DE1464826A1 - Rectifier system with a transformer - Google Patents

Description

Gleichrichteranlage mit einem Transformator Die Erfindung betrifft eine Gleichrichteranlage mit einem Transformator, der in einem Kühlflüssigkeit enthaltenden Behälter angeordnet ist sowie mit den Gleichrichtern verbundenen Konvektoren, die in einem vom Transformator-Kühlflüssigkeitsbekälter unabhängigen Kühlmittelbehälter`angeordnet sind, der eine mit dem Transformator-Kühlflüssigkeitsbehälter gemeinsame innere Begrenzungswand besitzt1,in der die Durchführungen vom Transformator zu den Gleichrichtern vorgesehen sind.Rectifier system with a transformer The invention relates to a rectifier system with a transformer, which is contained in a cooling liquid Container is arranged and connected to the rectifiers convectors that arranged in a coolant tank that is independent of the transformer coolant tank are, the one with the transformer coolant container common inner Boundary wall owns1, in which the bushings from the transformer to the rectifiers are provided.

Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art wird im Kühlmittelbehälter der Gleichrichterkonvektoren ein :Luftstrom benützt. Bei einer anderen Ausführungsform der bekannten Vorrichtung ist es auch schon bekannt, die Kühlung der Konvektoren mit der gleichen Flüssigkeit vorzunehmen, wie die des Transformators. Der Kühlmittelbehälter der Gleichrichterkonvektoren wird dabei jedoch durch Zeitungen dargestellt, die keine gemeinsame Begrenzungswand mit dem Kühlflüssigkeitsbehälter des Transformators besitzen.In a known device of this type is in the coolant tank of rectifier convectors on: air flow used. In another embodiment the known device, it is already known, the cooling of the convectors with the same liquid as that of the transformer. The coolant tank the rectifier convector will however represented by newspapers, which do not have a common boundary wall with the coolant tank of the transformer own.

Dies ist jedoch bei der anderen Ausführungsform der bekannten Vorrichtung der Fall, bei der die Gleichrichter in von Luftströmen durchspülte Kanäle zurückgezogen sind, die vom Transformatorbehälter durch eine gemeinsame Wand getrennt sind. Bei dieser Ausführungsform müssen die Sammlerstangen jedoch mit Durchführungsklemmen dichtend nach außen geführt werden. Das ist eine Folge der Tatsache, daß auf den beiden ;Seiten der trennenden Wand verschiedene Kühlmittel vorliegen.However, this is the case with the other embodiment of the known device the case in which the rectifiers are withdrawn into ducts flushed by air currents which are separated from the transformer tank by a common wall. at In this embodiment, however, the header rods must be provided with feed-through terminals be sealed to the outside. This is a consequence of the fact that on the different coolants are present on both sides of the separating wall.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die bekannte Gleichrichteranlage in Aufbau und Platzbedarf zu vereinfachen.The invention is now based on the object of the known rectifier system to simplify in structure and space requirements.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Kühlmittelbehälter der Gleichrichterkonvektoren und im Transformator-Kühlflüssigkeitsbehälter die gleiche Kühlflüssigkeit verwendet wird. Die die Kühlflüssigkeiten in den beiden Behältern trennende, beiden Behältern gemeinsame Begrenzungswand kann dabei erfindungsgemäß aus Isolierstoff bestehen. Zweckmäßig werden dabei die mit den Gleichrichtern verbundenen Konvektoren auf einer Außenwand des Kühlmittelbehälters so angeordnet, daß die Gleichrichter außerhalb und die Konvektoren innerhalb des Behälters liegen. Die Konvektoren sind dabei unmittelbar mit den Transformatorwicklungen verbunden. Durch die erfindungsgemäße Verwendung der gleichen Kühlflüssigkeit im Kühlmittelbehälter der Gleichrichterkoncrektoren wie im Transformator-Kühlflüssigkeitsbehälter brauchen: die Durchführungen durch die gemeinsame Wand der beiden Bekälter nicht vollständig dicht zu sein, da ein geringfügiger Kühlflüssigkeitsaustausch zwischen den beiden Kühlflüssigkeitsbehältern unschädlich ist. Daa ist selbst dann der Fall, wenn, wie dies bei der erfindungsgemäßen Gleichrichteranlage angestrebt und möglich wird, die Temperatur der Kühlflüssigkeit im Kühlmittelbehälter der Gleichrichterkonvektoren auf etwa 600C gehalten wird, während die Temperatur der Kühlflüssigkeit im Transformatorbehälter in der Größenordnung von 900C liegen soll, die noch einen einwandfreien Betrieb des Transformators erlaubt. Es ist also trotz des Einsatzes von Durchführungen durch die gemeinsame Wand, die nicht vollständig dicht sind, nicht erforderlich, die Kühlflüssigkeit.This object is achieved according to the invention in that in the coolant tank the rectifier convectors and the transformer coolant tank are the same Coolant is used. The coolants in the two tanks separating, two containers common boundary wall can be according to the invention consist of insulating material. In this case, those connected to the rectifiers are expedient Convectors arranged on an outer wall of the coolant tank so that that the rectifiers are outside and the convectors are inside the container. The convectors are directly connected to the transformer windings. By using the same cooling liquid in the coolant tank according to the invention the rectifier concentrators as in the transformer coolant tank need: the feedthroughs through the common wall of the two containers are not complete to be tight as there is a slight exchange of coolant between the two Coolant container is harmless. Daa is the case even if, how this is aimed for and possible in the rectifier system according to the invention, the temperature of the coolant in the coolant tank of the rectifier convectors is kept at about 600C while the temperature of the cooling liquid in the transformer tank should be in the order of 900C, which still works properly of the transformer allowed. So it is through despite the use of bushings the common wall, which are not completely tight, does not require the cooling liquid.

im Transformatorenbehälter mit Rücksicht auf den einzuhaltenden Maximaltemperaturwert für die Abkühlung der Dioden auf einer ebenso tiefliegenden Temperatur zu halten. Damit werden Vergrößerungen der Kühlvorrichtung nicht notwendig, so daß weiter Platz und Kosten gespart werden.in the transformer tank, taking into account the maximum temperature value to be observed for cooling the diodes on one equally low temperature to keep. So that enlargements of the cooling device are not necessary, so that further space and costs can be saved.

Bei der Gleichrichteranlage nach der Erfindung werden die Drucke in den beiden Kühlflüssigkeitsbehältern stets ausgeglichen. Die gemeinsame Begrenzungswand hat daher keinem Druck standzuhalten: Deshalb ist es möglich, diese gemeinsame Begrenzungswand nicht mehr wie bei den bekannten Anlagen aus stabilen Metallkonstruktionen herzustellen, sondern sie aus einer einfachen Isolierstoffplatte zu fertigen, die bekanntlich bei sonst gleicher Form und Abmessung eine geringere Festigkeit besitzt. Dadurch-wird der zusätzliche Vorteil er-. zielt, daß besondere isolierte Durchführungen nicht mehr nötig sind. Weiter sind elektrische Isolierstoffe gleichzeitig auch thermische Isolierstoffe, so daß durch Verwendung der Isolierstoffwand anstelle der metallischen Wand auch der Wärmeaustausch zwischen den beiden Kühlmittelbehältern verringert . wird.In the rectifier system according to the invention, the prints are in the two coolant tanks are always balanced. The common boundary wall therefore has no pressure to withstand: This is why it is possible to use this common boundary wall no longer to be manufactured from stable metal structures as with the known systems, but to manufacture them from a simple sheet of insulating material, which is known with otherwise the same shape and dimensions, has a lower strength. This becomes the added benefit of being. aims that special isolated bushings do not more are needed. Furthermore, electrical insulating materials are also thermal at the same time Insulating materials, so that by using the insulating material wall instead of the metallic one Wall also reduces the heat exchange between the two coolant tanks . will.

Um die hänge der elektrischen Verbindungen zwischen . den Transformatorwicklungen und den Gleichrichtern besonders kurz zu halten, werden erfindungsgemäß die Gleichrichter außerhalb und die Konvektoren innerhalb des Kühlmittelbehälters angeordnet, so daß die Konvektoren unmittelbar mit den Transformatorwicklungen verbunden Werden können. Durch diese Anordnung wird das Anbringen der Außenanschlüsse der Gleichrichteranlage erleichtert und der Raumbedarf weiter herabgesetzt. Außerdem sind nach dieser Maßnahme lediglich die Konvektoren im Inneren des Kühlmittelbehälters angeordnet, so daß dieser klein gehalten werden kann. Die Gleichrichter behindern dabei den Kühlmittelstrom nicht.To get the hang of the electrical connections between. the transformer windings and to keep the rectifiers particularly short, the rectifiers are according to the invention outside and the convectors inside the coolant tank arranged, so that the convectors are connected directly to the transformer windings can. This arrangement makes attaching the external connections of the rectifier system facilitated and the space requirement further reduced. Also, after this measure only the convectors arranged inside the coolant tank, so that this can be kept small. The rectifiers hinder the coolant flow not.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung. In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht, und zwar zeigen Fig. 1 schematisch einen Vertikalschnitt durch eine erfindungsgemäße Gleichrichteranlage, Fig. 2 schematisch einen Horizontalschnitt durch die Anlage nach Fig. 1, und Fig. 3 schematisch einen Vertikalschnitt durch eine andere Ausführungsform der Erfindung.Further details, advantages and features of the invention result from the following description. In the drawing the invention is for example illustrates, namely Fig. 1 schematically shows a vertical section through a rectifier system according to the invention, FIG. 2 schematically shows a horizontal section through the system according to FIG. 1, and FIG. 3 schematically shows a vertical section through another embodiment of the invention.

Fig. 1 zeigt einen Dreiphasen-Transformator T, der in einem Kühlflüssigkeitsbehälter 1 angeordnet ist. Als Kühlflüssigkeit wird Öl verwendet. Die gleiche Kühlflüssigkeit dient erfindungsgemäß zum Kühlen der Gleichrichterkonvektoren, die in einem Kühlmittelbehälter 2 angeordnet sind. Dieser besteht aus einer Außenwand 3 und aus einer Begrenzungswand 4, die er mit dem Kühlflüssigkeitsbehälter 1 gemeinsam hat. Der Kühlmittelbehälter 2 ist am Kühlflüssigkeitsbehälter 1 des Transformators an der Seite angeordnet, an der die Ausgänge der Niederspannungswicklung des Transformators liegen. Konvektoren v sind mit Hilfe von Dichtungsringen 5 aus Isoliermaterial in Öffnungen der Außenwand 3 des Kühlmittelbehälters 2 eingesetzt. Die Gleichrichter d sind an den Konvektoren v angeschraubt und so von der Außenwand 3 isoliert. Gegebenenfalls können die Konvektoren auch unter Zwischenlage von Isolierplatten auf den Öffnungen der Außenwand 3 des Kühlmittelbehälters 2 angeordnet werden. Gegebenenfalls könnte die Außenwand 3 auch zur Gänze aus Isolierstoff hergestellt sein. Die Leiter c, die zur Verbindung mit den Ausgängen der Niederspannungswicklungen des Transformators dienen, können dann besonders kurz ausgebildet werden.Fig. 1 shows a three-phase transformer T, which is in a coolant tank 1 is arranged. Oil is used as the coolant. The same coolant serves according to the invention for cooling the rectifier convectors, the are arranged in a coolant container 2. This consists of an outer wall 3 and from a boundary wall 4, which he shares with the coolant container 1 Has. The coolant tank 2 is on the coolant tank 1 of the transformer placed on the side where the outputs of the low-voltage winding of the transformer lie. Convectors v are in with the help of sealing rings 5 made of insulating material Openings in the outer wall 3 of the coolant container 2 are used. The rectifiers d are screwed to the convector v and thus isolated from the outer wall 3. Possibly The convectors can also be used with insulating plates in between on the openings the outer wall 3 of the coolant container 2 can be arranged. Possibly could the outer wall 3 can also be made entirely of insulating material. The ladder c, those for connection to the outputs of the low voltage windings of the transformer serve, can then be made particularly short.

Zur Durchführung der Leiter c durch die Begrenzungswand 4 werden gegebenenfalls isolierende Durchführungen 10 verwendet. Die Begrenzungswand 4 kann aber auch ganz aus Isolierstoff hergestellt sein, so daß dann die Leiter c ohne Verwendung besonderer Durchführungen zum Transformator geführt werden können. Dabei kann die Durchführung durch die Begrenzungswand 4 ohne Abdichtung erfolgen. Der dadurch bedingte geringe Flüssigkeitsaustausch zwischen den Innenräumen der beiden Kühlmittelbehälter ist bedeutungslos. Besteht die Begrenzungswand 4 aus Isolierstoff, sƒ ist damit der weitere Vorteil verbunden, daß auch eine gute Temperaturisolierung des Innenraumes des Kühlflüseigkeitabehälters 1 des Transformators vom Kühlmittelbehälter 2 der Gleichrichterkonvektoren erreicht ist. Das ist deshalb von Vorteil, weil das Kühlmittel im Transformator vorzugsweise auf einer höheren, Temperatur gehalten wird als das Kühlmittel im Kühlmittelbehälter 2 der Gleichrichterkonvektoren. Die Konvektoren bestehen aus Metall. Sie sind vertikal angeordnet und besitzen jeweils eine Reihe von auf ihnen angeschraubten und parallelgeschalteten Gleichrichtern d. Die drei Phasen des Transformators sind mit den Dioden in einer Brückenschaltung verbunden, wie das aus Fig. 2 zu entnehmen ist. Man erkennt dort sechs Konvektoren v mit sechs Reihen darauf befestigter Dioden. Bei der dargestellten Ausführungsform sind ihre Polaritäten alle gleich, wobei jeweils der positive Pol mit dem Konvektor verbunden ist. Jede der drei Phasen des Transformators ist mit den Dioden von zwei Konvektoren v1 und v2 verbunden. Der Phasenausgang ist dabei jeweils mit dem Konvektor v1 verbunden, der am negativen Pol der Diode des Konvektors v2 liegt. Mit den Konvektoren v2 sind Ausgangsstromachienen verbunden, die den gleichgerichteten Strom positiver Polarität führen. Die den gleichgerichteten Strom negativer Polarität führenden Ausgangsstromschienen sind jeweils an den negativen Polen der Dioden angebracht, die mit den Konvektoren v1 verbunden sind. Der Kühlflüssigkeitsbehälter 1 und der Kühlmittelbehälter 2 weisen völlig getrennte Kühlmittelkreisläufe auf. Der Kühlflüssigkeitsbehälter 1 des Transformators ist an seinem oberen Teil über einen Ansaugstutzen mit einer Um-Wälzpumpe 6 verbunden, die das Ö1 durch einen Kühler 7 drückt, von dem aus es in den Kühlflüssigkeitsbehälter 1 zurückgelangt. Auf gleiche Weise sind dem Kühlmittelbehälter 2 der Gleichrichterkonvektoren eine Umwälzpumpe 8 und ein Kühler 9 zugeordnet. Kühlung und Kühlmitteldurchsatz können in diesen Kühlkreisen so geregelt werden, daß das Öl den Kühlflüssigkeitsbehälter 1 mit einer Temperatur von 900C verläßt und mit 850C wieder in ihn eintritt: Ebenso kann das Öl den Kühlmittelbehälter 2 mit 600C verlassen und mit einer Temperatur . von 550C wieder in ihn eintreten. Druckunterschiede zwischen den beiden Behältern müssen vermieden werden. Sie können beide mit ein und demselben Ölausdehnungsbehälter verbunden sein. Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform, bei der dem Kühlflüssigkeitabehälter 1 des Transformators und dem Kühlmittelbehälter 2 der Gleichrichterkonvektoren nur ein einziger Kühlkreislauf zugeordnet ist. Die beiden Behälter sind dazu am Boden des Kühlmittelbehälters 2 über eine Öffnung 11 miteinander verbunden. Eine Umwälzpumpe 12 drückt das aus dem Kühlflüssigkeitsbehälter 1 angesaugte Öl durch einen Kühler 13 und dann oben in den Kühlmittelbehälter 2 ein. Das Öl fließt dann über die Konvektoren nach unten bis zum Boden des Kühlmittelbehälters 2, von wo es durch die Öffnung 11 in den Kühlflüseigkeitsbehälter 1 des Transformators gelangt, diesen umströmt und schließlich neuerlich von der Umwälzpumpe 12 angesaugt wird. -10- .Insulating bushings 10 are optionally used to lead the conductors c through the boundary wall 4. The boundary wall 4 can also be made entirely of insulating material, so that the conductors c can then be guided to the transformer without the use of special bushings. It can be carried out through the boundary wall 4 without sealing. The resulting low level of liquid exchange between the interiors of the two coolant tanks is meaningless. If the boundary wall 4 consists of insulating material, this has the further advantage that good temperature insulation of the interior of the cooling fluid container 1 of the transformer from the coolant container 2 of the rectifier convectors is achieved. This is advantageous because the coolant in the transformer is preferably kept at a higher temperature than the coolant in the coolant tank 2 of the rectifier convectors. The convectors are made of metal. They are arranged vertically and each have a number of rectifiers screwed onto them and connected in parallel d. The three phases of the transformer are connected to the diodes in a bridge circuit, as can be seen from FIG. There you can see six convectors v with six rows of diodes attached to them. In the embodiment shown, their polarities are all the same, the positive pole in each case being connected to the convector. Each of the three phases of the transformer is connected to the diodes of two convectors v1 and v2. The phase output is connected to the convector v1, which is connected to the negative pole of the diode of the convector v2. Output current rails are connected to the convectors v2 and carry the rectified current of positive polarity. The output busbars carrying the rectified current of negative polarity are each attached to the negative poles of the diodes which are connected to the convectors v1. The coolant container 1 and the coolant container 2 have completely separate coolant circuits. The upper part of the transformer's coolant container 1 is connected via a suction nozzle to a circulation pump 6 which pushes the oil through a cooler 7, from which it returns to the coolant container 1. In the same way, a circulating pump 8 and a cooler 9 are assigned to the coolant tank 2 of the rectifier convectors. Cooling and coolant throughput can be controlled in these cooling circuits so that the oil leaves the coolant tank 1 at a temperature of 900C and re-enters it at 850C: The oil can also leave the coolant tank 2 at 600C and with a temperature. re-enter it from 550C. Differences in pressure between the two vessels must be avoided. They can both be connected to the same oil expansion tank. 3 shows an embodiment in which only a single cooling circuit is assigned to the coolant container 1 of the transformer and the coolant container 2 of the rectifier convectors. For this purpose, the two containers are connected to one another at the bottom of the coolant container 2 via an opening 11. A circulation pump 12 pushes the oil sucked in from the coolant container 1 through a cooler 13 and then into the coolant container 2 at the top. The oil then flows through the convectors down to the bottom of the coolant tank 2, from where it passes through the opening 11 into the coolant tank 1 of the transformer, flows around it and is finally sucked in again by the circulation pump 12. -10-.

Claims (3)

P a t e n t a n s p r ü c h e 1",@ Gleichrichteranlage mit einem Transformator, der in einem Kühlflüssigkeit enthaltenden Behälter angeordnet ist sowie mit den Gleichrichtern verbundenen Konvektoren, die in einem vom Transformator-Kühlflüssigkeitsbehälter unabhängigen Kühlmittelbehälter angeordnet sind, der eine mit dem Transformatoi-Kühlflüssigkeitsbehälter gemeinsame innere Begrenzungswand besitzt, in der die Durchführungen vom Transformator zu den Gleichrichtern vorgesehen sind, gekennzeichnet durch Verwendung der gleichen Kühlflüssigkeit im Kühlmittelbehälter..(2) der Gleichrichterkonvektoren wie im Transformator-Kühlflüssigkeitsbehälter (1). P a t e n t a n s p r ü c h e 1 ", @ rectifier system with a transformer, which is arranged in a container containing cooling liquid and with the Rectifiers connected to convectors in one of the transformer coolant tanks independent coolant tank are arranged, the one with the transformer coolant tank has a common inner boundary wall in which the bushings from the transformer to the rectifiers are provided, characterized by using the same Coolant in the coolant tank .. (2) of the rectifier convectors as in the transformer coolant tank (1). 2. Gleichrichteranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Kühlflüssigkeit im Transformator-Kühlflüssigkeitsbehälter (1) von der Kühlflüssigkeit im Kühlmittelbehälter (2) der Gleichrichterkonvektoren trennende, beiden Behältern gemeinsame Begrenzungswand (4) aus Isolierstoff besteht. 2. Rectifier system according to claim 1, characterized in that the Coolant in the transformer coolant tank (1) from the coolant in the coolant tank (2) of the rectifier convectors separating the two tanks common boundary wall (4) consists of insulating material. 3. Gleichrichteranlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine solche Anordnung der mit den Gleichrichtern verbundenen Konvektoren auf einer Außenwand (3) des Kühlmittel= behälters (2), dsB die Gleichrichter außerhalb und die Konvektoren innerhalb des Behälters liegen und letztere unmittelbar mit den Transformatorwicklungen verbunden sind.3. Rectifier system according to claim 1, characterized by such an arrangement with the rectifiers connected Convectors on an outer wall (3) of the coolant = container (2), dsB the rectifier outside and the convectors inside the Container lie and the latter directly connected to the transformer windings are.