DE102007022641A1

DE102007022641A1 - Elektrischer Transformator

Info

Publication number: DE102007022641A1
Application number: DE102007022641A
Authority: DE
Inventors: Hans Georg Bork
Original assignee: Areva Energietechnik GmbH
Current assignee: Areva Energietechnik GmbH
Priority date: 2007-05-15
Filing date: 2007-05-15
Publication date: 2008-11-20

Abstract

Es wird ein elektrischer Transformator beschrieben, der in einem für seinen Transport vorgesehenen Zustand mit seinem Querschnitt ein vorgegebenes Transportprofil (11) nicht überschreitet. Der Transformator (10) ist mit einem Gehäuse (12) versehen, von dem im Betrieb eine Durchführung (14) absteht, die das Transportprofil (11) überschreitet und die zum Transport abbaubar ist. In dem Gehäuse (12) ist eine Steckbuchse angeordnet, in die ein Steckteil einsteckbar ist, das mit der Durchführung (14) verbunden ist. Der Transformator (10) ist vorzugsweise als Hermetik-Transformator ausgebildet.

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Transformator nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der DIN 42508-4 ist im dortigen Abschnitt 2.3 ein Transformator in sogenannter Voll-Wanderausführung bekannt. Ein derartiger Transformator ist dazu vorgesehen, zwischen unterschiedlichen Standorten mit möglichst geringem Montageaufwand transportiert zu werden. Hierzu bleiben zumindest alle diejenigen Bauteile aufgebaut, die mit dem im Gehäuse des Transformators enthaltenen Transformatoröl in Verbindung stehen. Damit der Transformator auf der Schiene transportiert werden kann, darf er einen maximalen Querschnitt, das sogenannte Transportprofil nicht überschreiten.
Damit die letztgenannte Bedingung erfüllt werden kann, ist es bei einem Transformator in der Voll-Wanderausführung meistens erforderlich, die Durchführungen auf der Oberspannungsseite in einer speziellen Weise auszubilden und anzuordnen. Diese spezielle Ausführungsart der Oberspannungsdurchführungen ist für viele Umspannanlagen jedoch nicht zulässig.
Deshalb ist in der DIN 42508-4, Abschnitt 2.2 ein Transformator in sogenannter Teil-Wanderausführung beschrieben. Auch dieser Transformator ist dazu vorgesehen, zwischen unterschiedlichen Standorten mit möglichst geringem Montageaufwand innerhalb des erläuterten Transportprofils transportiert zu werden. Die Durchführungen auf der Oberspannungsseite sind bei derartigen Transformatoren der Teil-Wanderausführung weitgehend in üblicher Weise ausgeführt, was jedoch zur Folge hat, dass diese Oberspannungsdurchführungen für den Transport demontiert werden müssen.
Dies stellt einen Eingriff in den Ölraum des Transformators dar. Insgesamt erfordert diese Demontage und nachfolgende Montage der Oberspannungsdurchführungen und das damit verbundene „Öl-Handling" einen hohen Arbeits- und Zeitaufwand.
Ein weiterer Nachteil der Teil-Wanderausführung besteht darin, dass auf dem Deckel des Transformators üblicherweise ein Ausgleichsbehälters für das Transformatoröl angeordnet ist, und dass es aufgrund dieses Ausgleichsbehälters nicht möglich ist, die Durchführungen des Transformators im Hinblick auf die Umspannanlage optimal anzuordnen. Statt dessen sind insoweit spezielle Ausgestaltungen und Anordnungen der Durchführungen erforderlich, die mit einem erhöhten Konstruktions- und Herstellungsaufwand sowie mit Einschränkungen bei der Gestaltung der Umspannanlage verbunden sind.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Transformator zu schaffen, dessen Transport mit einem geringeren Aufwand verbunden ist.
Diese Aufgabe wird durch einen elektrischen Transformator nach den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Die Erfindung stellt einen Transformator zur Verfügung, bei dem die Durchführungen mit Hilfe von Steckbuchsen und Steckteilen ein- und aussteckbar ausgebildet sind. Die Durchführungen können damit ohne größeren Aufwand für den Transport des erfindungsgemäßen Transformators abgebaut werden. An dem Gehäuse des Transformators verbleibt dann nur noch die Steckbuchse. Da diese Steckbuchse vorzugsweise flüssigkeitsdicht mit dem Gehäuse verbunden ist, ist es bei dem erfindungsgemäßen Transformator nicht erforderlich, den Ölraum zu öffnen. Dies stellt eine wesentliche Verminderung des Transportaufwands und der Transportzeit dar.
Aufgrund der Verwendung von Steckbuchsen für den Anschluss der Durchführungen bleibt somit bei dem erfindungsgemäßen Transformator auch beim Transport desselben das Transformatoröl im Gehäuse völlig unbeeinflusst. Die Demontage und nachfolgende Montage des erfindungsgemäßen Transformators ist damit mit einem wesentlich geringeren Arbeits- und Zeitaufwand verbunden.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Transformator als sogenannter Hermetik-Transformator ausgebildet ist.
Ein derartiger Hermetik-Transformator ist beispielsweise aus der DE 100 10 737 A1 und der DE 10 2005 002 005 A1 bekannt. Danach weist ein Hermetik-Transformator Kühlradiatoren auf, die vorzugsweise seitlich an dem Gehäuse des Transformators angeordnet sind, und die sich bei einer Erwärmung und Ausdehnung des Transformatoröls ausbauchen können. Damit ist bei einem Hermetik-Transformator kein Ausgleichsbehälter für das Transformatoröl erforderlich. Auf der Oberseite bzw. auf dem Deckel des Gehäuses des Hermetik-Transformators können die Durchführungen weitgehend frei angeordnet werden. Es sind somit keine speziellen Ausgestaltungen oder Anordnungen im Hinblick auf die Durchführungen erforderlich. Dies stellt eine wesentliche Verminderung insbesondere des Herstellungsaufwands dar.
Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren der Zeichnung dargestellt sind. Dabei bilden alle beschriebenen oder dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen oder deren Rückbeziehung sowie unabhängig von ihrer Formulierung bzw. Darstellung in der Beschreibung bzw. in der Zeichnung.
1a zeigt eine schematische Ansicht einer Stirnseite eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen elektrischen Transformators,
1b zeigt eine schematische Seitenansicht des Transformators der 1a, und
2 zeigt eine schematische Schnittdarstellung einer in eine Steckbuchse einsteckbaren Durchführung für den Transformator der 1a und 1b.
Bei einem sogenannten Wander-Transformator handelt es sich um einen elektrischen Transformator, der für den Einsatz an unterschiedlichen Standorten vorgesehen ist. Zu diesem Zweck ist der Wander-Transformator konstruktiv derart ausgebildet, dass er einfach abgebaut, transportiert und wieder aufgebaut werden kann.
In den 1a und 1b ist ein Transformator 10 schematisch gezeigt, der die vorstehenden Bedingungen eines Wander- Transformators erfüllt. In den 1a und 1b ist der Transformator 10 im wesentlichen in demjenigen Zustand dargestellt, den er im Betrieb einnimmt. In der 1a ist jedoch ein Transportprofil 11 eingezeichnet, das etwa dem üblichen maximalen Querschnitt eines Eisenbahntunnels entspricht. Dieses Transportprofil 11 darf im Transportfall von dem Transformator 10 nicht überschritten werden, damit er auf dem Schienenweg transportiert werden kann.
Der Transformator 10 weist ein Gehäuse 12 auf, in dem insbesondere die Transformatorwicklungen untergebracht sind. Im Betrieb des Transformators 10 ist das Gehäuse 12 mit einem Transformatoröl gefüllt und luftdicht verschlossen. Das Transformatoröl hat eine isolierende Funktion sowie eine Kühlfunktion.
Bei dem Transformator 10 handelt es sich um einen sogenannten Hermetik-Transformator, wie er beispielsweise aus der DE 100 10 737 A1 und der DE 10 2005 002 005 A1 bekannt ist. Dieser weist im Bereich des Gehäuses 12 eine Kühlvorrichtung mit mehreren Kühlradiatoren 13 auf, die mit dem Inneren des Gehäuses 12 des Transformators 10 verbunden und damit im Betrieb mit dem Transformatoröl gefüllt sind. Die Kühlradiatoren 13 sind seitlich am Gehäuse 12 des Transformators 10 angebracht und derart ausgebildet, dass sich deren Radiatorbleche jeweils in einem vorgegebenen Bereich ausbauchen können. Dies ist gleichbedeutend damit, dass sich das Volumen der einzelnen Kühlradiatoren 13 vergrößern kann.
Im Betrieb des Transformators 10 stehen auf dessen Oberseite unter anderem mehrere Durchführungen 14 nach oben. Über diese Durchführungen 14 ist insbesondere die sogenannte Oberspannungsseite des Transformators 10 beispielsweise mit einem elektrischen Energieversorgungsnetz elektrisch verbunden.
Wie sich aus der 1a ergibt, ragen die Durchführungen 14 im Betrieb des Transformators 10 über das Transportprofil 11 hinaus. Zum Transportieren des Transformators 10 müssen die Durchführungen 14 deshalb abgebaut werden.
Wie erwähnt, sind das Innere des Gehäuses 12 sowie die Kühlradiatoren 13 mit dem Transformatoröl gefüllt. Im Betrieb des Transformators 10 erwärmt sich das Transformatoröl und dehnt sich volumenmäßig aus. Die Wärme wird von dem Transformatoröl zu den Kühlradiatoren 13 übertragen und von dort an die Außenluft abgegeben. Die Volumenvergrößerung des Transformatoröls führt zu den vorgenannten Ausbauchungen der Kühlradiatoren 13, so dass die Ausdehnung des Transformatoröls durch diese Ausbauchungen kompensiert wird.
In der 2 ist eine Steckbuchse 15 dargestellt, die insbesondere auf der Oberseite des Gehäuses 12 und dort insbesondere in einem Deckel 16 des Transformators 10 angeordnet ist. Zu diesem Zweck ist in dem Deckel 16 des Gehäuses 12 eine Öffnung 17 vorhanden, durch die die Steckbuchse 15 hindurch gesteckt ist. Mit einem abgewinkelten umlaufenden Rand 18 liegt die Steckbuchse 15 flächig an dem Deckel 16 des Gehäuses 12 an. Zwischen dem Deckel 16 und dem Rand 18 ist eine umlaufende Dichtung 19 vorgesehen. Insgesamt ist die Steckbuchse 15 somit flüssigkeitsdicht mit dem Gehäuse 12 des Transformators 10 verbunden.
Die Steckbuchse 15 ist länglich und im wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet und weist einen sich zu ihrem offenen Ende hin immer größer werdenden Durchmesser auf. Im Bereich ihres geschlossenen Endes ist die Steckbuchse 15 mit einer etwa zylinderförmigen elektrischen Buchse 21 versehen, an die in nicht-dargestellter Weise ein Stromleiter oder dergleichen angeschlossen ist. Abgesehen von der elektrischen Buchse 21 ist die Steckbuchse 15 aus einem elektrisch nicht-leitfähigen Material hergestellt.
In die Steckbuchse 15 kann ein Steckteil 25 eingesteckt werden, das ebenfalls länglich und im wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet ist. Ausgehend von seinem freien Ende weist das Steckteil 25 einen immer größer werdenden Durchmesser auf. Die Abmessungen der Steckbuchse 15 und des Steckteils 25 sind dabei derart aneinander angepasst, dass das Steckteil 25 in die Steckbuchse 15 eingesteckt werden kann, um dort im eingesteckten Zustand in einer vorgegebenen Stellung zu verbleiben. Im eingesteckten Zustand bilden das Steckteil 25 und die Steckbuchse 15 eine sogenannte elektrische Edelfuge.
An seinem freien Ende weist das Steckteil 25 einen etwa zylindrischen elektrischen Stecker 27 auf, der im eingesteckten Zustand mit der elektrischen Buchse 21 der Steckbuchse 15 eine elektrische Verbindung bildet. Der elektrische Stecker 27 des Steckteils 25 ist im Inneren desselben beispielsweise über einen Bolzen oder dergleichen weitergeführt. Abgesehen von dem elektrischen Stecker 27 ist das Steckteil 25 aus einem elektrisch nicht-leitfähigen Material hergestellt.
An seinem von der Steckbuchse 15 abgewandten Ende ist das Steckteil 25 als Durchführung 29 ausgebildet. Diese Durchführung 29 kann funktional und in den Abmessungen einer der Durchführungen 14 der 1a und 1b entsprechen.
In der 2 ist die Durchführung 29 mit dem Steckteil 25 verbunden. Es ist aber auch möglich, dass die Durchführung 29 über ein im Inneren des Steckteils 25 eingebettetes Kabel mit dem Steckteil 25 verbunden ist. Es wird darauf hingewiesen, dass die Ausbildung des Steckteils 25 und der Durchführung 29 auf vielerlei Arten erfolgen kann. Insbesondere ist es möglich, hier ein gemeinsames Bauteil vorzusehen, das eine hohe Festigkeit aufweist und mit einfachen Mitteln an dem Gehäuse 12 des Transformators 10 befestigt werden kann.
Befindet sich die Steckbuchse 15 der 2 – wie erwähnt – auf der Oberseite des Transformators 10 der 1a und 1b, und entspricht die Durchführung 29 der 2 – wie ebenfalls erwähnt – funktional der Durchführung 14 des Transformators 10 der 1a und 1b, so ist es in einfacher Weise möglich, die Durchführung 29 zum Transport des Transformators 10 abzubauen. Hierzu ist es nur erforderlich, das Steckteil 25 zusammen mit der Durchführung 29 aus der Steckbuchse 15 abzuziehen. Danach kann die Durchführung 29 zusammen mit dem Steckteil 25 separat transportiert werden. Der Transformator 10 erfüllt danach die Erfordernisse des in der 1a gezeigten Transportprofils 11.
Am vorgesehenen Standort kann der Transformator 10 aufgestellt und die Durchführung 29 kann in einfacher Weise über das Steckteil 25 in die Steckbuchse 15 eingesteckt werden.
Aufgrund der flüssigkeitsdichten Verbindung der Steckbuchse 15 mit dem Gehäuse 12 des Transformators 10 ist es bei der beschriebenen Vorgehensweise nicht erforderlich, dass für den Transport des Transformators 10 in irgend einer Weise auf das Transformatoröl zugegriffen wird. Insbesondere ist es nicht notwendig, den hermetisch verschlossenen Ölraum des Transformators 10 zu öffnen oder gar das Transformatoröl abzulassen.
Wird somit die Steckbuchse 15 und das Steckteil 25 bei einem Hermetik-Transformator angewandt, so entsteht ein als Hermetik-Transformator ausgebildeter Wander-Transformator, bei dem das Transformatoröl zum Transport luftdicht abgeschlossen im Gehäuse des Transformators 10 verbleiben kann.
Es versteht sich, dass die steckbare Ausbildung der Durchführungen auch für die sogenannte Unterspannungsseite des Transformators 10 vorgesehen sein kann.
Ebenfalls versteht es sich, dass die steckbare Ausbildung der Durchführungen nicht nur bei dem erläuterten Hermetik-Transformator zur Anwendung kommen kann, sondern auch bei Transformatoren in den erwähnten Teil- und Voll-Wanderausführungen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 10010737 A1 [0012, 0020]
- DE 102005002005 A1 [0012, 0020]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

- DIN 42508-4 [0002]
- DIN 42508-4 [0004]

Claims

Elektrischer Transformator (10), der in einem für seinen Transport vorgesehenen Zustand mit seinem Querschnitt ein vorgegebenes Transportprofil (11) nicht überschreitet, mit einem Gehäuse (12), von dem im Betrieb eine Durchführung (14) absteht, die das Transportprofil (11) überschreitet, und die zum Transport abbaubar ist, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Gehäuse (12) eine Steckbuchse (15) angeordnet ist, in die ein Steckteil (25) einsteckbar ist, das mit der Durchführung (14, 29) verbunden ist.
Transformator (10) nach Anspruch 1, wobei die Durchführung (14, 29) und das Steckteil (25) für den Transport aus der Steckbuchse (15) abgezogen und damit vom Gehäuse (12) entfernt ist.
Transformator (10) nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die Durchführung (14, 29) im Betrieb mittels des Steckteils (25) in die Steckbuchse (15) eingesteckt ist.
Transformator (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Steckbuchse (15) flüssigkeitsdicht mit dem Gehäuse (12) verbunden ist.
Transformator (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Transformator (10) als Hermetik-Transformator ausgebildet ist.
Transformator (10) nach Anspruch 5, wobei der Transformator (10) Kühlradiatoren (13) aufweist, die seitlich an dem Gehäuse (12) des Transformators angeordnet sind.