WO2016050515A1 - Trockentransformatorkern - Google Patents

Trockentransformatorkern Download PDF

Info

Publication number
WO2016050515A1
WO2016050515A1 PCT/EP2015/071235 EP2015071235W WO2016050515A1 WO 2016050515 A1 WO2016050515 A1 WO 2016050515A1 EP 2015071235 W EP2015071235 W EP 2015071235W WO 2016050515 A1 WO2016050515 A1 WO 2016050515A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
core
dry
transformer
iron core
housing
Prior art date
Application number
PCT/EP2015/071235
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Rudolf Hanov
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
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 Aktiengesellschaft filed Critical Siemens Aktiengesellschaft
Priority to US15/510,912 priority Critical patent/US10361024B2/en
Priority to BR112017006229A priority patent/BR112017006229A2/pt
Publication of WO2016050515A1 publication Critical patent/WO2016050515A1/de

Links

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
    • H01F27/23—Corrosion protection
    • 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
    • H01F27/02—Casings
    • H01F27/022—Encapsulation
    • 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
    • H01F27/24—Magnetic cores
    • 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
    • H01F27/24—Magnetic cores
    • H01F27/25—Magnetic cores made from strips or ribbons
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F3/00—Cores, Yokes, or armatures
    • H01F2003/005—Magnetic cores for receiving several windings with perpendicular axes, e.g. for antennae or inductive power transfer
    • 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
    • H01F27/28—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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F3/00—Cores, Yokes, or armatures

Definitions

  • the present invention relates to a dry-type transformer core comprising an iron core having a number of wraparound legs connected by a number of yokes.
  • a dry-type transformer is a transformer which does not contain liquid insulating materials such as e.g. B. contains transformer oil. Dry transformers are commonly used as power transformers, in particular as such in electrical energy networks. They are therefore often three-phase designed as a three-phase AC transformer. Dry transformers are used especially where due to the proximity to persons or property oil-filled transformers or only with significant fire protection measures such. B. fire walls, can be placed. Also, oil catchment pits do not contribute to groundwater protection.
  • the dry-transformer core comprises a housing formed on the iron core, which surrounds the iron core substantially flush.
  • the invention is based on the consideration that both of the above-mentioned objects could be achieved by a housing, which on the one hand ensures the mechanical strength of the iron core by enclosing it flush, d. H. so that the individual electrical sheets are held by the enclosure form-fitting in their position, and on the other hand ensures by a complete encapsulation for a good corrosion protection.
  • the non-magnetic enclosure vorteilhaf ⁇ ingly an average permeability from -1.01 to 1.01, preferably from -1.001 to 1.001 in.
  • the ratio of Permeabi- is hereby formality (ratio of the magnetic flux density for magneti ⁇ 's field strength) of the casing understood to that of the vacuum.
  • the housing is thus advantageously made of a material whose permeability as far as possible corresponds to the Vaku ⁇ ums.
  • the dry transformer core which is the enclosure gefer ⁇ Untitled primarily from a plastic.
  • polyme ⁇ rer solids is understood, which is produced synthetically or semisynthetic table of monomeric organic molecules or biopolymers. Plastics usually meet the ⁇ He bachis the non-magnetisability are easy to mold and have sufficient stability.
  • the enclosure is predominantly made of steel.
  • non-magnetic steels such.
  • chromium-nickel steels are used, which have a corresponding permeability.
  • such steels are comparatively flexible malleable and have the time required for stabilization ⁇ tion of the iron core strength.
  • steels are electrically conductive, so that electric field strength peaks are reduced, especially when the enclosure is rounded.
  • the housing is also grounded.
  • the enclosure is designed in several parts, one of the parts essentially enclosing one of the yokes.
  • the enclosure should be designed so ⁇ to that of the iron core inserted in its individual sections can be assembled and joined together.
  • the enclosure is designed so that coils can be guided over the individual iron core legs and their Umhausungsteil, and then a yoke can be applied. This is in turn enclosed by corresponding housing units.
  • the enclosure on its outside on a number of fastening devices. This can include both the fastening devices for the installation of the transformer itself, as well as for the attachment of the windings.
  • the iron core is advantageously made of amorphous films. Especially with such iron cores, which need to be stabilized without housing particularly complex and where attachment is particularly difficult to accomplish, the use of a housing with corresponding fastening devices of very particular advantage.
  • the enclosure advantageously comprises an insulating part, which is designed such that no closed Lei ⁇ terschleife formed around the iron core.
  • an electrically conductive housing it is necessary to design these with a non-conductive interruption, which can be arranged virtually arbitrarily, only topologically so expanded and arranged that no closed loop can be formed around the iron core. As a result, namely short circuit turns are avoided.
  • the interruption can be made of a suitable insulating material.
  • a dry-type transformer advantageously comprises a ⁇ be written dry transformer core and a plurality of coil wound around the area enclosed by the enclosure leg SPU len.
  • a trained according to the aforementioned type of dry transformer is advantageously for a rated voltage of more designed as 1 kV and / or a rated power of more than 50 kVA.
  • the enclosure of the iron core described above is of considerable advantage in the design.
  • the dry-type transformer is advantageously designed as a cast-resin transformer, ie the insulation of the high-voltage windings consists of cast resin.
  • the advantages achieved by the invention are, in particular, that the mechanical strength of the dry transformer core is ensured by the installation of the iron core in a non ⁇ magnetic housing as a supporting component, without consuming core bandages, core fittings or core pressing devices would be needed. The result is a completely encapsulated iron core, which is protected against corrosive influences. In addition, the noise level is reduced, as this is essentially generated by the magnetostriction of the iron core, which is shielded by the housing.
  • the shape of the enclosure can follow the iron core shape and can also be made for round, oval or rectangular iron core sections.
  • the assembly of the enclosure can take place with consideration of an insulation site with all known joining methods.
  • 3 is a dry-type transformer core having a rectangular cross-section in the leg enclosure, which surrounds the iron core and having a plurality of Be ⁇ fastening devices.
  • dry-type formatorkerne 1 which are designed for cast resin transformers having a rated voltage exceeding 1 kV, and / or a power rating of more than 50 kVA and accordingly have a entspre ⁇ sponding size. They are particularly suitable as power transformers in electrical energy networks. In the following, the similarities of the three figures will first be described.
  • the dry-type transformer cores 1 have shown ei ⁇ NEN layered sheets of electro iron core 2.
  • the core consists of amorphous films is established. He is shown in dashed lines in all figures, since he is located within the housing 4.
  • the electrical steel sheets have a dimension which decreases in height and width toward the edge of the iron core 2, so that steps 6 are formed in each layer by the smaller dimension in the stacked electrical steel sheets. As a result, a slightly rounded shape of the iron core 2 is achieved. In other, not shown embodiments, it may also be economical, for.
  • amorphous sheets have a rectangular core cross-section without rounding of the edges.
  • transformers between sheath transformers and core transformers, or the terms in English "shell type” and "core type".
  • the windings comprise a common iron core 2.
  • the dry-transformer cores 1 shown in the figures are designed for core transformers.
  • the leg 8 to be wound (also main leg) are connected at their ends by yokes 10 with each other.
  • the design of transformer cores is specified in a coding consisting of two numbers. The first number describes the number of wound limbs 8, the second number the number of backlash limbs (this refers to outer, unwound limbs of the shell transformer).
  • the housing 4 is made in all figures of a non-magnetic material, ie a material having a Per ⁇ meabilticiansress in the range of -1.01 to 1.01.
  • a non-magnetic material ie a material having a Per ⁇ meabilticiansress in the range of -1.01 to 1.01.
  • a plastic or in other exemplary embodiments chromium-nickel steel can be used.
  • the enclosure 4 is formed in each case flush with the iron core 2, that is formed such that it holds together the iron plates of the iron core 2 ⁇ form fit. It completely encloses the iron core 2, thus encapsulating it.
  • the enclosure 4 in this case has in each case a wall thickness of we ⁇ niger than 1 cm, ie a few mm. Between the iron core 2 and enclosure 4 remaining void is filled with a suitable material.
  • the enclosure 4 is in each case designed in several parts. First, a first part 12 is provided, which surrounds the upper yoke 10 and a second part 14, which surrounds the legs 8 and the lower yoke 10. Both parts 12, 14 are in turn constructed in two parts as half-shells, so that in the manufacturing process, the iron core 2 can be inserted into the first half-shell and then connected the two ⁇ te half-shell for stabilization with the first half-shell.
  • FIG. 1 shows a dry-transformer core 1 with a casing 4 with a round cross section over the yokes 10 and legs 8. It follows the outer contour of the iron core 2.
  • FIG. 2 shows a dry-transforming core 1 with a casing 4, likewise round in cross-section, over the yokes 10 and legs 8, which is shaped in the same way as the enclosure in FIG. 4. However, it also has fastening devices 16, 18 in the manner from the outside Housing 4 attached eyelets. There are fastening devices 16 for fixing the dry-transformer core 1 during installation of the
  • the housing 4 is made in FIG 2 of an electrically conductive material, for. As the already mentioned chromium-nickel steel.
  • the housing 4 is initially grounded.
  • it comprises two insulating parts 22 shown in FIG. 2, which are designed such that no closed conductor loop can form around the iron core 2.
  • the sides of the insulating members 22 each form a rectangle whose sides parallel to the axis of the respective leg 8 and yoke 10 on the inside, ie the adjacent leg 8 or yoke 10 facing surface of the conversion 4 and here form a closed line.
  • the insulating parts 22 un ⁇ teritul here the otherwise conductive body of the casing 4. Due to the sides of the insulating parts 22 is a current flow avoided in the transformation 4 around the legs 10 and yokes 8 around.
  • FIG. 3 shows a dry-transforming core 1 whose casing 4 has the same fastening devices 16, 18 as that of FIG. However, the cross-section of the casing 4 over the yokes 10 and legs 8 is rectangular.

Abstract

Ein Trockentransformatorkern (1), umfassend einen Eisenkern (2) mit einer Anzahl von für eine Bewicklung ausgelegten Schenkeln (8), die durch eine Anzahl von Jochen (10) miteinander verbunden sind, soll einerseits besonders einfach herzustellen sein, und andererseits besonders gut gegen Korrosion geschützt sein. Dazu umfasst der Trockentransformatorkern (1) eine dem Eisenkern (2) angeformte Umhausung (4), die den Eisenkern (2) im Wesentlichen bündig umschließt.

Description

Beschreibung
Trockentransformatorkern Die Erfindung betrifft einen Trockentransformatorkern, umfassend einen Eisenkern mit einer Anzahl von für eine Bewicklung ausgelegten Schenkeln, die durch eine Anzahl von Jochen miteinander verbunden sind. Ein Trockentransformator ist ein Transformator, der keine flüssigen Isolierstoffe wie z. B. Transformatorenöl enthält. Trockentransformatoren werden üblicherweise als Leistungstransformatoren, insbesondere als solche in elektrischen Energienetzen eingesetzt. Sie sind daher häufig dreiphasig als Dreiphasenwechselstrom-Transformator ausgeführt. Trockentransformatoren werden besonders dort eingesetzt, wo wegen der räumlichen Nähe zu Personen oder Sachwerten ölgefüllte Transformatoren nicht oder nur mit erheblichen Maßnahmen zum Brandschutz, wie z. B. Brandschutzwänden, aufgestellt werden können. Auch entfallen Ölauffanggruben zum Grundwasserschutz.
Trockentransformatorkerne werden wie bei flüssigkeitsgefüll¬ ten Transformatoren üblicherweise als Zwei- oder Dreischenkeleisenkern aus beidseitig isolierten Elektroblechen ausge- führt. Die Schenkel, die mit den Spulenwicklungen versehen werden, sind dabei beiderseits durch Joche miteinander verbunden. Durch die Verwendung von dünnen Elektroblechen für die Kernherstellung muss dieser an diversen Stellen gehalten, befestigt und gepresst werden. Dies wird bislang durch Banda- gierung, Verschraubung und Verpressung erreicht. Werden sehr dünne, amorphe Bleche verwendet, ist die mechanische Stabili¬ sierung des Kernes noch aufwändiger.
Sollen Trockentransformatoren in Freiluft, im oder unter Was- ser betrieben werden, müssen besondere Korrosionsschutzma߬ nahmen für den gesamten Transformator, oder bei Aufstellung ohne Schutzgehäuse, für den Eisenkern vorgesehen werden. Wegen der geometrischen Gestalt des Eisenkernes ist hierbei ei- ne aufwändige Beschichtung notwendig, um den Korrosionsschutz zu gewährleisten, da der Kern nicht von Öl umgeben ist.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Trockentransforma- torkern der eingangs genannten Art anzugeben, der einerseits besonders einfach herzustellen ist, und andererseits beson¬ ders gut gegen Korrosion geschützt ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst, indem der Trocken- transformatorkern eine dem Eisenkern angeformte Umhausung um- fasst, die den Eisenkern im Wesentlichen bündig umschließt.
Die Erfindung geht dabei von der Überlegung aus, dass beide der oben genannten Aufgaben durch eine Umhausung gelöst wer- den könnten, die einerseits für die mechanische Festigkeit des Eisenkernes sorgt, indem sie ihn bündig umschließt, d. h. so dass die einzelnen Elektrobleche durch die Umhausung formschlüssig in ihrer Position gehalten werden, und andererseits durch eine vollständige Verkapselung für einen guten Korrosi- onsschutz sorgt.
Damit die Umhausung die magnetischen Eigenschaften des Transformators nicht negativ beeinflusst, ist sie vorteilhafter¬ weise aus einem nichtmagnetischen Material gefertigt.
Insbesondere weist die nichtmagnetische Umhausung vorteilhaf¬ terweise eine mittlere Permeabilitätszahl zwischen -1,01 und 1,01, vorzugsweise zwischen -1,001 und 1,001 auf. Unter der Permeabilitätszahl wird hierbei das Verhältnis der Permeabi- lität (Verhältnis der magnetischen Flussdichte zur magneti¬ schen Feldstärke) der Umhausung zu der des Vakuums verstanden. Die Umhausung ist somit vorteilhaft aus einem Material gefertigt, dessen Permeabilität soweit möglich der des Vaku¬ ums entspricht.
Um die magnetischen Eigenschaften des Transformators auch nicht durch einen zu hohen Abstand der die Umhausung umschließenden Wicklungen zum eigentlichen Eisenkern negativ zu beeinflussen, beträgt die Wanddicke der Umhausung vorteilhaf¬ terweise weniger als 1 cm. Unter der Wanddicke wird hierbei der Abstand der Außenfläche der Umhausung zur Außenfläche des Eisenkerns verstanden.
In vorteilhafter Ausgestaltung des Trockentransformatorkerns ist die die Umhausung vorwiegend aus einem Kunststoff gefer¬ tigt. Unter Kunststoff wird hierbei ein organischer, polyme¬ rer Festkörper verstanden, der synthetisch oder halbsynthe- tisch aus monomeren organischen Molekülen oder Biopolymeren hergestellt wird. Kunststoffe erfüllen in der Regel das Er¬ fordernis der Nichtmagnetisierbarkeit , sind leicht zu formen und weisen eine ausreichende Stabilität auf. In einer alternativen vorteilhaften Ausgestaltung des Trockentransformatorkerns ist die Umhausung vorwiegend aus Stahl gefertigt. Hierbei kommen nichtmagnetische Stähle wie z. B. Chrom-Nickel-Stähle zur Anwendung, die eine entsprechende Permeabilitätszahl aufweisen. Auch derartige Stähle sind ver- gleichsweise flexibel formbar und weisen die zur Stabilisie¬ rung des Eisenkerns nötige Festigkeit auf. Zudem sind Stähle elektrisch leitend, so dass elektrische Feldstärkeüberhöhungen verringert werden, insbesondere wenn die Umhausung gerundet ausgeführt ist.
Vorteilhafterweise ist hierbei die Umhausung auch geerdet.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Trockentransformatorkerns ist die Umhausung mehrteilig ausgestaltet ist, wo- bei einer der Teile im Wesentlichen eines der Joche umschließt. Insgesamt sollte die Umhausung so ausgeführt wer¬ den, dass der Eisenkern in seinen einzelnen Abschnitten eingelegt, montiert und zusammengefügt werden kann. Insbesondere ist dabei die Umhausung so gestaltet, dass Spulen über die einzelnen Eisenkernschenkel und deren Umhausungsteil geführt werden können, und anschließend ein Joch aufgebracht werden kann. Dieses wird wiederum von entsprechenden Umhausungstei- len umschlossen. Vorteilhafterweise weist die Umhausung auf ihrer Außenseite eine Anzahl von Befestigungsvorrichtungen auf. Dies kann sowohl die Befestigungsvorrichtungen für die Aufstellung des Transformators selbst umfassen, als auch für die Befestigung der Wicklungen.
Der Eisenkern besteht dabei vorteilhafterweise aus amorphen Folien. Gerade bei derartigen Eisenkernen, die ohne Umhausung besonders aufwändig stabilisiert werden müssen und bei denen eine Befestigung besonders schwierig zu bewerkstelligen ist, ist die Verwendung einer Umhausung mit entsprechenden Befestigungsvorrichtungen von ganz besonderem Vorteil.
Verbleibt durch eine etwas größere Ausbildung der Umhausung ein Zwischenraum zwischen Eisenkern und Umhausung, so ist dieser vorteilhafterweise mit einer geeigneten Masse ver¬ füllt. Dies erhöht die Stabilität des entstehenden Transfor¬ matorkerns .
Die Umhausung umfasst vorteilhafterweise ein Isolierteil, welches derart ausgebildet ist, dass keine geschlossene Lei¬ terschleife um den Eisenkern entsteht. Bei einer elektrisch leitenden Umhausung ist es erforderlich, diese mit einer nichtleitenden Unterbrechung auszugestalten, die praktisch beliebig angeordnet sein kann, nur topologisch so ausgedehnt und angeordnet sein muss, dass keine geschlossene Schleife um den Eisenkern gebildet werden kann. Hierdurch werden nämlich Kurzschlusswindungen vermieden. Die Unterbrechung kann aus einem geeigneten Isolationsmaterial gefertigt sein.
Ein Trockentransformator umfasst vorteilhafterweise einen be¬ schriebenen Trockentransformatorkern sowie eine Anzahl von um die von der Umhausung umschlossenen Schenkel gewickelten Spu- len.
Ein nach der vorgenannten Art ausgebildeter Trockentransformator ist vorteilhafterweise für eine Nennspannung von mehr als 1 kV und/oder eine Nennleistung von mehr als 50 kVA ausgelegt. Gerade bei Trockentransformatoren dieser Leistungsklasse ist die oben beschriebene Umhausung des Eisenkerns bei der Konstruktion von erheblichem Vorteil.
Der Trockentransformator ist dabei vorteilhafterweise als Gießharztransformator ausgelegt, d. h. die Isolierung der Oberspannungswicklungen besteht aus Gießharz. Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass durch den Einbau des Eisenkerns in eine nicht¬ magnetische Umhausung als tragendes Bauteil die mechanische Festigkeit des Trockentransformatorkerns gewährleistet ist, ohne dass aufwändige Kernbandagen, Kernverschraubungen oder Kernpressvorrichtungen benötigt würden. Es entsteht ein vollständig gekapselter Eisenkern, der vor korrosiven Einflüssen geschützt ist. Zudem wird der Geräuschpegel reduziert, da dieser im Wesentlichen durch die Magnetostriktion des Eisenkernes erzeugt wird, der durch die Umhausung abgeschirmt wird.
Die Form der Umhausung kann der Eisenkernform folgen und kann auch für runde, ovale oder rechteckige Eisenkernquerschnitte hergestellt werden. Das Zusammenfügen der Umhausung kann un- ter Berücksichtigung einer Isolierstelle mit allen bekannten Fügeverfahren erfolgen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
FIG 1 einen Trockentransformatorkern mit einer abgerundeten
Umhausung, die den Eisenkern umschließt,
FIG 2 einen Trockentransformatorkern mit einer abgerundeten
Umhausung, die den Eisenkern umschließt, und die eine
Mehrzahl von Befestigungsvorrichtungen aufweist, und FIG 3 einen Trockentransformatorkern mit einer im Schenkelquerschnitt rechteckigen Umhausung, die den Eisenkern umschließt, und die eine Mehrzahl von Be¬ festigungsvorrichtungen aufweist .
Gleiche Teile sind in allen Figuren mit denselben Bezugszei¬ chen versehen.
Alle im Folgenden beschriebenen Figuren zeigen Trockentrans- formatorkerne 1, die für Gießharztransformatoren mit einer Nennspannung von mehr als 1 kV und/oder einer Nennleistung von mehr als 50 kVA ausgelegt sind und demnach eine entspre¬ chende Größe aufweisen. Sie eignen sich insbesondere als Leistungstransformatoren in elektrischen Energienetzen. Im Folgenden werden zunächst die Gemeinsamkeiten der drei Figuren beschrieben.
Die gezeigten Trockentransformatorenkerne 1 verfügen über ei¬ nen aus Elektroblechen geschichteten Eisenkern 2. In anderen Ausführungsbeispielen ist der Kern aus amorphen Folien aufgebaut. Er ist in allen Figuren gestrichelt dargestellt, da er sich innerhalb der Umhausung 4 befindet. Die Elektrobleche haben zum Rand des Eisenkerns 2 hin eine in Höhe und Breite geringer werdende Abmessung, so dass sich bei den übereinan- der gestapelten Elektroblechen durch die geringere Abmessung in jeder Lage Stufen 6 ergeben. Hierdurch wird eine etwas abgerundete Form des Eisenkerns 2 erreicht. In anderen, nicht gezeigten Ausführungsformen kann es auch wirtschaftlich sein, z. B. bei amorphen Blechen einen rechteckigen Kernquerschnitt ohne Abrundungen der Kanten zu haben.
Grundsätzlich unterscheidet man bei Transformatoren zwischen Manteltransformatoren und Kerntransformatoren, bzw. den Bezeichnungen in Englisch "shell type" und "core type". Bei beiden Arten umfassen die Wicklungen einen gemeinsamen Eisenkern 2. Sind Wicklung und Eisenkern 2 von äußeren Eisenwegen umschlossen oder ist der meiste Teil der leitenden Wicklungen, die z. B. aus Kupfer oder Aluminium bestehen können, von Eisen umschlossen, spricht man von Manteltransformatoren. Die in den Figuren gezeigten Trockentransformatorenkerne 1 sind jedoch für Kerntransformatoren ausgelegt. Hierbei sind die zu bewickelnden Schenkel 8 (auch Hauptschenkel) an ihren Enden durch Joche 10 miteinander verbunden. Die Bauform von Transformatorkernen wird in einer Kodierung bestehend aus zwei Zahlen angegeben. Die erste Zahl beschreibt die Anzahl der bewickelten Schenkel 8, die zweite die Anzahl der Rückschlussschenkel (hierunter versteht man äußere unbe- wickelte Schenkel beim Manteltransformator) .
Alle Figuren zeigen jeweils einen 3/0-Trockentransformator- kern 1, d. h. einen dreischenkligen Trockentransformatorkern 1 ohne Rückschlussschenkel, dessen drei Schenkel 8 für eine
Bewicklung vorgesehen sind. Die Ausführungsbeispiele sind je¬ doch nur beispielhaft, die hier dargestellte Umhausung mit allen beschriebenen Eigenschaften ist auch für beliebige andere Konfigurationen herstellbar.
Die Umhausung 4 ist in allen Figuren aus einem nichtmagnetischen Material gefertigt, d. h. einem Material mit einer Per¬ meabilitätszahl im Bereich von -1,01 bis 1,01. Hierfür kann in Ausführungsbeispielen ein Kunststoff oder in anderen Aus- führungsbeispielen auch Chrom-Nickel-Stahl verwendet werden.
In den Figuren ist die Umhausung 4 jeweils bündig dem Eisenkern 2 angeformt, d. h. so ausgebildet, dass sie die Eisen¬ bleche des Eisenkerns 2 formschlüssig zusammenhält. Sie um- schließt den Eisenkern 2 vollständig, verkapselt diesen also. Die Umhausung 4 weist hierbei jeweils eine Wanddicke von we¬ niger als 1 cm, d. h. wenigen mm auf. Zwischen dem Eisenkern 2 und Umhausung 4 verbleibender Leerraum ist mit einem geeigneten Material verfüllt. Die Umhausung 4 ist jeweils mehrtei- lig ausgeführt: Zunächst ist ein erster Teil 12 vorgesehen, der das obere Joch 10 umschließt und ein zweiter Teil 14, der die Schenkel 8 und das untere Joch 10 umschließt. Beide Teile 12, 14 sind wiederum zweiteilig als Halbschalen aufgebaut, so dass im Herstellungsprozess der Eisenkern 2 in die erste Halbschale eingelegt werden kann und dann die zwei¬ te Halbschale zur Stabilisierung mit der ersten Halbschale verbunden.
Im Folgenden werden die Unterschiede der Ausführungsbeispiele in den verschiedenen Figuren erläutert. FIG 1 zeigt einen Trockentransformatorkern 1 mit einer Umhau- sung 4 mit rundem Querschnitt über den Jochen 10 und Schenkeln 8. Sie folgt der Außenkontur des Eisenkerns 2.
FIG 2 zeigt einen Trockentransformatorkern 1 mit einer Umhau- sung 4 mit ebenfalls rundem Querschnitt über den Jochen 10 und Schenkeln 8, die ebenso geformt ist wie die Umhausung in FIG 4. Allerdings weist sie zusätzlich Befestigungsvorrichtungen 16, 18 in der Art von außen an der Umhausung 4 befestigten Ösen auf. Es sind Befestigungsvorrichtungen 16 zum Fi- xieren des Trockentransformatorkerns 1 beim Aufstellen des
Transformators z. B. an Trägern 20 vorgesehen. Weitere Befes¬ tigungsvorrichtungen 18 dienen der Fixierung der nicht dargestellten Wicklungen. Im Gegensatz zu den FIG 1 und FIG 3 ist die Umhausung 4 in der FIG 2 aus einem elektrisch leitenden Material gefertigt, z. B. dem bereits erwähnten Chrom-Nickel-Stahl. Hierbei ist die Umhausung 4 zunächst geerdet. Weiterhin umfasst sie zwei in FIG 2 dargestellte Isolierteile 22, die so ausgebildet sind, dass keine geschlossene Leiterschleife um den Eisenkern 2 entstehen kann. Im Ausführungsbeispiel der FIG 2 bilden die Seiten der Isolierteile 22 jeweils ein Rechteck, dessen Seiten parallel zur Achse des jeweiligen Schenkels 8 bzw. Jochs 10 an der Innenseite, d. h. der dem benachbarten Schenkel 8 bzw. Joch 10 zugewandten Fläche der Umwandung 4 verlaufen und hier eine geschlossene Linie bilden. Die Isolierteile 22 un¬ terbrechen hier den ansonsten leitenden Körper der Umhausung 4. Durch die Seiten der Isolierteile 22 wird ein Stromfluss in der Umwandung 4 um die Schenkel 10 und Joche 8 herum vermieden .
FIG 3 zeigt einen Trockentransformatorkern 1, dessen Umhau- sung 4 die gleichen Befestigungsvorrichtungen 16, 18 wie der der FIG 2 aufweist. Allerdings ist der Querschnitt der Umhau- sung 4 über den Jochen 10 und Schenkeln 8 rechteckig.

Claims

Patentansprüche
1. Trockentransformatorkern (1), umfassend einen Eisenkern (2) mit einer Anzahl von für eine Bewicklung ausgelegten Schenkeln (8), die durch eine Anzahl von Jochen (10) miteinander verbunden sind, wobei der Trockentransformatorkern (1) eine dem Eisenkern (2) angeformte Umhausung (4) umfasst, die den Eisenkern (2) im Wesentlichen bündig umschließt.
2. Trockentransformatorkern (1) nach Anspruch 1, bei dem die Umhausung (4) nichtmagnetisch ist.
3. Trockentransformatorkern (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Umhausung (4) eine mittlere Perme- abilitätszahl zwischen -1,01 und 1,01, vorzugsweise zwischen -1,001 und 1,001 aufweist.
4. Trockentransformatorkern (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Wanddicke der Umhausung (4) weni- ger als 1 cm beträgt.
5. Trockentransformatorkern (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Umhausung (4) vorwiegend aus einem Kunststoff gefertigt ist.
6. Trockentransformatorkern (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die Umhausung (4) vorwiegend aus Stahl gefertigt ist.
7. Trockentransformatorkern (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Umhausung (4) geerdet ist.
8. Trockentransformatorkern (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Umhausung (4) mehrteilig ausge- staltet ist, wobei einer der Teile (14) im Wesentlichen eines der Joche (10) umschließt.
9. Trockentransformatorkern (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Umhausung (4) auf ihrer Außenseite eine Anzahl von Befestigungsvorrichtungen (16, 18) aufweist.
10. Trockentransformatorkern (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Eisenkern (2) aus amorphen Folien besteht .
11. Trockentransformatorkern (1) nach einem der vorhergehen- den Ansprüche, bei dem ein zwischen Eisenkern (2) und Umhausung (4) verbleibender Zwischenraum verfüllt ist.
12. Trockentransformatorkern (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Umhausung (4) ein Isolierteil um- fasst, welches derart ausgebildet ist, dass keine geschlosse¬ ne Leiterschleife um den Eisenkern (2) entsteht.
13. Trockentransformator, umfassend einen Trockentransforma¬ torkern (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche sowie ei- ne Anzahl von um die von der Umhausung (4) umschlossenen Schenkel (8) gewickelten Spulen.
14. Trockentransformator nach Anspruch 13, ausgelegt für eine Nennspannung von mehr als 1 kV und/oder eine Nennleistung von mehr als 50 kVA.
15. Trockentransformator nach Anspruch 13 oder 14, der als Gießharztransformator ausgelegt ist.
PCT/EP2015/071235 2014-09-29 2015-09-16 Trockentransformatorkern WO2016050515A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/510,912 US10361024B2 (en) 2014-09-29 2015-09-16 Dry-type transformer core
BR112017006229A BR112017006229A2 (pt) 2014-09-29 2015-09-16 núcleo de transformador do tipo seco

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP14186803.4A EP3001435B1 (de) 2014-09-29 2014-09-29 Trockentransformatorkern
EP14186803.4 2014-09-29

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2016050515A1 true WO2016050515A1 (de) 2016-04-07

Family

ID=51619086

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2015/071235 WO2016050515A1 (de) 2014-09-29 2015-09-16 Trockentransformatorkern

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10361024B2 (de)
EP (1) EP3001435B1 (de)
BR (1) BR112017006229A2 (de)
DK (1) DK3001435T3 (de)
WO (1) WO2016050515A1 (de)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10650954B2 (en) * 2016-09-16 2020-05-12 Energo Group Canada Inc. Losses reduction for electrical power distribution
DE102017223839A1 (de) * 2017-12-28 2019-07-04 Siemens Aktiengesellschaft Magnetkern mit Rückschlussschenkel
US10826297B2 (en) * 2018-11-06 2020-11-03 General Electric Company System and method for wind power generation and transmission in electrical power systems
CN110632427B (zh) * 2019-10-08 2022-02-01 云南电力技术有限责任公司 一种配电变压器中铁心柱结构的判断方法及装置
DE102020211253A1 (de) * 2020-09-08 2022-03-10 Siemens Energy Global GmbH & Co. KG Transformator

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011107387A1 (de) * 2010-03-01 2011-09-09 Abb Technology Ag Trockentransformatorkern mit einem amorphen transformatorkern und trockentransformator
US20110248808A1 (en) * 2010-04-07 2011-10-13 Abb Technology Ag Outdoor dry-type transformer
US20130162386A1 (en) * 2011-12-23 2013-06-27 Abb Technology Ag Corrosion-resistant coating system for a dry-type transformer core

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011107387A1 (de) * 2010-03-01 2011-09-09 Abb Technology Ag Trockentransformatorkern mit einem amorphen transformatorkern und trockentransformator
US20110248808A1 (en) * 2010-04-07 2011-10-13 Abb Technology Ag Outdoor dry-type transformer
US20130162386A1 (en) * 2011-12-23 2013-06-27 Abb Technology Ag Corrosion-resistant coating system for a dry-type transformer core

Also Published As

Publication number Publication date
BR112017006229A2 (pt) 2017-12-12
US20170271070A1 (en) 2017-09-21
US10361024B2 (en) 2019-07-23
DK3001435T3 (en) 2018-01-22
EP3001435A1 (de) 2016-03-30
EP3001435B1 (de) 2017-11-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69728972T2 (de) Transformator/reactor
EP0102513B1 (de) Trockentransformator mit in Giessharz eingegossenen Wicklungen
WO2016050515A1 (de) Trockentransformatorkern
EP3144944A1 (de) Elektrische wicklung, trockentransformator mit einer solchen elektrischen wicklung und verfahren zur herstellung einer elektrischen wicklung
WO2012031646A1 (de) Transformatorwicklung
DE69915808T2 (de) Aus streifen gewickelte induktionsspule mit verbesserter wärmeübertragung und kurzschlussfestigkeit
EP1529296B1 (de) Wicklungsanordnung
DE69629318T2 (de) Hochspannungs-/niederspannungstransformator mit thermoplastischer trockenisolation
DE4311126C2 (de) Stromkompensierte Mehrfachdrossel in Kompaktbauweise
DE2154398C3 (de) Spannungstransformator zur vertikalen Aufstellung mit einem gestreckten Magnetkern
EP3133615A1 (de) Elektrische wicklungsanordnung
DE2503691A1 (de) Ringkernwandler
EP3001437B1 (de) Durchführungssystem
EP3001433B1 (de) Stützisolator geeignet für einen Transformator
EP3721458B1 (de) Elektrisches gerät mit pressplatten zum verspannen eines magnetisierbaren kerns
DE102011075456A1 (de) Summenstromwandler und Fehlerstromschutzschalter
DE586526C (de) Hochspannungstransformator, insbesondere Spannungsmesswandler
EP0654803A1 (de) Induktiver elektrischer Wandler
DE102020100190A1 (de) Induktives Bauteil mit einer Betriebsfrequenz im Mittelfrequenzbereich
DE3022070A1 (de) Schirmkoerper fuer bewickelte kernschenkel von transformatoren, drosselspulen u.dgl.
CH642478A5 (en) Transformer
DE1590701C3 (de) Reduktionsdrossel für Fernmeldekabel
AT17295U1 (de) Induktive Vorrichtung
DE2653591A1 (de) Hochleistungs-transformator fuer ultra-hochspannung
DE4242295A1 (de) Transformator

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 15763604

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 15510912

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

REG Reference to national code

Ref country code: BR

Ref legal event code: B01A

Ref document number: 112017006229

Country of ref document: BR

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 15763604

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 112017006229

Country of ref document: BR

Kind code of ref document: A2

Effective date: 20170327