DE2739631C3

DE2739631C3 - Schlagwettergeschützter, druckfest gekapselter Trockentransformator

Info

Publication number: DE2739631C3
Application number: DE19772739631
Authority: DE
Inventors: Max 8500 Nuernberg Kirchpfening; Martin Dipl.-Ing. 8520 Erlangen Schachinger; Heinz 8503 Altdorf Schmidt
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1977-09-02
Filing date: 1977-09-02
Publication date: 1981-01-08
Also published as: PL113619B1; GB2004704B; GB2004704A; FR2402287A1; PL209409A1; DE2739631A1; DE2739631B2

Description

Die Erfindung betrifft einen schlagwettergeschützten, druckfest gekapselten Trockentransformator nach dem Oberbegriff des Anspruchs I.

Bei solchen aus der DE-PS 9 72 467 und DE-PS 73 773 bekanntgewordenen Trockentransformatoren besteht der Wärmetauscher aus im oberen Teil an der Innenmantelfläche des Gehäuses mit zylindrischem oder elliptischem Querschnitt nach innen Vorragenden axialen Kühlrippen, an denen die erwärmte Innenluft im Kreislauf enllangstreicht, sowie an der Außenmanlelfläche des Gehäuses radial nach außen vorragenden ringförmigen Kühlrippen' für die über das Gehäuse streichende kühle Außenluft. Eifie weitere Vergrößerung der kühlenden Oberfläche ist nach der DE-PS 8 56 4SI dadurch möglich, daß die axialen Rippen auch im unteren Teil der Innenmantelfläche vorgesehen sind und das Gehäuse im oberen Teil mit einer oberflächenvergrößernden Haube versehen ist Auch hier erfolgt die Wärmeabfuhr von innen nach außen allein durch freie Konvektion. Aus der DE-AS 12 35 418 ist eine Kühlung durch freie Konvektion bei Trocken'^ransformatoren bekannt, bei dem das Gehäuse aus mehreren

ίο Teilen mit unterschiedlichen Krümmungsradien zusammengesetzt ist, damit innerhalb der Kreiskontur mit dem größten Radius Platz ist für kreisbogenförmige außenliegende Kühlrohre, die der kalten Außenluft ausgesetzt werden und mit dem Innern des Gehäuses in Verbindung stehen. Bei dieser Ausführung fehlen innere und/oder äußere Kühlrippen.

Ferner ist es bei Trockentransformatoren bekannt (DE-GM 17 78 264), die Innenluft des Gehäuses über einen gesonderten, vom Gehäuse möglichst weit entfernt aufgestellten Luft-Luft-Wärmetauscher zu führen. Damit auch ohne Lüfter eine nennenswerte Strömung der warmen Innenluft auftritt, muß der Wärmetauscher über wärmeisolierte Rohrleitungen großen Querschnitts mit dem Gehäuse verbunden und möglichst hoch oberhalb desselben angeordnet sein.

Ferner ist aus der FR-PS 8 79 457 ein druckfest gekapselter, aber nicht schlag'vettergeschützter Trokkentransformator bekannt, bei dem die Innenluft durch einen im Gehäuse stirnseitig angeordneten motorisch

JO angetriebenen Innenlüfter umgewälzt und an durch das Innere des Gehäuses im Abstand von dessen Innenmantelfläche ragende achsparallele Kühlrohre entlangbewegt wird. Die beidseitig offenen Kühlrohre sind endseitig in ringförmigen, Gehäusedeckel tragenden Stirnflächen des Gehäuses befestigt und werden von der von einem stirnseitigen, ebenfalls motorisch angetriebenen Außenlüfter geförderten Außenluft durchströmt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei schlagwettergeschützten, druckfest gekapselten Trokkentransformatoren nach dem Oberbegriff dt.s Patentanspruchs I bei geringerem Raumbedarf für den Trockentransformator mit einem einfachen Gehäuse mit glatter Oberfläche und ohne Kühlrippen die Innenlufttemperatur bzw. die Gehäusetemperatur zu senken und somi! .ine Vergrößerung der zur zulässigen Wicklungstemperatur bestehenden Temperaturspanne für die Wärmeabfuhr im Innern des Gehäuses zu erreichen.

Dies gelingt mit den Maßnahmen nach dem Kennzeichen des Anspruchs 1. Durch die Maßnahmen nach der Erfindung wird das Temperaturgefälle D'ißerhalb des Gehäuses wesentlich verringert. Somit gelingt es bei gegebenen Abmessungen und gleicher Wicklungstemperatur entweder die Leistung zu steigern oder bei gleichbleibender Leistung das Temperaturniveau zu senken.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist anhand der Zeichnung nachfolgend näher erläutert. Es zeigt

F i g, 1 Qui. "schnitte des Gehäuses in zwei Ebenen,
F i g, 2 eine Seilenansicht des Gehäuses,
Fig.3 die Kühlröhrverbindung mit einem Gehäuseflansch,

In einem zylindrischen Gehäuse 1 ist in bekannter Weise der in Fig, I gestrichelt angedeutete bewickelte Transformatorkern auf gehäusefesten Lagerstellen befestigt. Das Gehäuse 1 hat zwei in den Querschnitt des

Gehäuses ragende Gehäusefliinsche 2 und 3, deren Innenbereiche 2a, 3a für die lösbare Befestigung der nicht dargestellten, mit ebenfalls nicht dargestellten Klemmenkästen bestückten Gehäusedeckel dienen und deren anschließende Außenbereiche 2b, 3b öffnungen für die Aufnahme der Rohrenden von achsparallelen Kühlrohren 4 aufweisen, die mit den Gehäuseflanschen gasdicht und druckfest verschweißt sind, wobei die offenen Rohrenden mit ihren Rohrwandungen innerhalb der Gehäuseflansche liegen, so daß sich glatte, leicht abdichtbare Ringflächen ergeben, auf die unter Zwischenfügen von mit Durchlässen 5a versehenen wärmebeständigen druckfesten Ringdichtungen 5 Druckringe 6 und 7 auf die Außenbereiche 2b, 3b druckfest und flüssigkeitsdicht aufgeschraubt werden können. Die Druckringe 6 und 7 haben eine Mehrzahl von je zwei benachbarte Kühlrohre an den Mündungen verbindende Umlenkkanäle 6,3, 7a. Der Druckring 6 weist einen Flüssigkeitseinlaß 8 samt Überdruckventil und Schmutzfänger sowie einen Flüssigkeitsauslaß 9 für eine Kühifiüssigkeitsversorgung auf. Am unteren Ende des Drucknnges 7 ist eine verschließbare Flüssigkeitsablaßöffnung 10 vorgesehen. Die Kühlrohre und somit in Reihe an die nicht dargestellte Kühlflüssigkeitsversorgung angeschlossen und achsparallel in Abständen voneinander und von der Gehäuseinnenwand so angeordnet, daß sie den bewickelten Kern am ganzen Umfang mit Abstand umgeben. Die erwärmte Innenluft steigt im Gehäuse vom bewickelten Kern nach oben, wird dort innerhalb des Gehäuses nach beiden Seiten umgelenkt und über die Kühlrohre geleitet, dort abgekühlt und nach unten im Kreislauf dem bewickelten Kern wieder zugeleitet Um die zu kühlende Innenluft möglichst vollständig auf die Kühlrohre zu leiten, sind beiderseits des bewickelten Kernes zwei von Gehäuseflansch zu Gehäuseflansch axial erstreckte gekrümmte Luftleitflächen 11 vorgesehen, von denen in Fig. 1 nur die eine sichtbar ist. Ein Teil der Kühlrohre liegt somit zwischen der Gehäuseinnenwand und den Luftleitflächen, die von dem jeweils unteren Lagerbock bis zum jeweils oberen Lagerbock reichen.

Ein verbesserter Wärmetausch läßt sich durch oberflächenvergrößerte Kühlrohre erreichen, wozu jedes Kühlrohr 4 aus einem druckfesten glatten Kernrohr 4a mit schraubenförmig angeordneten äußeren Radialrippen 4b aus besser wärmeleitendem Material geringerer mechanischer Festigkeit (z. B. Aluminium) gebildet ist

Eine Verbesserung der inneren Luftführung läßt sich durch trichterförmige Ausbildung der Kühlleitflächeneinlasse erreichen, wozu die obere · Längskanten der Luftieitfiächen einen größeren ÄDsrnd von der Gehäuseinnenwand haben als deren mittlere Bereiche.

Die Erfindung ermöglicht nach Abnahme der Druckringe eine leichte Reinigung der geraden Kühlrohre und der frei zugänglichen Umlenkkanäle, wobei das Innere des Gehäuses nach außen abgedichtet bleibt, was bei Bergwerkstransformatoren für den Schlagwetterschutz gefordert ist Außerdem sind die Ringdichtungen durch die angeschraubten Bauteile (Gehäusedeckel, Druckringe) selbst geschützt

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schlagwettergeschützter, druckfest gekapselter Trockentransformator mit einem die aktiven Teile umgebenden Gehäuse mit stirnseitigen Gehäuseflanschen, an denen die mit Klemmenkästen versehenen Gehäusedeckel lösbar befestigt sind, sowie einem Wärmetauscher zwischen der ausschließlich im Gehäuse von selbst zirkulierenden erwärmten Innenluft und einem Kühlmedium, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Gehäuses (1) achsparallele und im Abstand zu seiner Innenmantelfläche druckfeste Kühlrohre (4) angeordnet sind, die mit ihren Rohrenden die Gehäusedeckel radial umgebenden Außenbereiche der Gehäuseflansche (2, 3) durchdringen und mit diesen druckfest und luftdicht verschweißt und durch mit Umlenkkanälen (6a, 7a) sowie Ein- und Auslassen (8,9) versehenen gesonderten, abdichtend an den Auitenbereichen (2b, 3b) der Gehäuseflansche lösbar befestigten Druckringen (6, 7) zu einem Kühlpfad verbunden sind, der Teil eines Kühlflüssigkeitskreislaufes ist.

2. Trockentransformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Kühlrohr (4) aus einem druckfesten glatten Kernrohr (4a) mit schraubenförmig angeordneten äußeren Radialrippen (4b) aus besser wärmeleitendem Material geringerer mechanischer Festigkeit gebildet ist.

3. Trockentransformator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge'- anzeichnet, daß der bewickelte Transformatorkern zwischen zwei seitlichen, von Gehäuseflansch (2) zu Gehäuseflansch (3) axial erstreckten gebogenen Luftleitflächen (11) ?-ngeordnet ist, die im Abstand von der Gehäuseinnenwand angeordnet sind, in welchen Zwischenräumen ein Teil der Kühlrohre (4) untergebracht ist.

4. Trockentransformator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die oberen Langskanten der Luftleitflächen (11) einen größeren Abstand von der Gehäuseinnenwand haben als die mittleren Bereiche der Luftleitflächen.

5. Trockentransformator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkkanäle (6a, 7a) \n beiden Druckringen (6, 7) paarweise benachbarte Kühlrohre (4) miteinander verbinden und der Kühlmittelein- und -auslaß (8, 9) in einem der Druckringe (6) vorgesehen ist, so daß alle Kühlrohre (4) strömungsmäßig in Reihe geschaltet in abwechselnder Richtung vom Kühlmittel durchflossen sind.