WO2022253517A1 - Druckvorrichtung und aktivteil eines transformators - Google Patents

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WO2022253517A1
WO2022253517A1 PCT/EP2022/062085 EP2022062085W WO2022253517A1 WO 2022253517 A1 WO2022253517 A1 WO 2022253517A1 EP 2022062085 W EP2022062085 W EP 2022062085W WO 2022253517 A1 WO2022253517 A1 WO 2022253517A1
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WO
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printing
profile
units
pressing
pressure
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PCT/EP2022/062085
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English (en)
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Inventor
Monther Sari
Original Assignee
Siemens Energy Global GmbH & Co. KG
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.)
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    • 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
    • H01F27/30—Fastening or clamping coils, windings, or parts thereof together; Fastening or mounting coils or windings on core, casing, or other support
    • H01F27/306—Fastening or mounting coils or windings on core, casing or other support
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F30/00—Fixed transformers not covered by group H01F19/00
    • H01F30/06—Fixed transformers not covered by group H01F19/00 characterised by the structure
    • H01F30/12—Two-phase, three-phase or polyphase transformers

Definitions

  • the invention relates to a pressure device for uniformly pressing windings of an active part of a power transformer, which has pressure units arranged one above the other and connected to one another, the pressure units being closed circumferentially and delimiting an inner through-opening, and being made up of cellulose-based layers lying one above the other in terms of their thickness .
  • the invention also relates to an active part for a power transformer with a core, at least one winding which encloses a section of the core, a tensioning device supported on the core and designed to generate a tensioning force, and a pressure device over which the tensioning force is evenly distributed is introduced into at least one winding.
  • Such an active part and such a pressure device are known, for example, from WO 2010/102659 A1.
  • a power transformer is described, which is used in electric power transmission.
  • Said power transformer has a tank that is filled with an iso lierfluid such as a mineral oil.
  • An active part is also arranged in the boiler.
  • the active part has an iron core that forms several legs. Each leg extends through a zy-cylindrical winding arrangement, which consists of two concentrically arranged windings.
  • An inner winding of the winding arrangement is the low-voltage winding, which is arranged inside a high-voltage winding.
  • the legs of the core are connected to one another by an upper and lower yoke of the core, so that a closed magnetic circuit is formed.
  • the core itself is formed as a whole by iron sheets lying flat against one another, with an upper and lower press frame being provided, with the aid of which the iron sheets on the upper and lower yoke are pressed together.
  • a winding clamping device is supported on the upper pressing frame and generates a pressing force that is introduced into the winding arrangement in the axial direction, so that the winding arrangement is pressed in a stationary manner on the leg.
  • a ring-shaped pressure device which is arranged concentrically to the core leg, serves to evenly distribute the pressing force across the upper end face. In this case, the pressure device extends annularly in the radial direction over the entire end face of the winding arrangement.
  • delamination cracks often occur in the pressure device. These delaminations, or in other words these layer erosions, occur because the shear stresses from the pressing load in various horizontal planes of the printing device exceed the relatively low shear strength of the material along the direction of the layers. Due to the delamination cracks, however, the flexural rigidity of the printing device decreases sharply, so that it undergoes impermissibly high bending when subjected to a correspondingly high load. This in turn impairs their clamping effect, so that the required short-circuit resistance of the winding arrangement can no longer be guaranteed.
  • the object of the invention is to provide a pressure device and an active part of the type mentioned at the outset, in which delamination cracks on the pressure device are avoided as far as possible when the winding is pressed.
  • the invention solves this problem in that the printing units at least partially have a profile, the profiles of adjacent printing units being designed to be complementary in shape to one another and said printing units being connected to one another in a form-fitting manner.
  • the invention solves this problem in that it has such a pressure device.
  • the printing units as building blocks of the printing device, at least partially have a profile.
  • the outside printing units can have a flat surface on their outside facing away from the other printing units, which therefore has no profile. Deviating from this, each printing unit is provided with a profile on both sides.
  • the profiles of the printing units that rest against each other are designed to complement each other, so that in addition to the usual connection - for example by gluing - a form-fitting connection is also possible.
  • the profiles interlock. If the profile is formed by grooves and projections, for example, the grooves of one pressure unit are formed to match the projections of the directly adjacent pressure unit, so that the projections can be accommodated by the grooves with a precise fit.
  • the pressure units are designed to be closed around the circumference and delimit an inner through-opening. From this inner through opening or in other words its inner edge, each pressure unit extends in the radial direction to an outer edge.
  • the outer edge does not necessarily have to be circular. In the context of the invention, both a square or oval contour of the inner and the outer edge of a Druckein unit are possible.
  • the inner edge is preferably in one Circular top view.
  • the outer edge of the printing units is also circular in plan view.
  • each printing unit is made up of layers that lie flat on top of each other and are connected to each other.
  • the layers of a printing unit are preferably formed from a cellulosic material and a binder.
  • connection of the layers of the printing units is stabilized by the profiles and their positive connection in addition to the gluing, which significantly reduces the risk of delamination.
  • profile plies derives from the fact that the shear strength across the plies is much higher than in the direction of the plies.
  • the shear stresses in the horizontal planes do not act entirely in the shear-sensitive layer direction, but also transversely to the layer direction, which will be discussed in more detail later.
  • the mechanical strength of the printing device is increased so that its damage during pressing and the resulting costs are avoided.
  • the bending section modulus of the tread layers is larger than that of flat layers. This increases the flexural rigidity of the printing device according to the present invention, whereby the clamping effect is improved and the short-circuit security of the windings clamped over it is increased.
  • the profiles have a similar effect to stiffening ribs in a building.
  • the mechanical properties in the adhesive layer are improved compared to flat layers of material.
  • the profile layers provide increased adhesion areas and improve the mechanical properties of the printing device as a whole.
  • the printing units consist of profile transformer board or profiled laminated wood. These materials have proven to be particularly suitable for the manufacture of power transformers.
  • grooves and projections are formed through the profile, with the projections on both sides of a ring unit engaging in grooves in the pressure units above or below. In this way, a particularly simple production is ensured, while at the same time the desired form fit is made possible.
  • the grooves and projections form concentric circles whose center coincides with the center of the pressure units.
  • FIG. 1 shows an exemplary embodiment of the active part according to the invention in a perspective representation
  • FIG. 2 shows an exemplary embodiment of a printing unit for the production of a printing device according to the invention
  • FIG. 3 shows a perspective partial view of three printing units lying one above the other
  • FIG. 4 shows the printing units according to FIG. 3 in an enlarged view
  • FIG. 5 shows an exemplary embodiment of a printing device according to the invention in a perspective view from above
  • FIG. 6 shows an exemplary embodiment of a printing device according to the invention in a perspective view from below and
  • FIG. 7 schematically illustrates an exemplary embodiment of the printing device according to the invention in a cross-sectional view.
  • FIG. 1 shows an exemplary embodiment of the active part 1 according to the invention.
  • the active part 1 has a core 2 which forms three core legs 3 which are each surrounded by a winding arrangement 4 .
  • each winding arrangement 4 comprises an inner low-voltage winding and an outer high-voltage winding, the low-voltage and high-voltage windings being arranged concentrically to one another. Fer ner two outer feedback leg 5 can be seen, which are not surrounded by any winding arrangement.
  • the return legs 5 and the legs 3 are connected to one another by an upper yoke 6 and a lower yoke 7. the, so that a closed magnetic circuit is formed.
  • the core 2 and thus the leg 3, the return leg 5 and the upper 6 and lower yoke 7 are formed from sheet iron lying flat against one another.
  • Two clamping frames 8, 9, which are attached to the obe ren 6 and lower yoke 7, are used to press together the iron sheets.
  • Each clamping frame 8, 9 has two clamping beams on different
  • the clamping beams are connected to each other by a tie rod. By turning the tie rod, the clamping beams are moved towards one another, as a result of which the iron sheets of the core 2, which are not referenced in FIG. 1, are pressed against one another.
  • a clamping device 10 supported on the upper pressing frame 8 generates a pressing force which is introduced in the axial direction into the winding arrangement 4 via a pressure device 11 designed according to the invention.
  • a pressure device 11 designed according to the invention.
  • each winding arrangement 4 is firmly clamped to the respective leg 3 ver.
  • the printing device extends over the entire end face of the winding arrangement assigned to it.
  • FIG. 2 shows the preliminary stage of a printing unit 12, which is used to construct the printing device 11 according to the invention as shown in FIG. It can be seen that the preliminary stage of the printing unit
  • the thickness of the preliminary stage of the printing unit depends on the number of layers 13 lying one above the other in the axial direction. The more layers 13 are on top of each other, the thicker the preliminary stage of the printing unit 12 and the later printing unit 12 itself.
  • the layers 13 of the printing unit 12 are small wooden parts that are connected to each other via a binder. Wooden parts and binder are to one layer
  • the individual layers lie flat each other and are glued to each other via the binder.
  • the preliminary stage of the printing unit 12 has a profile.
  • the profile consists of concentrically arranged circular grooves 14, the grooves 14 being separated from one another by projections 15.
  • a circular through-opening is made in the center of the plate shown in the plate-shaped preliminary stage shown, with the center point of this through-opening coinciding with the center point of the grooves 13.
  • FIG. 3 shows three preliminary stages of a printing unit 12 arranged one above the other.
  • the middle preliminary stage of the printing unit 12 again has several layers 13 and has a circular profile on both sides, which has already been described in connection with FIG.
  • the upper and lower precursors of the printing unit 12 each have a circular profile only on one of their sides. Furthermore, they consist of only one layer 13.
  • Figure 4 shows the arrangement of the three preliminary stages of a printing unit in an enlarged view.
  • the opposing profiles are designed to be complementary in shape to one another. In this way it is possible to join the later printing units 12 together so that a form-fitting connection is created between the printing units.
  • each projection 15 is fitted with a groove 14 in the respective opposite Druckein unit 12 excluded.
  • FIG. 5 shows an exemplary embodiment of the printing device 11 according to the invention in a perspective view from above. It can be seen that a central passage opening was made in the printing units 12 arranged one above the other. The printing device 11 is therefore ring-shaped. In the upper printing unit 12, the outside has no profile, two recesses 16 can be seen. These allow insight into the profile of the underlying printing unit 12. In particular, its circular profile with the grooves 14 and projections 15 can be seen.
  • FIG. 6 shows the printing device according to FIG. 5 in a perspective view from below.
  • the lowest printing unit also has recesses that provide a view of the profile of the printing unit 12 above it.
  • the recesses are used to attach the pressure device 11 to the core leg 2.
  • FIG. 7 schematically shows a cross-sectional view of a printing device 11, from which the profile structure made up of grooves 14 and projections 15 can be seen again.
  • a shearing force 16 occurs which runs horizontally in the layers of the pressure device 11 and is illustrated in FIG. 7 with a horizontal arrow.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Printing Plates And Materials Therefor (AREA)

Abstract

Um eine Druckvorrichtung (11) zum gleichmäßigen Pressen von Wicklungen eines Aktivteils (1) eines Leistungstransformators, die übereinander angeordnete und miteinander verbundene Druckeinheiten (12) aufweist, wobei die Druckeinheiten (12) umfänglich geschlossen sind und eine innere Durchgangsöffnung begrenzen und wobei sie ihre Dicke betreffend aus übereinanderliegenden zellulosebasierten Schichten (13) aufgebaut sind, zu schaffen, die, bei dem Delaminationsrisse beim Pressen der Wicklung möglichst vermieden werden, wird vorgeschlagen, dass die Druckeinheiten (12) zumindest teilweise ein Profil (14, 15) aufweisen, wobei die Profile (14, 15) aneinander anliegender Druckeinheiten (12) formkomplementär zueinander ausgestaltet und die besagten Druckeinheiten (12) formschlüssig miteinander verbunden sind.

Description

Beschreibung
Druckvorrichtung und Aktivteil eines Transformators
Die Erfindung betrifft eine Druckvorrichtung zum gleichmäßi gen Pressen von Wicklungen eines Aktivteils eines Leistungs transformators, die übereinander angeordnete und miteinander verbundene Druckeinheiten aufweist, wobei die Druckeinheiten umfänglich geschlossen sind und eine innere Durchgangsöffnung begrenzen und wobei sie ihre Dicke betreffend aus übereinan derliegenden zellulosebasierten Schichten aufgebaut sind.
Die Erfindung betriff ferner ein Aktivteil für einen Leis tungstransformator mit einem Kern, wenigstens einer Wicklung, die einen Abschnitt des Kerns umschließt, einer am Kern abge stützten Spannvorrichtung, die zum Erzeugen einer Spannkraft eingerichtet ist, und einer Druckvorrichtung, über welche die Spannkraft gleichmäßig verteilt in wenigstens eine Wicklung eingeleitet wird.
Ein solches Aktivteil und eine solche Druckvorrichtung sind beispielsweise aus der WO 2010/102659 Al bekannt. Dort ist ein Leistungstransformator beschrieben, der in der Elektro energieübertragung eingesetzt wird. Der besagte Leistungs transformator verfügt über einen Kessel, der mit einem Iso lierfluid wie beispielsweise einem mineralischen Öl befüllt ist. In dem Kessel ist ferner ein Aktivteil angeordnet. Das Aktivteil verfügt über einen Eisenkern, der mehrere Schenkel ausbildet. Dabei erstreckt sich jeder Schenkel durch eine zy linderförmige Wicklungsanordnung, die aus zwei konzentrisch zueinander angeordneten Wicklungen besteht. Eine innere Wick lung der Wicklungsanordnung ist die Unterspannungswicklung, die innerhalb einer Oberspannungswicklung angeordnet ist. Die Schenkel des Kerns sind durch ein oberes und unteres Joch des Kerns miteinander verbunden, so dass ein geschlossener Mag netkreis ausgebildet ist. Der Kern selbst wird insgesamt durch flächig aneinander an liegende Eisenbelche gebildet, wobei ein oberer und unterer Pressrahmen bereitstellt ist, mit dessen Hilfe die Eisenble che am oberen und unteren Joch aneinandergepresst werden. Ei ne Wicklungsspannvorrichtung ist am oberen Pressrahmen abge stützt und erzeugt eine Presskraft, die in axialer Richtung in die Wicklungsanordnung eingeleitet wird, so dass die Wick lungsanordnung ortsfest am Schenkel verpresst ist. Zur gleichmäßigen Verteilung der Presskraft über die obere Stirn seite hinweg dient eine ringförmige Druckvorrichtung, die konzentrisch zum Kernschenkel angeordnet ist. Dabei erstreckt sich die Druckvorrichtung ringförmig in radialer Richtung über die gesamte Stirnseite der Wicklungsanordnung hinweg.
Beim Pressen der Wicklungen mit Hilfe einer solchen aus Zel luloseschichten aufgebauten Druckvorrichtung kommt es häufig zu Delaminationsrissen in der Druckvorrichtung. Diese Delami- nationen oder mit anderen Worten diese Schichtabtragungen treten auf, weil die Schubspannungen aus der Pressbelastung in verschiedenen horizontalen Ebenen der Druckvorrichtung, die verhältnismäßig niedrige Scherfestigkeit des Materials längs zur Schichtrichtung überschreiten. Auf Grund der Dela- minationsrisse nimmt jedoch die Biegesteifigkeit der Druck vorrichtung stark ab, so dass diese bei einer entsprechend hohen Belastung unzulässig hohe Biegungen erfährt. Dadurch wiederum wird deren Einspannwirkung beeinträchtigt, so dass die geforderte Kurzschlussfestigkeit der Wicklungsanordnung nicht mehr gewährleistet werden kann.
Um dem abzuhelfen wird gemäß dem Stand der Technik die be schädigte Druckvorrichtung ausgetauscht, wodurch sich die ge samte Herstellung des Aktivteils verzögert. Hierdurch werden hohe Kosten ausgelöst.
Aufgabe der Erfindung ist es eine Druckvorrichtung und ein Aktivteil der eingangs genannten Art bereitzustellen, bei de nen Delaminationsrisse an der Druckvorrichtung beim Pressen der Wicklung möglichst vermieden werden. Ausgehend von der eingangs genannten Druckvorrichtung löst die Erfindung diese Aufgabe dadurch, dass die Druckeinheiten zumindest teilweise ein Profil aufweisen, wobei die Profile aneinander anliegender Druckeinheiten formkomplementär zuei nander ausgestaltet und die besagten Druckeinheiten form schlüssig miteinander verbunden sind.
Ausgehend von dem eingangs genannten Aktivteil löst die Er findung diese Aufgabe dadurch, dass dieses eine solche Druck vorrichtung aufweist.
Erfindungsgemäß weisen die Druckeinheiten als Bausteine der Druckvorrichtung zumindest teilweise ein Profil auf. Dabei können die außen liegenden Druckeinheiten an ihrer von den anderen Druckeinheiten abgewandten Außenseite eine flache Oberfläche aufweisen, die also kein Profil aufweist. Abwei chend hiervon ist jede Druckeinheit an ihren beiden Seiten mit einem Profil versehen. Die Profile der Druckeinheiten, die aneinander anliegen, sind formkomplementär zueinander ausgebildet, so dass neben der üblichen Verbindung - bei spielsweise durch Kleben - auch eine formschlüssige Verbin dung ermöglicht ist. Dabei greifen die Profile ineinander ein. Ist das Profil beispielsweise durch Nuten und Vorsprünge ausgebildet, sind die Nuten der einen Druckeinheit passend zu den Vorsprüngen der unmittelbar benachbarten Druckeinheit ausgebildet, so dass die Vorsprünge von den Nuten passgenau aufgenommen werden können.
Die Druckeinheiten sind umfänglich geschlossen ausgestaltet und begrenzen eine innere Durchgangsöffnung. Von dieser inne ren Durchgangsöffnung oder mit anderen Worten ihrer inneren Kante erstreckt sich jede Druckeinheit in radialer Richtung zu einer äußeren Kante. Im Rahmen der Erfindung muss die äu ßere Kante nicht zwangsläufig kreisförmig ausgestaltet sein. Im Rahmen der Erfindung sind sowohl eine eckige oder ovale Kontur der inneren als auch der äußeren Kante einer Druckein heit möglich. Bevorzugt ist jedoch die innere Kante in einer Draufsicht kreisförmig ausgeführt. Vorteilhafterweise ist in einer Draufsicht auch die äußere Kante der Druckeinheiten kreisförmig ausgebildet.
In axialer Richtung ist jede Druckeinheit aus Schichten auf gebaut, die flächig übereinander liegen und miteinander ver bunden sind. Die Schichten einer Druckeinheit sind vorzugs weise aus einem Zellulosematerial und einem Bindemittel ge bildet.
Die Verbindung der Schichten der Druckeinheiten wird durch die Profile und deren formschlüssige Verbindung zusätzlich zum Kleben stabilisiert, wodurch die Delaminationsgefahr deutlich herabgesetzt wird.
Ein weiterer Vorteil für die Verwendung von Profilschichten ergibt sich aus der Tatsache, dass die Scherfestigkeit quer zur Schichtung viel höher ist als in Schichtrichtung. Somit wird durch Verwendung von Profilschichten erreicht, dass die Scherspannungen in den horizontalen Ebenen nicht vollständig in der scherempfindlichen Schichtrichtung wirken, sondern auch quer zur Schichtrichtung, worauf später noch genauer eingegangen wird.
Untersuchungen haben ergeben, dass die Druckspannungen aus Presskräften die Materialschichten komprimieren und damit die Festigkeit erhöhen. Analog dazu wirken die Schubspannungen in den horizontalen Ebenen beim Auftreffen auf die Profilschich ten in Querrichtung wie Druckspannungen und pressen die Schichten zusammen, wodurch eine zusätzliche Festigkeitsstei gerung erzielt wird.
Erfindungsgemäß ist die mechanische Festigkeit der Druckvor richtung erhöht, so dass dessen Beschädigung beim Pressen und die daraus entstehenden Kosten vermieden sind. Darüber hinaus ist das Biegewiderstandsmoment der Profilschichten größer als das von flachen Schichten. Dies erhöht die Biegesteifigkeit der Druckvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, wodurch die Einspannwirkung verbessert und die Kurzschlusssi cherheit der darüber verspannten Wicklungen erhöht ist. Die Profile wirken ähnlich wie Versteifungsrippen in einem Bau teil.
Ferner sind die mechanischen Eigenschaften in der Klebe schicht gegenüber flachen Materialschichten verbessert. Die Profilschichten stellen vergrößerte Klebeflächen bereit und verbessern die mechanischen Eigenschaften der Druckvorrich tung insgesamt.
Vorteilhafterweise bestehen die Druckeinheiten aus Profilt ransformerboard oder Profilschichtholz. Diese Materialien ha ben sich als besonders geeignet bei der Herstellung von Leis tungstransformatoren herausgestellt.
Bei einer bevorzugten Variante der Erfindung sind durch das Profil Nuten und Vorsprünge ausgebildet, wobei die Vorsprünge auf beiden Seiten einer Ringeinheit in Nuten der darüber oder der darunter liegenden Druckeinheiten eingreifen. Auf diese Weise ist für eine besonders einfache Herstellung gesorgt, wobei gleichzeitig der gewünschte Formschluss ermöglicht ist.
Weitere Vorteile ergeben sich bei einer Ausführung der Erfin dung, bei der das Profil ein kreisförmiges Profil ist.
Vorteilhafterweise bilden die Nuten und Vorsprünge konzentri sche Kreise aus, deren Mittelpunkt mit dem Mittelpunkt der Druckeinheiten zusammenfällt.
Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfin dung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung von Aus führungsbeispielen der Erfindung unter Bezug auf die Figuren der Zeichnung, wobei gleiche Bezugszeichen auf gleich wirken de Bauteile verweisen und wobei Figur 1 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Aktivteils in einer perspektivischen Darstel lung,
Figur 2 ein Ausführungsbeispiel einer Druckeinheit für die Herstellung einer erfindungsgemäßen Druck vorrichtung,
Figur 3 eine perspektivische Teilansicht von drei übereinander liegenden Druckeinheiten,
Figur 4 die Druckeinheiten gemäß Figur 3 in einer ver größerten Ansicht,
Figur 5 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemä ßen Druckvorrichtung in einer perspektivischen Ansicht von oben,
Figur 6 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemä ßen Druckvorrichtung in einer perspektivischen Ansicht von unten und
Figur 7 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Druckvorrichtung in einer quer geschnittenen Ansicht schematisch verdeutlichen.
Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Aktivteils 1. Das Aktivteil 1 verfügt über einen Kern 2, der drei Kernschenkel 3 ausbildet, die jeweils von einer Wick lungsanordnung 4 umschlossen sind. Dabei umfasst jede Wick lungsanordnung 4 eine innere Unterspannungswicklung und eine äußere Oberspannungswicklung, wobei die Unter- und Oberspan nungswicklungen konzentrisch zueinander angeordnet sind. Fer ner sind zwei äußere Rückführungsschenkel 5 erkennbar, die von keiner Wicklungsanordnung umschlossen sind.
Die Rückführungsschenkel 5 sowie die Schenkel 3 sind durch ein oberes Joch 6 und ein unteres Joch 7 miteinander verbun- den, so dass ein geschlossener Magnetkreis ausgebildet ist. Der Kern 2 und damit die Schenkel 3, die Rückführungsschenkel 5 sowie das obere 6 und untere Joch 7 sind aus flächig anei nander anliegenden Eisenblechen gebildet. Zum Aneinanderpres sen der Eisenbleche dienen zwei Spannrahmen 8, 9, die am obe ren 6 und unteren Joch 7 angebracht sind. Jeder Spannrahmen 8, 9 verfügt über zwei Spannbalken, die auf unterschiedlichen
Seiten des Jochs angeordnet sind. Die Spannbalken sind durch eine Zugstange miteinander verbunden. Durch Drehen der Zug stange werden die Spannbalken aufeinander zu bewegt, wodurch die in Figur 1 nicht referenzierten Eisenbleche des Kerns 2 gegeneinander gepresst werden.
Eine an dem oberen Pressrahmen 8 abgestützte Spannvorrichtung 10 erzeugt eine Presskraft, die über eine erfindungsgemäß ausgeführte Druckvorrichtung 11 in axialer Richtung in die Wicklungsanordnung 4 eingeleitet wird. Auf diese Weise wird jede Wicklungsanordnung 4 fest am jeweiligen Schenkel 3 ver klemmt. Dabei erstreckt sich die Druckvorrichtung über die gesamte Stirnseite der ihr jeweils zugeordneten Wicklungsan ordnung hinweg.
Figur 2 zeigt die Vorstufe einer Druckeinheit 12, die zum Aufbau der erfindungsgemäßen Druckvorrichtung 11 gemäß Figur 1 dient. Es ist erkennbar, dass die Vorstufe der Druckeinheit
12 plattenförmig ausgebildet ist und noch keine mittlere Durchgangsöffnung ausgebildet ist. Erkennbar ist jedoch, dass die Dicke der Vorstufe der Druckeinheit von der Anzahl der in axialer Richtung übereinander liegenden Schichten 13 abhängig ist. Je mehr Schichten 13 übereinander liegen, desto dicker wird die Vorstufe der Druckeinheit 12 sowie die spätere Druckeinheit 12 selbst.
Bei den Schichten 13 der Druckeinheit 12 handelt es sich um kleine Holzteile, die über ein Bindemittel miteinander ver bunden sind. Holzteile und Bindemittel sind zu einer Schicht
13 gepresst. Dabei liegen die einzelnen Schichten flächig an- einander an und sind über das Bindemittel miteinander ver klebt.
In Figur 2 ist ebenfalls erkennbar, dass die Vorstufe der Druckeinheit 12 ein Profil aufweist. Das Profil besteht aus konzentrisch angeordneten kreisförmigen Nuten 14, wobei die Nuten 14 durch Vorsprünge 15 voneinander getrennt sind. Zur Ausbildung der Druckeinheit 12 wird in die gezeigte platten förmige Vorstufe eine kreisförmige Durchgangsöffnung in die Mitte der gezeigten Platte eingebracht, wobei der Mittelpunkt dieser Durchgangsöffnung mit dem Mittelpunkt der Nuten 13 zu sammenfällt .
Figur 3 zeigt drei übereinander angeordnete Vorstufen einer Druckeinheit 12. Die mittlere Vorstufe der Druckeinheit 12 weist wiederum mehrere Schichten 13 auf und verfügt auf bei den Seiten über ein kreisförmiges Profil, das bereits im Zu sammenhang mit Figur 2 beschrieben wurde. Die obere und die untere Vorstufe der Druckeinheit 12 weisen jeweils nur an ei ner ihrer Seiten ein Kreisprofil auf. Ferner bestehen sie aus nur einer Schicht 13.
Figur 4 zeigt die Anordnung der drei Vorstufen einer Druck einheit in vergrößerter Darstellung. Insbesondere ist erkenn bar, dass die einander gegenüberliegenden Profile formkomple mentär zueinander ausgeführt sind. Auf diese Weise ist es möglich, die späteren Druckeinheiten 12 zusammenzufügen, so dass eine formschlüssige Verbindung zwischen der Druckeinhei ten entsteht. Insbesondere wird jeder Vorsprung 15 passgenau von einer Nut 14 in der jeweils gegenüberliegenden Druckein heit 12 ausgenommen.
Figur 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Druckvorrichtung 11 in einer perspektivischen Darstellung von oben. Es ist erkennbar, dass eine mittige Durchgangsöffnung in die übereinander angeordneten Druckeinheiten 12 einge bracht wurde. Die Druckvorrichtung 11 ist daher ringförmig ausgebildet. In der oberen Druckeinheit 12, deren Außenseite kein Profil aufweist, sind zwei Ausnehmungen 16 erkennbar. Diese gewähren Einblick auf das Profil der darunter liegenden Druckeinheit 12. Insbesondere ist deren Kreisprofil mit den Nuten 14 und Vorsprüngen 15 erkennbar.
Figur 6 zeigt die Druckvorrichtung gemäß Figur 5 in einer perspektivischen Ansicht von unten. Auch die unterste Druck einheit weist Ausnehmungen auf, die den Blick auf das Profil der darüberliegenden Druckeinheit 12 freigeben. Die Ausneh mungen dienen der Befestigung der Druckvorrichtung 11 am Kernschenkel 2.
Figur 7 zeigt schematisch eine quer geschnittene Ansicht ei ner Druckvorrichtung 11, aus der die Profilstruktur aus Nuten 14 und Vorsprüngen 15 wieder erkennbar wird. Wie bereits aus geführt wurde, tritt beim Einleiten der axialen Presskraft in die Wicklungsanordnung 4 und somit in die Druckvorrichtung 11 eine Scherkraft 16 auf, die horizontal in den Schichten der Druckvorrichtung 11 verläuft und in Figur 7 mit einem hori zontalen Pfeil verdeutlicht ist. Durch Verwendung von Profil schichten wird erreicht, dass die Scherspannung 16 in den ho rizontalen Schichten 13 nicht vollständig in der scheremp findlichen Schichtrichtung wirken, sondern auch schräg zur horizontalen Richtung. Auf diese Weise werden Deliminations- prozesse unterdrückt.

Claims

Patentansprüche
1. Druckvorrichtung (11) zum gleichmäßigen Pressen von Wick lungen eines Aktivteils (1) eines Leistungstransformators, die übereinander angeordnete und miteinander verbundene Druckeinheiten (12) aufweist, wobei die Druckeinheiten (12) umfänglich geschlossen sind und eine innere Durchgangsöffnung begrenzen und wobei sie ihre Dicke betreffend aus übereinan derliegenden zellulosebasierten Schichten (13) aufgebaut sind, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Druckeinheiten (12) zumindest teilweise ein Profil (14,
15) aufweisen, wobei die Profile (14, 15) aneinander anlie gender Druckeinheiten (12) formkomplementär zueinander ausge staltet und die besagten Druckeinheiten (12) formschlüssig miteinander verbunden sind.
2. Druckvorrichtung (11) nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Druckeinheiten (12) aus Profiltransformerboard oder Pro filschichtholz bestehen.
3. Druckvorrichtung (11) nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass durch das Profil Nuten (14) und Vorsprünge (15) ausgebildet sind, wobei die Vorsprünge (15) auf beiden Seiten einer Druckeinheit (12) in Nuten (14) der darüber oder der darunter liegenden Druckeinheiten (12) eingreifen.
4. Druckvorrichtung (11) nach einem der vorhergehenden An sprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass jedes Profil (14, 15) ein kreisförmiges Profil ist.
5. Druckvorrichtung (11) nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
Nuten (14) und Vorsprünge (15) konzentrische Kreise ausbil den, deren Mittelpunkte mit dem Mittelpunkt der Druckeinhei- ten (12) zusammenfällt.
6. Aktivteil (1) für einen Leistungstransformator mit
- einem Kern (2),
- wenigsten einer Wicklung, die einen Abschnitt des Kerns (2) umschließt,
- einer am Kern (2) abgestützten Spannvorrichtung, die zum Erzeugen einer Spannkraft eingerichtet ist, und
- einer Druckvorrichtung (11), über welche die Spannkraft gleichmäßig verteilt in wenigstens eine Wicklung eingeleitet wird, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h eine Druckvorrichtung (11) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5.
PCT/EP2022/062085 2021-06-02 2022-05-05 Druckvorrichtung und aktivteil eines transformators WO2022253517A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

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