DE202008017356U1

DE202008017356U1 - Oil-filled power transformer with tap changer

Info

Publication number: DE202008017356U1
Application number: DE202008017356U
Authority: DE
Original assignee: Maschinenfabrik Reinhausen GmbH; Maschinenfabrik Reinhausen Gebrueder Scheubeck GmbH and Co KG
Current assignee: Maschinenfabrik Reinhausen GmbH; Scheubeck GmbH and Co
Priority date: 2008-06-06
Filing date: 2008-06-06
Publication date: 2009-06-10
Anticipated expiration: 2018-06-07

Abstract

Ölgefüllter Leistungstransformator mit ölgefülltem Stufenschalter,
wobei sowohl Leistungstransformator als auch Stufenschalter jeweils ein separates Ölausdehnungsgefäß besitzen, das mit dem jeweiligen Ölvolumen verbunden ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Stufenschalter (2) ein hermetisch abgeschlossenes Ölausdehnungsgefäß (5, 10) aufweist, dessen Volumen derart dimensioniert ist, dass auch bei der niedrigsten zulässigen Öltemperatur und damit dem minimalen Ölvolumen im Stufenschalter eine Rest-Ölmenge im Ölausdehnungsgefäß (5, 10) verbleibt
und dass das Ölausdehnungsgefäß an seinem oberen Bereich ein Überdruckventil (6) aufweist.Oil-filled power transformer with oil-filled tap changer,
wherein both power transformer and tap changer each have a separate oil conservator, which is connected to the respective oil volume,
characterized,
in that the tap changer (2) has a hermetically sealed oil expansion vessel (5, 10) whose volume is dimensioned such that a residual oil quantity remains in the oil expansion vessel (5, 10) even at the lowest permissible oil temperature and thus the minimum oil volume in the tap changer
and that the oil conservator has at its upper portion a pressure relief valve (6).

Description

Die Neuerung betrifft einen ölgefüllten Leistungstransformator mit einem ebenfalls ölgefüllten Stufenschalter, der im Transformatorkessel des Leistungstransformators angeordnet ist.The Innovation concerns an oil-filled power transformer with a likewise oil-filled tap changer, which is arranged in the transformer tank of the power transformer is.

Ölgefüllte Transformatoren als auch Stufenschalter benötigen Ausgleichsanordnungen, um die temperaturbedingte Volumenänderung des jeweiligen Isolierölvolumens auszugleichen bzw. aufzunehmen. Bekannte Ausdehnungsgefäße sind offen ausgebildet, so dass das in diesem Ausdehnungsgefäß befindliche Isolieröl an seiner Oberfläche mit der Umgebungsluft in Berührung kommt und Luftfeuchtigkeit aufnimmt, was unerwünscht ist. Zur Vermeidung dieses Effektes sind bereits verschiedene Lösungen bekannt.Oil filled transformers as well as tap changer need Balancing arrangements to the temperature-related volume change of the respective insulating oil volume compensate or absorb. Known expansion tanks are open, so that the located in this expansion vessel insulating on its surface in contact with the ambient air comes and absorbs humidity, which is undesirable. To avoid this Effectes are already known different solutions.

Bisherige Lösungen zur Vermeidung eines Kontaktes des Öles mit der Umgebungsluft verwenden verschiedene Bauarten hermetisch geschlossener Ausdehnungsgefäße, wie zum Beispiel Dehnradiatoren, Ausdehnungsgefäße mit Stickstoffpolster oder mit Gummisack bzw. Gummimembran. Sie dienen zur Aufnahme einer begrenzten Ölmenge, die aufgrund der thermischen Ausdehnung des Öles bei Temperaturschwankungen im Transformator aufgrund von Laständerungen oder Änderungen der Umgebungstemperatur entsteht.Previous solutions to avoid contact of the oil with the ambient air various types of hermetically sealed expansion vessels, such as for example strain radiators, expansion tanks with nitrogen pad or with rubber bag or rubber membrane. They serve to absorb a limited amount of oil, due to the thermal expansion of the oil during temperature fluctuations in the transformer due to load changes or changes the ambient temperature arises.

Der in einem Regeltransformator eingebaute Stufenschalter enthält üblicherweise eine vom Transformator getrennte Ölfüllung und besitzt daher ein eigenes Ausdehnungsgefäß, das ebenfalls die für einen Hermetikabschluss erforderlichen Vorrichtungen enthält.Of the In a control transformer built-in tap changer usually contains a separated from the transformer oil filling and therefore has a own expansion vessel, also the for contains a hermetic seal required devices.

Bei der Betätigung des Stufenschalters können Schaltgase entstehen, die in einem hermetisch geschlossenen System zwangsläufig zu Überdruck führen, der infolge Kumulierung unzulässig hohe Werte annehmen kann, sofern keine Mittel zur Begrenzung des Überdrucks vorhanden sind. In einer existierenden Lösung zur Begrenzung des Überdrucks wird daher in der Rohrleitung zwischen Stufenschalterkopf und Ausdehnungsgefäß ein Zweischwimmer-Buchholzrelais mit elektrisch betätigtem Magnetventil eingesetzt, welches bei Erreichen einer bestimmten Gasmenge automatisch öffnet und so die entstandenen Schaltgase ablässt. Gesteuert wird dieses Magnetventil durch einen Schwimmerkontakt innerhalb einer dafür vorgesehenen Kammer des Buchholzrelais', in dem sich die Schaltgase zunächst sammeln und das Öl aus dieser Kammer verdrängen. Bei Unterschreitung eines minimalen Ölstandes schließt der Schwimmerkontakt und öffnet das Magnetventil, das die angesammelten Schaltgase über eine Öffnung in der Kammer an die Umgebungsluft abführt.at the operation the tap changer can Switching gases arise in a hermetically sealed system inevitably lead to overpressure, the as a result of cumulation inadmissible high levels, provided no means to limit the overpressure available. In an existing solution to limit overpressure Therefore, in the pipeline between tap changer head and expansion tank a two-bucket Buchholz relay with electrically operated solenoid valve used, which automatically opens when reaching a certain amount of gas and so the resulting switching gases leaves. This is controlled Solenoid valve by a float contact within a designated Chamber of the Buchholz relay ', in which the switching gases first collect and the oil displace from this chamber. at Below a minimum oil level closes the float contact and opens the solenoid valve, which accumulates the accumulated switching gases through an opening in the chamber is discharged to the ambient air.

Nachteilig an dieser Lösung ist die Gefahr eines Funktionsverlustes bei extremen Klimabedingungen, z. B. Vereisung, sowie die Notwendigkeit einer Hilfsstromversorgung zur Ansteuerung des Magnetventils.adversely at this solution is the risk of loss of function in extreme climatic conditions, z. As icing, as well as the need for an auxiliary power supply for controlling the solenoid valve.

Aufgabe der Neuerung ist es daher, eine Ausdehnungseinheit für Stufenschalter zu entwerfen, die die beschriebenen Nachteile vermeidet.task The innovation is therefore an expansion unit for tap changers to design, which avoids the disadvantages described.

Diese Aufgabe wird durch die Neuerung gelöst. Neuerungsgemäß wird ein Stufenschalter mit einem hermetisch abgeschlossenen Ausdehnungsgefäß vorgesehen, das mit einem einfachen Strömungsrelais in der Rohrzuleitung auskommt, wie es üblicherweise in freiatmenden Systemen verwendet wird und welches keine eigene Stromversorgung benötigt.These Task is solved by the innovation. Innovation is a Step switch provided with a hermetically sealed expansion tank, that with a simple flow relay in the pipe supply, as it usually in freiatmenden Systems is used and which does not have its own power supply needed.

Die Neuerung soll nachfolgend an Hand von Zeichnungen noch näher erläutert werden.The Innovation will be explained in more detail below with reference to drawings.

Es zeigen:It demonstrate:

1 eine erste Ausführungsform der Neuerung 1 a first embodiment of the innovation

2a eine zweite Ausführungsform 2a a second embodiment

2b eine dritte Ausführungsform 2 B a third embodiment

3 eine vierte Ausführungsform. 3 a fourth embodiment.

Zunächst soll die 1 näher erläutert werden.First, the 1 be explained in more detail.

Will man nicht unter Zuhilfenahme komplizierter Druckregeleinrichtungen den Systemdruck im Stufenschalter kontrollieren, so muss das Volumen des Ausdehnungsgefäßes so bemessen sein, dass sich weder bei der niedrigsten zulässigen Öltemperatur (z. B. –40°C) ein Unterdruck einstellt, noch bei der höchsten zulässigen Öltemperatur (z. B. 130°C) ein zu hoher Überdruck (z. B. > 0.5 bar) ergibt. Bei der niedrigsten Öltemperatur muss im Ausdehnungsgefäß immer eine bestimmte Rest-Ölmenge (z. B. 5 Liter) verbleiben, damit sichergestellt ist, dass in die Rohrleitung kein Gas eindringt, welches die Funktion des Strömungsrelais gefährden könnte. Unter diesen Voraussetzungen kann das Ausdehnungsgefäß hermetisch geschlossen und mit einem Inertgas, z. B. Stickstoff, gefüllt sein. Bei Verwendung von mineralischem Elektro-Isolieröl kann auch trockene Luft verwendet werden.Want not with the help of complicated pressure control devices check the system pressure in the tap changer, the volume of the Expansion vessel so dimensioned be that at the lowest permissible oil temperature (eg -40 ° C), a negative pressure stops, even at the highest permissible oil temperature (eg 130 ° C) too high pressure (eg> 0.5 bar) results. At the lowest oil temperature must always in the expansion vessel a certain amount of residual oil (eg 5 liters) to ensure that the pipeline no gas penetrates, which could jeopardize the function of the flow relay. Under these conditions, the expansion vessel can be hermetically closed and with an inert gas, z. As nitrogen, be filled. When using mineral electrical insulating oil can also dry air can be used.

Die Dimensionierung eines solchen Ausdehnungsgefäßes sei an folgendem Beispiel erläutert:

– Ölvolumen des Stufenschalter-Ölgefäßes: 200 Liter
– Volumenänderung des Öles über den gesamten Temperaturbereich –40°C ... 130°C: ca. 10%
– max. zul. Überdruck im System: 0.5 bar
– max. zul. Unterdruck: keiner (Umgebungsdruck)
– V1 – V2 = 20 Liter
V1 = 80 Liter (max. Gasvolumen bei –40°C) V2 = 60 Liter (min. Gasvolumen bei 130°C)

The dimensioning of such an expansion vessel is explained by the following example:

- Oil volume of tap changer oil tank: 200 liter
- Volume change of the oil over the entire temperature range -40 ° C ... 130 ° C: approx. 10%
- Max. permissible overpressure in the system: 0.5 bar
- Max. permissible negative pressure: none (ambient pressure)
- V1 - V2 = 20 liters
V1 = 80 liters (maximum gas volume at -40 ° C) V2 = 60 liters (minimum gas volume at 130 ° C)

Das Volumen des Ausdehnungsgefäßes muss somit mindestens 85 Liter betragen.The Volume of the expansion vessel must thus at least 85 liters.

Sollten durch den Betrieb des Stufenschalters (Lastschaltungen) freie Gase entstehen, können diese den Druck im System unzulässig erhöhen. Dies wird mit Hilfe eines kleinen Druckentlastungsventils vermieden, das im oberen Bereich des Ausdehnungsgefäßes angebracht ist und den Systemdruck auf maximal 0.5 bar begrenzt.Should by the operation of the tap changer (load circuits) free gases can arise, these can the pressure in the system is inadmissible increase. This is avoided by means of a small pressure relief valve, which is mounted in the upper part of the expansion vessel and the System pressure limited to a maximum of 0.5 bar.

Gezeigt ist in schematischer Darstellung ein Transformator 1, der mit einem Stufenschalter 2 in Verbindung steht. Der Stufenschalter 2 besitzt einen Wähler 2.1, der über elektrische Anschlussleitungen mit den Wicklungsanzapfungen des Transformators 1 verbunden ist, sowie einen Lastumschalter 2.2 mit einem separaten Ölgefäß. Die gesamte Anordnung befindet sich im ebenfalls ölgefüllten Transformatorkessel 3. Dieser Transformatorkessel 3 besitzt ein bekanntes Ölausdehnungsgefäß 4. Der Stufenschalter 2 ist neuerungsgemäß mit einem hermetisch abgeschlossenen Ausdehnungsgefäß 5 verbunden. Dieses Ausdehnungsgefäß 5 ist relativ groß und derart dimensioniert, dass auch bei der tiefsten zulässigen Temperatur und damit dem geringsten Ölvolumen im Stufenschalter noch eine gewisse Ölmenge im Ausdehnungsgefäß 5 verbleibt. Seitlich weist das hermetisch abgeschlossene Ölausdehnungsgefäß 5 ein Überdruckventil 6 auf.Shown is a schematic representation of a transformer 1 that with a tap-changer 2 communicates. The tap-changer 2 owns a voter 2.1 , which has electrical connection lines with the winding taps of the transformer 1 connected, as well as a diverter switch 2.2 with a separate oil container. The entire arrangement is located in the oil tank filled transformer tank 3 , This transformer tank 3 has a well-known oil conservator 4 , The tap-changer 2 is renewal with a hermetically sealed expansion vessel 5 connected. This expansion vessel 5 is relatively large and dimensioned such that even at the lowest permissible temperature and thus the lowest oil volume in the tap still a certain amount of oil in the expansion tank 5 remains. Laterally, the hermetically sealed oil conservator 5 a pressure relief valve 6 on.

In 2a ist eine andere Ausführungsform dargestellt. In dieser Ausgestaltung zur Vermeidung unzulässiger Druckverhältnisse werden die entstehenden Schaltgase über einen Schwimmerentlüfter 7 abgelassen, der auf dem Stufenschalterkopf angeordnet ist.In 2a another embodiment is shown. In this embodiment, to avoid impermissible pressure conditions, the resulting switching gases are via a float ventilator 7 drained, which is arranged on the tap changer head.

2b zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der ein Schwimmerentlüfter 8 an einem hohen Punkt der Leitungsführung zum Ausdehnungsgefäß 5, z. B. an der höchsten Stelle eines Rohrbogens, angeordnet ist. 2 B shows a further embodiment in which a float ventilator 8th at a high point of the cable routing to the expansion vessel 5 , z. B. at the highest point of a pipe bend, is arranged.

3 zeigt ein Ausdehnungsgefäß mit Stickstoff-Polster 10 und Verbindung zum Ausdehnungsgefäß 11 des Transformators. In vorteilhafter Weiterentwicklung der existierenden Lösungen mit Stickstoffpolstern, mit und ohne Druckregeleinheit, lassen sich hier auch hermetisch geschlossene Ausdehnungsgefäße verwenden, deren Gasräume im oberen Teil über einen Schlauch oder ein Rohr 12 miteinander verbunden sind. Damit lässt sich das Stickstoff-Reservoir des Transformators (großer Ausgleichstank oder Druckgasflasche mit Regeleinrichtung) auch für den Luftabschluss des Stufenschalteröles verwenden. Vorteilhaft ist dabei, dass im Transformator und im Stufenschalter der gleiche Systemdruck herrscht. 3 shows an expansion vessel with nitrogen pad 10 and connection to the expansion tank 11 of the transformer. In an advantageous development of the existing solutions with nitrogen pads, with and without pressure control unit, hermetically sealed expansion vessels can be used here, the gas chambers in the upper part via a hose or a pipe 12 connected to each other. Thus, the nitrogen reservoir of the transformer (large compensation tank or compressed gas cylinder with control device) can also be used for the air outlet of the tap-changer oil. It is advantageous that the same system pressure prevails in the transformer and the tap changer.

In allen Abbildungen ist noch jeweils ein Strömungsrelais 13 dargestellt, das in der Rohrleitung von Stufenschalter 2 zum hermetisch abgeschlossenen Ausdehnungsgefäß 5 bzw. 10 angeordnet ist.In all illustrations is still a respective flow relay 13 shown in the pipeline of tap changer 2 to the hermetically sealed expansion vessel 5 respectively. 10 is arranged.

Claims

Oil-filled power transformer with oil-filled tap changer, wherein both power transformer and tap changer each have a separate oil conservator, which is connected to the respective oil volume, characterized in that the tap changer ( 2 ) a hermetically sealed oil conservator ( 5 . 10 ) whose volume is dimensioned such that even at the lowest permissible oil temperature and thus the minimum oil volume in the tap switch residual oil in the oil conservator ( 5 . 10 ) and that the oil conservator at its upper part a pressure relief valve ( 6 ) having.

Arrangement according to claim 1, characterized in that at the head of the tap changer ( 2 ) or at the pipe connection between head and oil conservator ( 5 . 10 ) a float ventilator ( 8th ) is provided.

Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the gas spaces ( 10 ) of the oil conservator of the on-load tap-changer and of the oil conservator ( 11 ) of the transformer tank are connected to each other.

Arrangement according to claim 3, characterized in that the connection through a hose or a pipe ( 12 ) consists.

Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that in the oil volume of the tap changer ( 2 ) to the oil conservator ( 5 ) of the tap changer a flow relay ( 13 ) is arranged.