DE597529C

DE597529C - Einrichtung zur Steigerung der Spannung von Generatoren grosser Leistung

Info

Publication number: DE597529C
Application number: DEA64993D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Robert Pohl
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1932-02-06
Filing date: 1932-02-06
Publication date: 1934-05-30

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 30. MAI 1934

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 2Id²GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 6. Februar 1932 ab

Um in elektrischen Zentralen die Spannung der Generatoren auf die für die Fernübertragung gewünschte Spannungshöhe zu bringen, sind umfangreiche Umspannanlagen erforderlich. Die dabei für die Aufstellung der Transformatoren in abgeschlossenen Gebäuden und auf besonderen Fundamenten sich ergebenden Mehraufwendungen sind bedeutend. Sie erhöhen sich noch weiter durch die starken Verbindungsleitungen vom Generator zum Transformatorhaus. Auch die Inanspruchnahme der verfügbaren Grundfläche für diesen Zweck kann wesentlich ins Gewicht fällen.

Bemühungen, die benötigte hohe Spannung im Generator unmittelbar zu erzeugen, um die Transformatoranlage zu sparen, führten nicht zu einem befriedigenden Ergebnis, wenn eine bestimmte Spannungsgrenze erreicht war. Dann ergab sich in Rücksicht auf etwa auftretende

Überspannungen und Wanderwellen eine solche Isolationsstärke für die Generatorwicklung, daß bei luftgekühlten Maschinen die Wärmeabfuhr durch die Kühlluft nicht iri genügendem Maße vor sich gehen konnte oder daß der verfügbare

Nutenraum unzureichend war.

Da also die Spannung des Generators in der für luftgekühlte Wicklungen geeigneten Grenze, also auf geringeren Wert, als häufig das Netz verlangt, gehalten werden muß, ist eine Umspannung in solchen Fällen nicht zu vermeiden. Um aber nichtsdestoweniger die nun benötigte Umspannungsanlage wesentlich zu vereinfachen, das Transformatorenhaus, die dafür beanspruchte Bodenfläche, ein besonderes Fundament und lange Überleitungen großen Querschnittes zu sparen, ist erfindungsgemäß ein Generator verwendet, dessen Rücklaufbahn des Kühlmittels ausschließlich oberhalb des Maschinenhausbodens liegt, und der zur Steigerung der Spannung über die für die luftgekühlte Wicklung geeignete Spannungshöhe erforderliche Transformator wird in der von Teilen der Rücklaufbahn für das Kühlmittel des Generators frei gemachten Fundamentgrube eingestellt.

Die Niederspannungsklemmen des Transformators lassen sich jetzt unmittelbar oder durch kurze lösbare Zwischenstücke mit den vorzugsweise am Generatorboden angebrachten Ausführungsklemmen des Generators zusammenschließen. Die Kühlung des Transformators wird zufolge der baulichen Vereinigung mit dem Generator wesentlich vereinfacht, weil jetzt die für den Generator, insbesondere für dessen Kühlung und Lagerschmierung, benötigten Mittel und Vorrichtungen auch für den Transformatorbetrieb herangezogen werden können, wie dieses noch im folgenden näher dargelegt werden wird.

Es ist bekannt, bei kleineren Elektromotoren in der mit dem Motor vereinigten Grundplatte Regeltransformatoren einzubauen, zum Zweck,

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dr.-Ing. Robert Pohl in Berlin-Charlottenburg.

die komplizierten Schaltverbindungen zwischen Motor und Transformator in der Werkstatt vornehmen zu können und beide Teile als organisches Ganzes zusammenhängend transportfähig auszuführen. Solche Einrichtungen haben nichts mit der Aufgabe zu tun, den Raum und Kostenaufwand eines ganzen Kraftwerkes wesentlich zu vereinfachen.

Obgleich die Ausführung des Transformators ίο als Öltransformator angegeben ist, soll zum Ausdruck kommen, daß es sich hier allgemein um Transformatoren mit hochwertigem Isolierstoff handelt und an Stelle des Öles auch ein anderes flüssiges oder gasförmiges Dielektrikum, wie Druckluft o. dgl., Anwendung finden kann. Es ist zweckmäßig, den Transformator als Spartransformator auszuführen, weil ein solcher bei gleicher Leistung beträchtlich kleiner und billiger ausfällt und geringere Verluste besitzt als ein Transformator mit zwei getrennten Wicklungen. Hierbei ist es erforderlich, den Nullpunkt des Generators oder den des Transformators zu erden, um das Auftreten von Überspannungen in der Generatorwicklung bei Netzerdschlüssen zu verhindern.

Für eine bessere Raumausnutzung wird vorzugsweise der Eisenkern des in der Fundamentgrube- des Generators eingestellten Transformatorgehäuses in an sich bekannter Weise flachseitig liegend angeordnet, da unter der langen Maschine in horizontaler Ausdehnung für die Lagerung des Eisenkernes reichlich Raum verfügbar ist, während die Tiefenabmessungen der Grube in Rücksicht auf den Einbau und die Bedienung des Kondensators für die Dampfanlage begrenzt sind.

Die Zeichnung veranschaulicht als Ausführungsbeispiel der Erfindung in Abb. 1 den Längsschnitt A-B des Fundamentes eines rechts-4.0 seitig im Schnitt, linksseitig in Ansicht dargestellten luftgekühlten Turbogenerators G, während Abb. 2 den Querschnitt dazu nach Schnittlinie C-D zeigt, wobei auch hier der Generator links in Ansicht wiedergegeben ist. Die Kühlluft des Generators wird im Kreislauf durch die Maschine geleitet, und die dieserhalb nötigen Rückkühler K₁ und K₂ sind in bekannter Weise unmittelbar seitlich neben dem Generator an diesen angebaut, so daß der Kühlmittelkreislauf nur oberhalb des Maschinen-' hausbodens liegt.

Unter dem Generator befindet sich erfindungsgemäß in dessen Fundamentgrube 1 der Transformator 2. Sein Aufstellungsraum ist nach außen abgeschlossen und kann nach oben etwa durch eine starke Stahlplatte 3 abgedeckt sein, um Drücke bei Ölexplosionen vom Generator abzuhalten. Das Transformatorgehäuse 4 ist mit dem flachseitig darin liegenden Transßo formatorkern 5 horizontal auf Schienen so weit ausfahrbar, daß es hinter der Erregermaschine 6 durch eine Hebevorrichtung aus der Grube herausgenommen werden kann. Durch Anordnung von Abschlußklappen 7 unter der Grube ist es auch möglich, den Transformator vom Keller 8 her, in welchem der Kondensator 9 aufgestellt ist, zugänglich zu halten.

Die Niederspannungsklemmen 10 sind so angeordnet, daß ihre Verbindung mit den Generatorklemmen 11 leicht gelöst werden kann und daß sie die Ausfahrbarkeit nicht behindern, vorteilhafterweise an einem zugänglichen Stirnende des Transformators. An diesem Stirnende liegen hier auch die Kabelendverschlüsse 12 für den Anschluß des Hochspannungskabels. Statt dessen können auch Hochspannungsklemmen für Freileitungen angebaut sein.

Der Rückkühler 13 für das Transformatoröl ist in dem gewählten Beispiel mit dem Luftrückkühler des Generators baulich vereinigt. Es genügt, dafür nur den einen Seitenkühler, nämlich K₁, zu verwenden und den Ölkühler 13, wie dargestellt, etwa unter den Luftkühler K₁ zu stellen oder ein abgeschlossenes Rohrbündel des letzteren für die Zwecke der Ölkühlung heranzuziehen. Die Kreislaufförderung des Transformatoröles geschieht durch das angedeutete elektromotorisch angetriebene Pumpenaggregat 14 über die Rohrleitungen 15, 16 und 17. Der Antriebsmotor kann zugleich auch andere Hilfsmaschinen der Zentrale, beispielsweise die Förderpumpen für das Lageröl, antreiben.

Als Kühlmittel für das Transformator öl wird entweder Wasser oder Luft verwendet. Im ersten Fall, den auch die Zeichnung voraussetzt, ist besonders das gleiche Kühlwasser geeignet, welches zur Kühlung der Generatorluft in deren Rückkühler dient. Dabei kann der Kühlwasserkreislauf beider Rückkühlersysteme je nach den Temperaturzuständen des Kühlwassers hintereinander oder parallel geschaltet sein. Zumindest empfiehlt sich auch hier ein gemeinsamer Antrieb für beide Kühlwasserpumpen. Im anderen Falle, wenn die Wärmeabfuhr des Transformatoröles durch Luft geschehen soll, kann die in einer Rückkühlerstufe vorgekühlte, im Kreislauf geleitete Generatorkühlluft dazu herangezogen werden. Nach der Bestreichung desÖlkühlers erfolgt dann die Abkühlung der Generatorluft in weiteren Kühlerstufen auf die für den erneuten Eintritt in den Generator erforderliche Temperatur. Bei dieser Art der Kühlung kann man zwischen den Rohrgruppen des in der Kühlluftbahn des Generators angeordneten Rückkühlers einige Rohre für die Durchströmung mit Transformatoröl statt mit Kühlwasser einfügen.

Für die Kühlung des Transformatoröles könnte auch ein von der Kühlluft des Generators unabhängiger Luftstrom in Betracht kommen. Der dafür notwendige Ventilator wird dann auf der

Generatorwelle angebracht oder von ihr aus angetrieben. Ein solcher Ventilator mag auch zur dauernden Belüftung des für sich abgeschlossenen AufsteUungsraum.es des Transformators während seines Betriebes Verwendung finden, um in ihm die Bildung schädlicher Gase zu verhindern.

Das Ausdehnungsgefäß i8 für den Transformator ist bei dem dargestellten Ausführungs-

beispiel dem Ölkühler 13 gegenüber ebenso wie dieser unmittelbar an den Generator angebaut und mit dem Transformatorgehäuse durch ein Steigrohr 19 verbunden. In letzteres ist ein Absperrventil 20 eingefügt, um zu verhüten, daß beim Ausfahren des Transformators das im Ausdehnungsgefäß enthaltene öl abläuft. Die Anflanschung des Steigrohres an das Transformatorgehäuse geschieht zweckmäßig am Transformatorende, wo die Verschraubungen ■ leicht zu lösen sind.

Claims

Patentansprüche:

ι. Einrichtung zur Steigerung der Spannung von Generatoren großer Leistung, deren Kühlmittel im Kreislauf über Rückkühler geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Rücklaufbahn des Kühlmittels ausschließlich oberhalb des Maschinenhausbodens verlegt ist und daß in der dadurch von Teilen der Rücklaufbahn für das Kühlmittel des Generators frei gemachten Fundamentgrube der zur Steigerung der Spannung über die für die luftgekühlte Wicklung geeignete Spannungshöhe erforderliche Transformator eingestellt und mit den vorzugsweise am Generatorboden vorgesehenen Generatorklemmen unmittelbar verbunden ist.
2. Einrichtung nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Nullpunkt des Generators oder Transformators geerdet und der letztere als Spartransformator ausgeführt ist.
3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der in der Fundamentgrube des Generators angeordnete öltransformator ausfahrbar gelagert ist.
4. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühler für das Transformatoröl in baulichem Zusammenhang mit dem Luftrückkühler des Generators ausgeführt und vorzugsweise mit dem letzteren unter Benutzung des gleichen Kühlwassers seitlich an den Generator angebaut ist.
5. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Transformatoröl in einem Rohrsystem gekühlt wird, welches von der vorgekühlten, im Kreislauf geführten Kühlluft des Generators bestrichen wird.
6. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausdehnungsgefäß für das Transformatoröl an den Generator angebaut ist.
7. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderpumpe für das Transformatoröl und diejenige für das Lageröl des Generatoraggregates gemeinsam angetrieben werden.
8. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 "bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kühlung des Transformatoröles ein von der Kühlluft des Generators unabhängiger Luftstrom dient, dessen Luft vorzugsweise von einem von der Generatorwelle unmittelbar oder mittelbar angetriebenen Ventilator gefördert wird.
9. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufstellungsraum des öltransformators unter dem Generator für sich abgeschlossen ist, wobei im Betriebszustand des Transformators für eine dauernde Belüftung gesorgt sein kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen