DE2638209A1 - Generatorableitung - Google Patents

Description

• "Generatorableitung"
• Die Erfindung bezieht sich auf eine gekapselte Generatorableitung mit einem Kühlkreislauf.
• Die Generatorableitung ist die leitende Verbindung zwischen dem Generator und dem Transformator eines Kraftwerkes.
• Es sind Bestrebungen im Gange, das Leistungsvermögen der Generatoren weiter zu erhöhen, wobei angestrebt wird, Generatoren für eine Leistung von ca. 2000 MVA auszulegen.
• Die Abführung solcher Leistungen vom Generator zum Transformator über annehmbare Leiterquerschnitte kann nur mit Hilfe einer forcierten Kühlung der Generatorableitung erfolgen. Dabei ist zu berücksichtigen, daß neben der Stromwärme im Leiter, auch die Stromwärme in den Kapseln aufgrund der induzierten Längsströme abgeführt werden muß. Eine weitgehende Vermeidung der Leitungsverluste durch die Verwendung von Supraleitern ist wegen des damit verbundenen zu großen wirtschaftlichen Aufwandes noch nicht möglich.
• Es ist eine Generatorableitung bekanntgeworden, wo nur der rohrförmige elektrische Leiter von einem Kühlmittel durchströmt wird, während für die Kapsel eine natürliche Kühlung vorgesehen ist. Diese Art der Kühlung reicht nur für eine sehr begrenzte Leistungsübertragung aus.
• Weiter ist eine Generatorableitung bekanntgeworden, die mit einem Luftstrom gekühlt wird, der zwischen elektrischem Leiter und Kapsel entlanggeführt ist. Die intensive Luftkühlung läßt gegenüber der vorgenannten Kühlart eine gewisse Steigerung der Leistungsübertragung zu, führt aber bei den zu übertragenden Strömen von mehr als 45 kA zur Überdimensionierung der Generatorableitung, was neben dem Nachteil des großen Platzbedarfs auch sehr unwirtschaftlich ist.
• Aus der US-PS 2 861 119 ist ferner eine Generatorableitung mit einem Kühlkreislauf bekannt, bei welchem das Kühlmittel zuerst durch den hohlen Leiter strömt und dann auf dem Weg zwischen Leiter und Kapsel wieder zurück in den Kühler gelangt. Dieses Kühlprinzip ist für die Übertragung relativ geringer Ströme gedacht, das wegen der teilweise komplizierten Strömungsverhältnisse und der ungleichmäßigen Kühlung von Leiter und Kapsel zur Übertragung der angestrebten hohen Ströme nicht geeignet ist.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit relativ geringem Aufwand eine Generatorableitung für hohe Ströme zu schaffen, deren elektrische Leiter und Kapseln von einer forcierten Kühlung gleichmäßig erfaßt werden.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur Abführung der Stromwärme im elektrischen Leiter und in der Kapsel, das Kühlmittel im Raum zwischen Leiter und Kapsel strömt, und daß der kreisringförmige Querschnitt des Raumes einem Ringspalt angenähert ist.
• Eine zweckmäßige Aus- und Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß der Kühlkreislauf eine Regeleinrichtung aufweist, mit der die Kühlwirkung an jeden Belastungsfall angepaßt wird, so daß die Generatorableitung optimal gekühlt wird.
• Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß Leiter und Kapsel so dimensioniert sind, daß ihre relativ großen Oberflächen mit dem zwischen ihnen strömenden Öl in gutem Wärmekontakt stehen, wodurch die Stromtragfähigkeit der Generatorableitung verbessert wird.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
• Es zeigt: Fig. 1 in schematischer Darstellung eine Generatorableitung mit forcierter Kühlung; Fig. 2 einen Querschnitt durch Kapsel und Leiter.
• Die Figur 1 zeigt die zwischen einem Generator 1 und einem Transformator 2 angeordnete einphasig gekapselte Generatorableitung 3. Weiterhin ist in der gleichen Weise der an den Generatorklemmen X Y Z herausgeführte Sternpunkt 4 des Generators gekapselt. Die Kapselung 11 der Generatorableitung, wie auch die des Sternpunktes,bildenüber den Generator eine Einheit. An der Trafoseite und an der Sternpunktseite sind die freien Enden der einzelnen Kapseln über sogenannte Kapsel verbinder 5, 14 miteinander verbunden. Ein Kühl- und Pumpenaggregat 6 fördert über eine Zuleitung 7 ein Kühlmittel z.B.
• Öl in die Kapselverbindung auf der Trafoseite. Das Öl wird hier auf die drei einzelnen Kapseln verteilt, strömt in diesen zwischen Leiter und Kapsel zur Sternpunktseite des Generators und fließt von hieraus über eine Rückleitung 8 zurück zum Kühl- und Pumpenaggregat 6, womit der Kühlkreislauf geschlossen ist. Zur Ausbildung der in den Kapseln induzierten Längs ströme sind noch weitere Kapselverbinder 9 in der Nähe der Generatorklemmen vorgesehen. Damit sich die Längsströme nicht auch auf die Zu- und Rückleitung des Kühl-und Pumpenaggregates ausbreiten können, sind diese über entsprechende Isolierstücke 10 von der Kapselung elektrisch isoliert.
• Aus dem in Figur 2 dargestellten Querschnitt durch die Kapsel 11 und den elektrischen Leiter 12 ist zu erkennen, daß der Durchmesser des Leiters dem Durchmesser der Kapsel angenähert ist und etwa einem Verhältnis von ungefähr 1 : 1 4 entspricht. Durch den dabei erreichten ringspaltförmigen Zwischenraum 13 strömt das Kiiliimittel, z.B. Öl, wobei es zu einem guten Wärmekontakt mit den großen Oberflächen des Leiters und der Kapsel kommt und weiterhin noch ein guter Durchsatz des Kühlmittels bei mäßigem Energieaufwand gewährleistet ist. Die Kühlung wird noch verbessert durch eine im Kühlkreislauf angeordnete (in der Zeichnung nicht dargestellte) Regeleinrichtung.
• L e e r s e i t e

Claims (3)

1. Patentansprüche 1. Einphasig gekapselte Generatorableitung mit einem Kühlkreislauf, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abführung der Stromwärme im elektrischen Leiter (12) und in der Kapsel (11) das Kühlmittel im Raum zwischen Leiter und Kapsel strömt, und daß der kreisringförmige Querschnitt des Raumes einem Ringspalt (13) angenähert ist.
2. 2. Generatorableitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlkreislauf eine Regeleinrichtung aufweist.
3. 3. Generatorableitung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Durchmesser von Leiter und Kapsel ca. 1 : 1,4 beträgt.