, welche die vom Aktivteil 2 im Fehlerfall
aufsteigenden Gasblasen 16 bzw. Druckpulse zur Öffnung 8 leiten, von wo sie in weiterer Folge über die Verbindung 5 (Figur 1) zur Schutzeinrichtung 6 gelangen. Eine andere Ausführungsform zeigt Figur 5. Hier ist die
Auffangvorrichtung 4 als Tonnendach ausgebildet. Die
Auffangfläche 14 ist gekrümmt, weist aber an ihrer Unterseite ebenfalls zur Öffnung 8 führende Leisten 7 auf. Der technische Effekt dieser Führungsleisten ist wie oben
beschrieben: Gasblasen und Druckpulse gelangen wieder über die Öffnung 8 und die strömungsleitende Verbindung 5 zur Schutzeinrichtung 6.
Selbstverständlich sind neben den in den Figuren 3, 4 und 5 dargestellten Ausführungsformen auch andere Formen denkbar, es kommt lediglich darauf an, dass Druckpulse und/oder
Gasblasen nach einer Einsammlung bzw. Fokussierung an eine Schutzeinrichtung weitergeleitet werden.
In einer weiteren Variante der Erfindung ist vorgesehen, dass die Auffangvorrichtung 4 aus mehreren Teilen besteht. Dadurch wird eine verbesserte Empfindlichkeit der Schutzeinrichtung erreicht, ohne dass die natürliche Konvektion des
Transformatoröls unzulässig gestört wird. Die Figur 6 zeigt beispielhaft eine Ausführungsform mit drei stufenförmig übereinander angeordneten Teilen. Von oben gesehen, wird der Aktivteil 2 samt einem Randbereich überdeckt. Die einzelnen Teile sind wieder so geneigt, dass die Öffnung 8
nächstliegend zum Flüssigkeitsspiegel 3 angeordnet ist. Die in den beiden darunter liegenden Teilen gesammelten Gasblasen 16 werden über jeweils in Figur 6 nicht näher dargestellte Verbindungskanäle zur Öffnung 8 geleitet und gelangen von dort wieder in weiterer Folge zur Schutzeinrichtung 6 (Figur 1) . Das wegen betriebsbedingter Erwärmung aufsteigende Öl 10 kann zwischen den einzelnen Teilen nahezu ungehindert vorbei strömen, so dass die Kühlwirkung nicht unzulässig
beeinträchtigt ist.
Figur 7 zeigt eine zu Figur 6 ähnliche Ausgestaltung der Auffangvorrichtung 4. Hier besteht die Auffangvorrichtung 4 aus einem zum Flüssigkeitsspiegel 3 nächstliegenden Teil, einem Satteldach. Unter den beiden Dachhälften des
Satteldachs sind wieder stufig angeordnet zwei schalenförmige Teile einer Auffangvorrichtung 4 angeordnet. Die einzelnen Teile der Auffangvorrichtung 4 sind untereinander wieder verbunden (der Übersichtlichkeit wegen nicht näher dargestellt), so dass die jeweils eingesammelten Gasblasen 16 konzentriert über die Öffnung 8 der Schutzeinrichtung 6 wieder zugeleitet werden können. In entsprechender Weise erfolgt auch die Weiterleitung einer Druckschwankung, die aufgrund eines Fehlers oder einer Überlast vom Aktivteil hervorgerufen wird.
Als geeignete Werkstoffe für die Auffangvorrichtung 4 kommen die im Transformatorbau herkömmlich verwendeten
Zellstoffmaterialien infrage, aber auch Kunststoff.
Unabhängig davon ob es sich um einen hermetisch
abgeschlossenen Kessel oder um einen Kessel handelt, dessen Gaspolster mit der Umgebungsluft verbunden ist, war eine Überwachung mit einem Buchholz Schutz bislang nicht möglich.
Dank der Erfindung ist es nun möglich, auch bei einer
Bauweise, die nicht über ein Öl-Ausdehnungsgefäß verfügt, unter Verwendung des bewährten Buchholz-Schutzrelais
Fehlerzustände zu diktieren und gegebenenfalls geeignete Gegenmaßnahmen frühzeitig einzuleiten.
Die Realisierung der Erfindung erfordert nur einen
vergleichsweise geringen Aufwand.
Die Erfindung wurde im Detail anhand der oben dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben. Die Erfindung ist aber nicht durch die
offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den
Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Zusammenstellung der verwendeten Bezugszeichen
1 Gehäuse
2 Aktivteil
3 Flüssigkeitsspiegel
4 Auffangvorrichtung
5 Zuleitung
6 Buchholz-Schutz
7 Leisten
8 Öffnung, Mündungsbereich
9 oberes Ende eines Teils der Auffangvorrichtung
10 Isolations- und Kühlflüssigkeit
11 Innenraum
12 unterer Teil des Innenraums
13 oberer Teil des Innenraums
14 Auffangfläche
15 Rückleitung
16 Gasblasen

Claims

Patentansprüche
1. Elektrischer Transformator oder Drossel, mit einem
Gehäuse (1), in dessen Innenraum (11) ein von einer
Isolations- und Kühlflüssigkeit (10) umgebener
Aktivteil (2) angeordnet ist, wobei die Isolations- und Kühlflüssigkeit (10) bis zu einem Flüssigkeitsspiegel (3) einen unteren Teil (12) des Innenraums (11) füllt, und wobei der oberhalb des Flüssigkeitsspiegels (3) liegende Teil (13) des Innenraums (11) mit einem Gas gefüllt ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Flüssigkeitsspiegel (3) und dem Aktivteil (2) eine Auffangvorrichtung (4) angeordnet ist, welche in einem Fehlerfall in der Isolations- und Kühlflüssigkeit (10) entstehende Gasblasen (16) und/oder Druckwellen
auffängt und über eine flüssigkeitsleitende Verbindung (5) an eine unterhalb des Flüssigkeitsspiegels (3) angeordnete Schutzeinrichtung (6) leitet.
2. Elektrischer Transformator oder Drossel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auffangvorrichtung (4) aus einem oder aus mehreren die Form eines Daches aufweisenden Teilen gebildet ist, und in einer
Draufsicht die Umfangskontur des Aktivteils (2)
zumindest überdeckt.
3. Elektrischer Transformator oder Drossel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die
Auffangvorrichtung (4) zumindest eine Auffangfläche
(14) aufweist, die bezüglich des Flüssigkeitsspiegels (3) geneigt ist.
4. Elektrischer Transformator oder Drossel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der zum
Flüssigkeitsspiegel (3) nächstliegende Abschnitt (9) der zumindest einen Auffangfläche (14) einen
Mündungsbereich (8) aufweist, der mit der flüssigkeitsleitenden Verbindung (5) ineinander
übergehen ausgebildet ist.
Elektrischer Transformator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Auffangvorrichtung (4)
zumindest einen Teil aufweist, der in der Form eines Satteldachs ausgebildet ist.
Elektrischer Transformator oder Drossel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass Auffangvorrichtung (4) zumindest einen Teil aufweist, der in der Form eines Tonnendachs ausgebildet ist.
Elektrischer Transformator oder Drossel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine
Auffangfläche (14) an ihrer zum Aktivteil (2) liegenden Seite Führungsleisten (7) zum Leiten der Gasblasen bzw. der Druckimpulse aufweist.
Elektrischer Transformator oder Drossel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Auffangvorrichtung (4) aus mehreren stufig übereinander angeordneten Sattel- und/oder Tonnendächern gebildet ist.
Elektrischer Transformator oder Drossel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Tonnendach eine
Stirnseite der Wicklungsanordnung des Aktivteils (2) zumindest überdeckt.
Elektrischer Transformator oder Drossel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzeinrichtung (6) ein Buchholz-Schutzrelais ist, welches außerhalb des Gehäuses (1) angeordnet ist.
Elektrischer Transformator oder Drossel nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Buchholz- Schutzrelais (6) über die Verbindung (5) und über eine zweite Verbindung (15) mit dem unteren Teil (12) des Innenraums (11) flüssigkeitsleitend verbunden ist.
12. Verfahren zum Betreiben eines elektrischen
Transformators oder einer Drossel, mit einem Gehäuse
(1), in dessen Innenraum (10) ein von einer Isolationsund Kühlflüssigkeit (10) umgebener Aktivteil (2) angeordnet ist, wobei die Isolations- und
Kühlflüssigkeit (10) bis zu einem Flüssigkeitsspiegel (3) einen unteren Teil (12) des Innenraums (11) füllt, und der oberhalb des Flüssigkeitsspiegels (3) liegende Teil (13) des Innenraums (11) mit einem Gas gefüllt ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem
Flüssigkeitsspiegel (3) und dem Aktivteil (2) eine Auffangvorrichtung (4) angeordnet ist, mittels derer in einem Fehlerfall in der Isolations- und Kühlflüssigkeit entstehende Gasblasen (16) und/oder Druckwellen
aufgefangen und über eine flüssigkeitsleitende
Verbindung (5) an eine unterhalb des
Flüssigkeitsspiegels (3) angeordnete Schutzeinrichtung
(6) geleitet werden.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
dass die Gasblasen mittels der Auffangvorrichtung (4), die aus einem oder mehreren die Form eines Daches aufweisenden Teilen gebildet ist, und in einer
Draufsicht zumindest den Aktivteil (2) überdeckt bzw. überdecken, aufgefangen werden. 14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,
dass die Gasblasen mittels einer Auffangvorrichtung (4) aufgefangen werden, welche zumindest eine Auffangfläche
(14) aufweist, die bezüglich des Flüssigkeitsspiegels
(3) geneigt ist.
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB198936A (en) * 1922-08-05 1923-06-14 Max Buchholz Improvements in safety devices for electrical apparatus
GB484778A (en) * 1936-09-26 1938-05-10 British Thomson Houston Co Ltd Improvements in and relating to cooling means for electric transformers
GB639738A (en) * 1946-10-16 1950-07-05 British Thomson Houston Co Ltd Improvements in and relating to forced liquid cooled electrical apparatus
GB732054A (en) * 1952-05-08 1955-06-15 British Thomson Houston Co Ltd Improvements relating to the protection of electric current transformers
US4117525A (en) * 1977-09-09 1978-09-26 Electric Power Research Institute, Inc. Overpressure protection for vaporization cooled electrical apparatus
US5688398A (en) * 1995-08-30 1997-11-18 Gec Alsthom Transport Sa Device for filtering an electrically insulative and thermally conductive liquid medium and a power electronics unit incorporating a device of this kind
FR2971357A1 (fr) * 2011-02-08 2012-08-10 Philippe Magnier Llc Dispositif de prevention contre l'explosion d'un transformateur electrique muni d'un indicateur de liquide

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB198936A (en) * 1922-08-05 1923-06-14 Max Buchholz Improvements in safety devices for electrical apparatus
GB484778A (en) * 1936-09-26 1938-05-10 British Thomson Houston Co Ltd Improvements in and relating to cooling means for electric transformers
GB639738A (en) * 1946-10-16 1950-07-05 British Thomson Houston Co Ltd Improvements in and relating to forced liquid cooled electrical apparatus
GB732054A (en) * 1952-05-08 1955-06-15 British Thomson Houston Co Ltd Improvements relating to the protection of electric current transformers
US4117525A (en) * 1977-09-09 1978-09-26 Electric Power Research Institute, Inc. Overpressure protection for vaporization cooled electrical apparatus
US5688398A (en) * 1995-08-30 1997-11-18 Gec Alsthom Transport Sa Device for filtering an electrically insulative and thermally conductive liquid medium and a power electronics unit incorporating a device of this kind
FR2971357A1 (fr) * 2011-02-08 2012-08-10 Philippe Magnier Llc Dispositif de prevention contre l'explosion d'un transformateur electrique muni d'un indicateur de liquide

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