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Kessel für Transformatoren oder Drosselspulen
Es ist eine bekannte Massnahme, bei Transformatoren oder Drosselspulen mit hoher Spannung die Oberspannungswicklung in zwei zur Schenkelmitte symmetrische Teile aufzuteilen und den Hochspannungseingang in die Schenkelmitte zu verlegen. Da sich somit die Spannung gegen die Joche zu abbaut, lässt sich der Abstand der Wicklungsenden zum Joch und zu seiner Presskonstruktion wesentlich verringern und lassen sich daher bei gegebener Schenkellänge mehr Windungen unterbringen.
Ziel der Erfindung ist es, einen solchen Wicklungsaufbau und die daraus resultierenden Feldverhältnisse im Kesselinneren auch bei der Formgebung der Kesselwände zu berücksichtigen.
Gegenstand der Erfindung ist ein Kessel für Transformatoren oder Drosselspulen mit parallel geblechtem, ebenem Kern mit Hochspannungseingang der Wicklung in Schenkelmitte, wobei in erfindungsgemässer Weise die ansonst ebenen Kesselwände im Bereiche der Hochspannungseingangswindungen der einzelnen Phasen in solchem Mass ausgebuchtet sind, dass der Spannungsgradient entlang des Wicklungsmantels weitgehend gleichmässig gehalten wird.
An Hand der Zeichnungen soll die erfindungsgemässe Kesselformgebung näher erläutert werden. In den Fig. 1-3 ist jeweils ein Kessel skizziert, dessen an sich ebene Seitenwände an den erforderlichen Stellen unterbrochen und mit aufgeschweissten Ausbuchtungen versehen sind. In Fig. 1 wird die Ausbuchtung durch eine Kugelkalotte gebildet, in Fig. 2, Variante I, durch eine Zusammensetzung vor Zylin- der-und Kegelteilen, und in Fig. 3 bei Variante I durch einen zylindrischen Teil, der oben und unten über eine zur Achse des zylindrischen Teiles geneigte Ebene abgeschlossen wird.
Die sich in letzter Weise ergebende Form der Ausbuchtung könnte natürlich auch durch Zusammensetzen von zylindrischen Teilen, ähnlich wie bei der Rohrkrümmerherstellung, angenähert erhalten werden, wie dies durch Variante II in den Fig. 2 und 3 angedeutet ist.
In den Fig. 4 und 5 ist angenommen, dass die Ausbuchtungen nach den Fig. l und 3 an den ebenen Kesselwänden nicht angeschweisst sind, sondern über entsprechende Flansche angeschraubt werden. Diese Lösung erweist sich bei Grenzleistungstransformatoren als vorteilhaft, weil es damit möglich wird, während des Transportes die Ausbuchtungsteile um 1800 versetzt aufzusetzen (Fig. 4, Variante I, IIund Fig. 5, Variante I, II) oder dieseTeile durch ebeneTransportdeckelmit innen oder aussen angeschweissten oder angeschraubten Versteifungen zu ersetzen und damit das Ladeprofil zu verkleinern. Im letzteren Fall lässt sich in einfacher Weise ein solcher Transportdeckel auch mit einem Auflager für die Brückenträger des Transportwagens kombinieren, wie dies in Fig. 4 mit Variante III angedeutet ist.
Die Vorteile der erfindungsgemässen Kesselausbildung liegen darin, dass über die den Spannungsab- bau entlangderWicklungzudenJochenhinberücksichtigendenKesselformen dieFeldverhältnisse im Kesselinneren weitgehend homogenisiert werden. Ferner bewirken diese Kesselausbuchtungen eine wesentliche Erhöhung der Kesselfestigkeit, insbesondere für die aus dem Evakuieren resultierenden Beanspruchungen, so dass die ansonsten erforderlichen Kesselversteifungen zum guten Teil erspart werden können und gewichtsmässig leichtere Kesselkonstruktionen erzielbar sind. Solche Kessel ergeben bei sonst gleichen Verhältnissen wesentlich geringere Ölinhalte, was sich wieder vorteilhaft auf die Kühlung auswirkt, da
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der Prozentsatz des zur aktiven Kühlung herangezogenen Öles wesentlich grösser ist als bei üblichen Kesselformen.
Es sei an dieser Stelle erwähnt, dass es bekannt ist siehe deutsche Patentschrift Nr. 554718), die Seitenwände von Transformatorkesseln mit im wesentlichen rechteckigem Querschnitt aus gewölbtem Stahlblech herzustellen. Die Gründe dafür waren, weil ein solcher Behälter weniger Bodenfläche beansprucht als ein elliptischer oder kreisförmiger Kessel, weil ein solcher Kessel mit gekrümmten Seitenwänden inneren Überdrücken leichter standhält, also die Wände in ihrer Stärke wesentlich schwächer gehalten werden können, und ferner auch, weil damit Öl gespart werden kann. Ferner ist es bekannt, etwa Bergwerkstransformatoren, die aus Gründen der Schlagwettersicherheit ein zylindrisches Gehäuse besitzen, über bombierte Deckel an den Stirnseiten abzuschliessen, um auch diese Kesselwandungsteile möglichst druckfest auszubilden.
Für Grosstransformatoren mit aus Transportgründen beweglich angeordneten Durchführungsisolatoren werden zuweilen erkerartige Anbauten am oberen Kesselteil vorgesehen, in denen die Durchführungsisolatoren verstellbar gelagert sind und die Zuleitung zur Wicklung verläuft.
Die für den erfindungsgemässen Vorschlag massgebenden Motive, nämlich durch Anpassung der Kesselformen an den Spannungsverlauf entlang der Wicklungen eine Vergleichmässigung der Feldverhältnisse im Kessel zu erzielen, über abnehmbare, ausgebuchtete Kesselwandteile für den Transport das Lademass zu reduzieren und eventuell gleichzeitig eine günstige Auflage für den Transformator zu schaffen, falls er auf Brückenträgern ruhend verschickt wird, und schliesslich eine Kesselversteifung gegen äussere Überdrücke zu erzielen, wie sie beim Evakuieren auftreten und die die inneren, von der Ölfüllung herrührenden Drücke bei weitem übersteigen, sind jedoch für die erwähnten bekannten Kesselformen nicht massgebend gewesen.
Weiters ist es bei radial geblechten Transformatoren bereits bekannt, im Bereich des Hochspannungseinganges in Wicklungs- bzw. Kernmitte, wo die Rückschlussjoche die Wicklung nicht umgeben, am Kessel einen Vorbau anzusetzen, auf dem der Durchführungsisolator aufgebaut ist. Dieser Vorbau stellt jedoch keine Ausbuchtung im Sinne der Erfindung dar, da er nicht durch die Notwendigkeit der Vergleichmässigung des Spannungsgradienten entlang des Wicklungsmantels, sondern durch die Anordnung des Isolators bzw. den Hochspannungseingang bedingt ist.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Kessel für Transformatoren oder Drosselspulen mit parallel geblechtem, ebenem Kern mit Hochspannungseingang der Wicklung in Schenkelmitte, dadurch gekennzeichnet, dassdieansonst ebenen Kesselwände im Bereiche der Hochspannungseingangswindungen der einzelnen Phasen in solchem Mass ausgebuchtet sind, dass der Spannungsgradient entlang des Wicklungsmantels weitgehend gleichmä- ssig gehalten wird.
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Boilers for transformers or reactors
It is a known measure in transformers or choke coils with high voltage to split the high-voltage winding into two parts symmetrical to the center of the leg and to move the high-voltage input to the center of the leg. Since the tension against the yokes is thus reduced, the distance between the winding ends and the yoke and its press construction can be significantly reduced and more turns can therefore be accommodated with a given leg length.
The aim of the invention is to take into account such a winding structure and the resulting field conditions in the interior of the boiler when shaping the boiler walls.
The subject of the invention is a tank for transformers or choke coils with a parallel laminated, flat core with a high voltage input of the winding in the middle of the leg, whereby in the manner according to the invention the otherwise flat tank walls in the area of the high voltage input windings of the individual phases are bulged to such an extent that the voltage gradient along the winding jacket is kept largely uniform.
The boiler shape according to the invention will be explained in more detail with reference to the drawings. In FIGS. 1-3, a kettle is sketched, the side walls of which are flat in themselves and are interrupted at the required locations and provided with bulges welded on. In FIG. 1 the bulge is formed by a spherical cap, in FIG. 2, variant I, by a combination in front of cylinder and cone parts, and in FIG. 3 in variant I, by a cylindrical part, which is connected above and below via a to the axis of the cylindrical part inclined plane is completed.
The shape of the bulge obtained in the last instance could of course also be approximated by assembling cylindrical parts, similar to the manufacture of pipe elbows, as indicated by variant II in FIGS. 2 and 3.
In FIGS. 4 and 5 it is assumed that the bulges according to FIGS. 1 and 3 are not welded to the flat boiler walls, but are screwed on via corresponding flanges. This solution proves to be advantageous for limit power transformers because it makes it possible to place the bulging parts offset by 1800 during transport (Fig. 4, variant I, II and Fig. 5, variant I, II) or these parts are welded on inside or outside using flat transport covers or to replace screwed-on stiffeners and thus reduce the loading profile. In the latter case, such a transport cover can also be combined in a simple manner with a support for the bridge girders of the transport vehicle, as is indicated in FIG. 4 with variant III.
The advantages of the boiler design according to the invention are that the field conditions in the interior of the boiler are largely homogenized by the boiler shapes taking into account the stress reduction along the winding towards the yokes. Furthermore, these boiler bulges bring about a significant increase in the boiler strength, in particular for the stresses resulting from evacuation, so that the otherwise necessary boiler reinforcements can be largely spared and boiler constructions that are lighter in weight can be achieved. With otherwise the same conditions, such boilers result in significantly lower oil contents, which again has an advantageous effect on the cooling, since
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the percentage of the oil used for active cooling is much higher than with conventional boiler shapes.
It should be mentioned at this point that it is known (see German Patent No. 554718) to manufacture the side walls of transformer tanks with an essentially rectangular cross-section from curved sheet steel. The reasons for this were because such a container takes up less floor space than an elliptical or circular boiler, because such a boiler with curved side walls can withstand internal excess pressures more easily, i.e. the walls can be kept much weaker in their strength, and also because oil is used with it can be saved. It is also known, for example, to close off mine transformers, which have a cylindrical housing for reasons of fire-weather safety, by means of domed covers on the end faces in order to also make these boiler wall parts as pressure-resistant as possible.
For large transformers with bushing insulators that are movably arranged for transport reasons, bay-like attachments are sometimes provided on the upper part of the boiler, in which the bushing insulators are adjustably mounted and the feed line to the winding runs.
The main motives for the proposal according to the invention, namely to achieve an equalization of the field conditions in the boiler by adapting the boiler shape to the voltage curve along the windings, to reduce the loading dimension for transport via detachable, bulged boiler wall parts and possibly at the same time to provide a favorable support for the transformer create, if it is sent resting on bridge girders, and finally to achieve a stiffening of the boiler against external overpressures, such as occur during evacuation and which by far exceed the internal pressures resulting from the oil filling, were not decisive for the known boiler shapes mentioned.
Furthermore, with radially laminated transformers it is already known to attach a front end on which the bushing insulator is built on the boiler in the area of the high voltage input in the middle of the winding or core, where the yokes do not surround the winding. However, this front structure does not represent a bulge in the sense of the invention, since it is not caused by the need to equalize the voltage gradient along the winding jacket, but rather by the arrangement of the insulator or the high-voltage input.
PATENT CLAIMS:
1. Boiler for transformers or choke coils with parallel laminated, flat core with high-voltage input of the winding in the middle of the leg, characterized in that the otherwise flat boiler walls are bulged in the area of the high-voltage input windings of the individual phases to such an extent that the voltage gradient along the winding jacket is kept largely even becomes.
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