DE2347592A1 - Fluessigkeitsgekuehlte transformatorwicklung - Google Patents

Fluessigkeitsgekuehlte transformatorwicklung

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DE2347592A1
DE2347592A1 DE19732347592 DE2347592A DE2347592A1 DE 2347592 A1 DE2347592 A1 DE 2347592A1 DE 19732347592 DE19732347592 DE 19732347592 DE 2347592 A DE2347592 A DE 2347592A DE 2347592 A1 DE2347592 A1 DE 2347592A1
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DE
Germany
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cooling
winding
conductor
disc
sub
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Application number
DE19732347592
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English (en)
Inventor
Ove Tjernstroem
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ABB Norden Holding AB
Original Assignee
ASEA AB
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Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/2871Pancake coils
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/2876Cooling

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Coils Of Transformers For General Uses (AREA)

Description

  • Flüssigkeitsgekühlte Transformatorwicklung Die Erfindung bezieht sich auf eine flüssigkeitsgekühlte, vorzugsweise in Scheibenform aufgebaute Transformatorwicklung, bei der das Kühlmedium durch ein Kühlrohr geführt wird, welches gleichzeitig mit der Herstellung der Wicklung in derselben untergebracht wird.
  • Bei direkter Flüssigkeitskühlung von Transformatorwicklungen wird die erforderliche Länge der Kühlrohre sehr groß, wenn das Kühlrohr dem Leiter in dessen ganzer Länge folgen soll.
  • Dies gilt insbesondere für Hochspannungswicklungen, die eine sehr hohe Windungszahl haben, die in vielen Fällen über 1000 liegt.
  • e,Jen der großen Länge der Kühlschlange, die mehrere tausend Steter betragen kann, ist es auch unvertretbar, nur einen blii an und einen Ausgang ftr das Kühlmittel vorzusehen. Entweder meute man einen sehr hohen Pumpendruck anwenden, um eine ausreichende Kühlmenge durch eine solche Schlange zu pressen, oder aber der Querschnitt der Kühlschlange müßte sehr groß gemacht werden, was zu einem nicht vertretbaren Füllfaktor des für die Wicklung zur Verfügung stehenden Raumes führen würde. In der Praxis ist daher eine Aufteilung in mehrere, vorzugsweise parallele Kühlkreise notwendig.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine solche Kühlanordnung zu entwickeln, bei der der Zu- und Auslauf für die Kühlflüssigkeit in einfacher und praktischer Art angeordnet ist und die Länge der Kühlrohre auf ein mit Rücksicht auf die Kosten und den Füllfaktor der Wicklung vertretbares Maß begrenzt ist.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine flüssigkeitsgekühlte Transformatorwicklung der eingangs erwähnten Art vorgeschlagen, die erfindungsgemäß durch die in den Patentansprüchen genannten Merkmale gekennzeichnet ist.
  • Anhand des in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispieles einer Scheibenwicklung soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen: Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch einen Teil der Wicklung, Fig. 2 einen Teil des Kühlleiters, Fig. 3 einen Querschnitt durch zwei Scheibenspulen, wobei sich eine Scheibenspule im Fertigungsvorgang befindet.
  • Das Leiterbündel, aus dem die im folgenden beschriebene Wicklung nach der Erfindung hergestellt wird, besteht aus fünf massiven Teilleitern a, b, c, d und e sowie einem Kühlrohr f. Von diesen Teilleitern sind die Teilleiter a, b und c normale Kupferleiter, die bei der Herstellung der Wicklung von ihren zugehörigen Haspeln entnommen werden, während die Teilleiter d und e sowie das Kühlrohr f zu einem gemeinsamen Kühlleiter verbunden werden, der vor Herstellung der Wicklung hergestellt wird. Wie aus Fig. 2 hervorgeht, besteht deUhlleiter aus einem durchgehenden Teilleiter b des gleichen Typs wie die Teilleiter a, b und c und aus einem Teilleiter e, der zusammen mit den vier vorher genannten Teilleitern a, b, c und d in die Wicklungsscheiben eingeht, die keine Kühlung enthalten. In den Wicklungsscheiben mit Kühlung wird der Teilleiter e durch das Kühlrohr f ersetzt, und am Anfang und Ende des Kühlrohrabschnittes wird der Teilleiter e mit dem Kühlrohr f durch eine Lötstelle 1 verbunden (Fig. 2). Die erforderliche Länge des KUhlrohrabschnittes f bzw. des Teilleiterabschnittes e sowie die erforderliche Lage der Lötstellen 1 lassen sich mit Hilfe der Angaben über den Durchmesser der Wicklung, die Windungszahl pro Scheibe u.dgl. im voraus berechnen. Bei der Herstellung des Kühlleiters wird der Einlauf 2 an den beiden Enden des Kühlrohrabschnittes angebracht und der Auslauf 3 in der Mitte des Kuhlrohrabschnittes. Der gesamte Kühlleiter ist auf eine eigene Haspel aufgespult und wird zusammen mit den Teilleitern a, b und c zur Scheibe gewickelt.
  • Index weiteren Beschreibung wird vorausgesetzt, daß die Scheibenwicklung in bekannter Weise ausgeführt wird, die Scheiben also abwechselnd von innen nach außen bzw. von außen nach innen gewickelt werden. Bei dem tbergang von einer Scheibe zu der benachbarten Scheibe entsteht eine Permutation der Teilleiter, die zur Folge hat, daß der Teilleiter, der in der vorangegangenen Scheibe am weitesten außen liegt, in der folgenden Scheibe am weitesten innen liegt.
  • Aus Fig. 1 und 3 geht somit hervor, daß der Kühlleiter mit seinem Kühlrohr f in Scheibe A ganz innen liegt, jedoch nach vier Windungen, wenn die Scheibe A fertig ist, eine Permutation im Zusammenhang mit dem Ubergang zu Scheibe B stattfindet, so daß der Kühlleiter mit dem Kühlrohr f in dieser ganz außen liegt. Wenn die Scheibe B fertig ist, erfolgt der Übergang zur Scheibe C durch Permutation der Leiter, so daß die Scheiben A und C gleichen Aufbau haben.
  • Wie aus Fig. 3 erkennbar, ist-der Kühlleiter in der Scheibenspule A gemäß Fi;. 2 so ausgeführt, daß das Kühlrohr der innersten Windung, nachdem die Permutation der vorausgehenden, in der Figur nicht gezeigten Windung beendet ist, ganz innen liegt. Die mit einem Einlauf 2 versehenen U;bergangsstellen zwischen dem Teilleiter e und dem Kühlrohr f liegen gerade an den Stellen, die in Fig. 2 ganz oben und ganz unten dargestellt sind. Die Einlaufstellen 2 des Kühlrohre f liegen somit an der Innenseite der Wicklung. Nach vier Windungen ist die Scheibenspule fertig und die Permutation hinüber zu der Scheibenspule B beginnt damit, daß der Teilleiter a hinübergeht. lach nahezu einer weiteren Windung ist die Permutation beendet, unå das Kühlrohr f liegt ganz außen. An dieser Stelle kommt der Auslauf 3 hervor, der somit auf der Außenseite der Wicklung plaziert wird. Nachweiteren vier Windungen ist die Scheibenspule B fertig, und das Leiterbündel ist hinubergegangen und bildet nun die innerste Windung in Scheibe C, wobei sich das Kühlrohr wieder ganz innen befindet, mit dem anderen Einlauf 2 auf der Innenseite der Wicklung.
  • Der Teil einer Scheibenspule, an dem das Fililrohr zugänglich ist, entweder auf der Innenseite der Wicklung wie bei der Scheilje,ls^)ule Ä oder auf der Außenseite der Wicklung wie bei der Scheibensjpule B, ist in der Größenordnung von einigen dm, abhängig von dem Wicklungsdurchmesser sowie davon, ob die Permutation gleichmäßig über die ganze Windung verteilt ausgeführt wird oder nur über einen Teil derselben. Bei gleichmäßiger Verteilung und mit den im Beispiel vorhandenen fünf parallelen Teilleitern wird die genannte Strecke ein Fünftel des Umkreises. Beträgt der mittlere Durchmesser der Wicklung 1,5 m, so wird die-genannte Strecke ca. 1 m lang.
  • Man kann dann, wie in Fig. 2 gezeigt, ein T-Rohr auf dem Kühlrohr anbringen und einen gemeinsamen Auslauf für zwei Scheibenspulen oder separaten Ein- und Auslauf für jede Scheibenspule vorsehen.
  • Da der Teilleiter e aufhört, wenn das Kühlrohr beginnt, kann das Kühlrohr als Teilleiter dienen, wenn es aus einem elektrisch leitenden Material besteht. Die gesamte stromleitende Fläche in einer Scheibenspule mit Kühlrohr ist zwar etwas kleiner als in einer Scheibenspule ohne Kühlrohr; dafür ist die Kühlung in der erstgenannten Scheibenspule jedoch intensiver.
  • Eine nach dem gezeigten Ausführungsbeispiel hergestellte TransformatorwicSlung wird daner eine Anzahl Scheibenspulen mit Kühlleiter haben, die vorzugsweise annähernd gleichmäI-ig über die Wicklung verteilt sind, am besten jeweils zwei zusammen, wie es aus Fig. 1 hervorgeht. Der Einlauf der Wuhlrohre ist auf der Innenseite der Wicklung angebracht und der Auslauf an der Außenseite oder umgekehrt. Sowohl Einlauf als auch Auslauf sind an gemeinsame Speiseleitungen an den Seiten der Wicklung angeschlossen, so daß die Kühlrohre parallelgeschaltet sind.
  • Aufgrund der großen Flexibilität hinsichtlich Anzahl und Plazierung der mit Kühlrohr versehenen Scheibenspulen hat man praktisch unbegrenzte Möglichkeiten hinsichtlich der Anordnung einer gekCihlten Scheibenspule in der Wicklung, so daß man überall in der Wicklung die erforderliche Kühlung erhält. Die Dichte der Scheibenspulen mit Kühlrohr kann z.B, von unten nach oben, wo die höchste Temperatur herrscht, zunehmen.

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Flüssigkeitsgekühlte, vorzugsweise in Scheibenform aufgebaute Transformatorwicklung, bei der das Kühlmedium durch ein Kühlrohr geführt wird, welches gleichzeitig mit der Herstellung der Wicklung in derselben untergebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß Kühlrohre (f) nur in einigen der Scheibenspulen (A, B) angeordnet sind und daß diese Scheibenspulen vorzugsweise gleichmäßig innerhalb der Wicklung verteilt sind.
2. Transformatorwicklung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Wicklung eines Leiterbündels, welches aus mehreren Teilleitern (a, b, c, d, e) besteht, in den Scheibenspulen mit Kühlung wenigstens einer der Teilleiter aus einem Kühlrohr (f) besteht, während dieser Kühlrohrteil in den Scheibenspulen ohne Kühlung durch einen normalen Teilleiter (e) ersetzt ist.
3. Transformatorwicklung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei nebeneinander liegende Scheibenspulen mit Kühlleiter einen gemeinsamen Ein- und Auslauf (2, 3) haben.
Leerseite
DE19732347592 1972-10-05 1973-09-21 Fluessigkeitsgekuehlte transformatorwicklung Pending DE2347592A1 (de)

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SE1282572A SE367272B (de) 1972-10-05 1972-10-05

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ID=20296374

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DE19732347592 Pending DE2347592A1 (de) 1972-10-05 1973-09-21 Fluessigkeitsgekuehlte transformatorwicklung

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CH (1) CH558588A (de)
DE (1) DE2347592A1 (de)
SE (1) SE367272B (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0159387A1 (de) * 1984-04-03 1985-10-30 Hydro-Quebec Verteilertransformator mit gewickeltem Magnetkreis
EP0462011A1 (de) * 1990-06-15 1991-12-18 Rotelec S.A. Induktionsheizspule
EP0917164A2 (de) * 1997-11-12 1999-05-19 Alcatel Mehrfachparallelleiter für Wicklungen elektrischer Geräte und Maschinen

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Also Published As

Publication number Publication date
SE367272B (de) 1974-05-20
CA1005537A (en) 1977-02-15
CH558588A (de) 1975-01-31

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