DE2824382A1

DE2824382A1 - Transformator

Info

Publication number: DE2824382A1
Application number: DE19782824382
Authority: DE
Inventors: Werner Dehmel; Martin Schwert
Original assignee: Gewerkschaft Eisenhutte Westfalia GmbH
Current assignee: Gewerkschaft Eisenhutte Westfalia GmbH
Priority date: 1978-06-03
Filing date: 1978-06-03
Publication date: 1979-12-06
Also published as: DE2824382C2; MA18479A1; CH646545A5; FR2427672B1; AT378436B; BE876721A; FR2427672A1; NL7903966A

Description

Gw 7833 30.05.78

-I-

Patentanmeldung

der Firma

Gewerkschaft Eisenhütte Westfalia, 46 70 Lünen

Transformator

Gegenstand der Erfindung ist ein Transformator nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 .

Ein Transformator dieser Gattung ist in der DE-PS 843 579 beschrieben und dargestellt. Der freie Innenraum dieses Transformators ist allseitig gegen die Außenluft abgeschlossen und mit einem gasförmigen Kühlmedium gefüllt. Für die Kühlung des Transformators ist eine Innen- und Außenbelüftung vorgesehen. Die Innenbelüftung wird durch einen im freien Innenraum des Transformatorgehäuses angeordneten Ventilator erzeugt, der die Innenluft im freien Innenraum umwälzt und sie durch rohrförmige Kühlrippen führt, die auf den Gehäuseseitenwänden angeordnet sind. Für die Außenbelüftung ist

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ebenfalls ein auf der Oberseite des Gehäuses angeordneter Ventilator vorgesehen, der die Außenluft von unten her durch Kühlkanäle saugt, die einerseits durch die Außenflächen der vorgenannten rohrförmigen Kühlrippen und andererseits durch die Wandung eines Mantels gebildet werden, der sich um die Gehäuseseitenwände herum erstreckt.

Dieser Transformator weist folgende Nachteile auf. Er ist schon wegen des Vorhandenseins von zwei Ventilatoren, aber auch wegen des zusätzlichen Gehäusemantels materialintensiv und teuer in der Herstellung. Im Tunnelbau, wo der Arbeitsraum sehr begrenzt ist, führt der Einsatz eines solchen Transformators aus Platzgründen zu Schwierigkeiten. Außerdem führt der Außenbeluftungsstrom zu einer erhöhten Staubentwicklung im Tunnel.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den vorbeschriebenen Transformator und dessen Kühlung zu vereinfachen sowie dessen Herstellungs- und Wartungskosten zu senken. Diese Aufgabe wird nach der Lehre aus dem Anspruch 1 gelöst. Ein entsprechend ausgebildeter Transformator ist preiswert herzustellen, weil der Außenventilator und der die Gehäuseseitenwände umgebende Mantel in Fortfall kommen. Dieser Fortfall führt auch zu einer Senkung der Unterhaltungskosten, da die den Außenventilator antreibende Energie eingespart wird und die Kühlrippen einfacher und schneller von Staubbelag und Verschmutzungen gereinigt werden können. Der äußere Wärmeaustausch, an den Kühlrippen ist bedeutend größer, da die Wärme nicht nur durch die auftreibende Aufienluft abgeführt wird,sondern auch frei abstrahlen kann. Nicht zuletzt wird der Platzbedarf des Transformators durch den Fortfall des Äußenventilators und des vorbeschriebenen Mantels erheblich verringert.

Die weitere Ausgestaltung nach Anspruch 2 verbessert die Innenkühlung, da die sich am Gehäuseboden befindliche, kühlere Innenluft, die vorher an den Kühlrippen abgekühlt

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worden ist, direkt in den Raum zwischen Kern und Spule hineinbewegt wird, wo die Kühlung insbesondere erfolgen soll.

Nach der Ausbildung gemäß Anspruch 3 wird der Innenventilator erst dann eingeschaltet, wenn der Transformator eine vorbestimmte Temperatur erreicht hat. Hierdurch wird die für den Innenventilator bestimmte Antriebsenergie eingespart, solange eine aktive Kühlung nicht notwendig ist.

Auch die Ausgestaltung nach Anspruch 4 führt zu einer verbesserten Kühlung des Transformators. Die erwärmte Innenluft steigt zunächst aufgrund der vom Innenventilator angeregten Strömung und des Auftriebs zur Oberseite des Transformators, die deshalb eine entsprechend höhere Temperatur aufweist als die Stirnwände des Transformators und folglich auch eine größere Wärmemenge in gleicher Zieit abführen bzw. abstrahlen kann. Aus diesem Grund sind nach Anspruch 4 die Anschlußkästen an den Stirnseiten des Transformators angeordnet, wo sie den Wärmeaustausch der wärmeren Oberseite mit der Außenluft nicht behindern. Außerdem führt diese Ausgestaltung zu einem Transformator niedriger Bauart, der auch deshalb gut im Tunnelbau einzusetzen ist, weil er den freien Streckenquerschnitt weniger beeinträchtigt.

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der Erfind

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer vereinfachten Zeichnung beschrieben:

Es zeigen

Fig. 1 einen erfindungsgemäß ausgestalteten Transformator in der Seitenansicht,

Fig. 2 einen Halbschnitt nach der Linie II - II in Fig. 1, Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III - III in Fig. 1 und Fig. 4 einen Schaltplan.

Die wesentlichen Bestandteile des in Fig. 1 allgemein mit 1 bezeichneten Transformators sind ein aus einer Bodenplatte 2, einer Deckplatte 3, den Seitenwänden 4 und den Stirnseiten 5 bestehendes Gehäuse 6, zwei an den Stirnseiten 5 angeordnete Anschlußkästen 7 für die Ober- und Unterspannung, drei Kerne 8, die jeweils eine Spule 9 durchfassen, und drei Ventilatoren 10, von denen jeder in der Nähe der Bodenplatte 2 unter einem Kern 8 in nicht dargestellter Weise befestigt ist.

Die Seitenwände 4 werden jeweils durch eine Vielzahl senkrecht verlaufender, nebeneinanderliegender Kühlrippen 11 gebildet, die in den Seitenwänden 4 ausgebildet sind.

Die Funktion des Transformators ist folgende:

Das Gehäuse 6 umschließt einen freien Innenraum 12 (Fig. 3), der mit einem nicht brennbaren gasförmigen Kühlmedium (Innenluft) gefüllt ist. Das Kühlmedium leitet die von den Kernen 8 und Spulen 9 im Betrieb erzeugte Wärme zu den Gehäusewänden, die diese Wärme an die Außenluft abgeben. Die Oberfläche der Seitenwände 4 ist durch Kühlrippen 11 erheblich vergrößert, so daß hier der Hauptwärmeaustausch stattfindet. Dieser

Wärmeaustausch wird im Innenraum 12 durch die Ventilatoren 10 aktiviert, die die Innenluft von der Bodenplatte 2 her durch Ringspalten 13 zwischen den Kernen 8 und den Spulen sowie um die Spulen 9 herum nach oben bewegen, so daß sich der in Fig. 3 mit Pfeilen 14 gekennzeichnete Kreislauf einstellt. Auf diesem Kreislauf wird die durch das Vorbeistreichen am Kern 8 und Spule 9 erwärmte Innenluft an den Innnenseiten der Kühlrippen 11 vorbeibewegt, wo sie wieder abgekühlt wird, um als Kühlluft den Kern 8 und der Spule 9 wieder zugeführt zu werden und diese aktiv zu kühlen.

Auf der Außenseite 16 der Kühlrippen 11 stellt sich aufgrund des Wärmeaustausches mit der Außenluft ein Auftrieb (14 *) der die Trafowärme aufgenommenen Außenluft ein, der die aufgenommene Wärme nach oben abführt. Aufgrund des Auftriebs (14') wird gleichzeitig noch nicht erwärmte Außenluft an der Außenseite 16 hochgeführt, so daß sich an beiden Außenseiten 16 ein ständiger aufwärtsstrebender Außenluftstrom bewegt und Wärme von den Kühlrippen 11 abführt. Da die außenseitigen Räume 17 zwischen den Kühlrippen 11 nach außen offen sind, erfolgt die Wärmeabfuhr nicht nur durch die auftreibende Außenluft, sondern auch durch Wärmestrahlung.

Wie anhand der elektrischen Schaltung in Fig. 4 zu erkennen ist, werden die Ventilatoren 10 in Abhängigkeit von der Temperatur des Transformators ein- bzw. ausgeschaltet. Hierzu dient ein in einem Kern 8 angeordneter Temperaturfühler 18, der einen in einer Steuerstromleitung 19 liegenden Schalter 20 beaufschlagt, der wiederum über einen Schütz 21 die Motoren 22 der Ventilatoren 10 ein- bzw. ausschaltet. Nach Fig. 4 befinden sich die Motoren 22 im Stillstand, d.h., der Transformator hat eine vorbestimmte Temperatur noch nicht erreicht.

Im Unterschied zur vorbeschriebenen Schaltung ist es auch möglich, in jedem Kern 8 einen Temperaturschalter 18 anzu-

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ordnen, der jeweils den ihm zugehörigen Ventilator 10 ein- bzw. ausschaltet.

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Leerseite

Claims

Patentansprüche

. j Transformator für den Einsatz im Tunnelbau, mit wenigstens ^y einem im Transformatorinneren angeordneten Lüfter, der ein Inertgas in einem sich geschlossenen Kreislauf bewegt, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

a) Die aktive Kühlung erfolgt ausschließlich im Transformatorinneren (Innenraum 12) in einem geschlossenen Kreislauf.

b) Wenigstens die Seitenwände (4) des Transformators (1) weisen vertikal verlaufende, hohle Kühlrippen (11) auf, deren Innenseiten (15) mit dem aktiven Kühlkreislauf in Wärmeaustausch stehen.

c) Die zwischen den radialen Kühlrippen (11) außenseitig gebildeten Räume (17) sind nach außen offen.
2. Transformator nach Anspruch 1, mit einer senkrechten Anordnung von Kern und Spule, dadurch gekennzeichnet, daß der Lüfter (Ventilator 10) nahe des Gehäusebodens (Bodenplatte 2) unter dem Kern (8) angeordnet ist und das gasförmige Medium von unten durch den Ringspalt

(13) zwischen Kern (8) und Spule (9) bewegt.
3. Transformator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Lüfter (10) ein Temperaturschalter (18, 20) zugeordnet ist, der dem Lüfter (10) in Abhängigkeit von der Temperatur des Transformators ein- bzw. ausschaltet.
4. Transformator nach Anspruch 1 oder einem der vorliegenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an jeder Stirnseite (5) des Transformators ein Anschlußkasten (7) für die Ober- bzw. Unterspannung angeordnet ist.

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