-
Aus Scheibenspulen aufgebaute ölisolierte Röhrenwicklung für Hochspannungstransformatoren
Trifft bei aus Scheibenspulen aufgebauten RöhrenwickIungen von Hochspa.nnungstran.sformatoren:oder
Drosselspulen von der Freileitung kommend :eine überspann@ungswelle auf die Hochspannungswicklung,
so stellt sich bekanntlich längs solcher Wicklungen eine Anfangsspannungsverteilung
ein, die je nach dem Verhältnis der Erdkapazität zur Querkapazität der einzelnen
ScheibenspuIen mehr oder minder von der .anzustrebenden linearen Spannungsverteilung
abweicht. Der sich ergebende mehr oder weniger steile Verlauf der Anfangsspannungsverteilung
bedangt für die im Eingangsgebiet der Hochspannungswicklung liegenden Spulen eine
erhöhte Beanspruchung und erfordert demgemäß für dieses Gebiet verstärkte Isolierung,
z. B. Windungsauftrag. Abgesehen von diesem reinen Mehraufwand an Isolierstoff,
verschlingt diese zusätzliche Isolierung kostbaren Raum. Nun zwingt aber die Profilgängigkeit
großer Leistungseinheiten zu besonders gedrängter Baluart, d. h. die Abstände zwischen
Hochspannungs- und Niederspannungswicklungen wie auch zwischen Hochspannungswicklung
und Erde müssen weitgehend verkleinert werden. Diese Verkleinerung der Abstände
bringt eine Vergrößerung der Erdkapazitäten der einzelnen Hochspannungsspulenelemente
und damit eine steilere Anfangsspa,nnungsverteilung. Die Spulenbeanspruchung wird
hierdurch erhöht, und dies bedeutet eine Verstärkung
:der Windungs-
bzw. Spulenisolation. Diese ist aber im gegebenen Raum nicht immer oder nur sehr
schwer anzubringen.
-
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Weg zu zeigen, wie man trotz der
angestrebten Verkleine,-rtmg der Abstände im Gesamtwicklungsaufbau, z. B. in . den
Streukanälen, dennoch :die Anfangsspannungsverteilung bei laus Scheibenspulen aufgebauten
Röhrenwicklungen verflachen und günstiger gestalten kann,.
-
Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß man an allen Stellen,
wo Öl, sei es allein oder als Tränkmittel, Zwischenmedllum der Spulenquerkapazität
ist, ein. Öl hoher Dielektrizitätskonstante verwendet, dagegen ein Öl niedriger
Dielektri,-zitätskonstante überall -dort, wo dieses allrein Moder als Tränkmittel
Zwischenmedium der Spulenerdkapazität ist. Bei vollkommen verschalten Wicklungen
wird man das Öl höherer- Dielektrizitäts@ konstante gleichzeitig als Kühlmittel
benutzen, das aber vom übrigen, die Wicklung umgebenden Isolieröl getrennt ist.
Zweckmäßig läßt man ' .das Öl höherer Dielektrizitätskonstante durch die Wicklung
strömen, Sind dagegen die Wicklungen nur auf einer Mantelfläche mit festem Isolierstoff
verschalt, oder sind sie auf beiden Seiten frei, dann ist, um auch hier zu einer
Trennung des Öles höherer Dielektrizitätskonstante vom übrigen Isolieröl zu kommen,
es nötig, die.nach der offenen Wicklungsseite mündenden Schlitze und Offnungen der
Spulen nun festem Isolierstoff, vorzugsweise mit solchem höherer Dielektrizitätskonstante,
zu verschließen, so daß ein Übertritt des inneren Öles in das äußere Öl nicht stattfinden
kann.
-
Demgegenüber wird der Raum zwischen Hochspann'ungs- und Niederspannungswicklung-
und zwischen Hochspannungswicklung und Erde zwecks Erzielung kleiner Erdkapazitäten
mit Isolierstoff niedriger Dielektrizitätskonstante ausgefüllt. Bei voll ausgefüllten
Räumen kann der zum Ausfüllen verwendete feste Isolierstoff noch mit Öl niedriger
Dielektrizitätskonstante :getränkt sein. Bei nicht voll ausgefüllten Räumen, also
bei solchen Räumen, bei .denen fester Isolierstoff und Kanäle miteinander abwechseln,
kann durch diese Kanäle Öl niedriger D:ielektrizitätskonstante hindurchgeleitet
werden.
-
Die Zeichnung zeigt in :den Fig. i bis ¢ verschiedene Ausführungsbeispiele
von gemäß der Erfindung rausgeführten Wicklungsanordnungen.
-
In Fig. i sind mit i die einzelnen Schezbenspulenelemente bezeichnet,
aus denen die Hochspannungswicklung aufgebaut ist. Mit 2 ist :die gleichfalls paus
einzelnen Scheibenspulen bestehende Niederspannungswicklung angedeutet. 3 ist der
Eisenkern. Sowohl die Hochspannungs- als ,auch die Niederspannunlgswzcklung sind
auf ihrer ganzen Außenfläche mit Isolationsbelägen ¢ bzw. 5, z. B. aus Papier od;
dgl., eingeschlagen. 6 sind aus Isolierstoff bestehende Rohrstutzen, die in die
beiden Stirnseiten der Isolation 5 der Hochspannungswicklung einmünden. Sie sind
mit einer weiteren Rohrleitung 7 verbunden, die bei 8 und 9 durch den mit
Isolierflüssigkeit niederer Delektrizitätskonstante gefüllten Transformatorhehälter
i o dicht hindurchgeführt ist. Im Zuge der Rohrleitung ist bei i i eine Pumpe eingebaut,
die das Umwälzen des im Innern der Hochspannungswicklung befindlichen Öles höherer
Dielektrizitätskonstante bewirkt. Dias den Behälter i o ausfüllende Isolieröl niedriger
Dielektrizitätskonstante, in :dem der gesamte aktive Transformatorteil sitzt, kann
gleichfalls in geeignefter Weise zum Zweck der Kühlurig umgewälzt werden,. Damit
das im Innern der Hochspannungswicdungeingeschlossene Öl hoher Dielektrizitätskonstantedurch
die Spule strömen und diese kühlten kann, massen :die einzelnen Spulenelemente i
D:urchtrittslanäle 13 -haben, die beliebig angeordnet sein können. Selbstverständlich
können. an dem. Wicklungsstirnseiten in üblicher Weise auch Strahlungsringe vorgesehen
sein. Wenn diese hohl ausgebildet sind; können sie als Sammelkammer bei der Ölführung
dienen. Unter Umständen kann auch die Niederspannungswicklung in gleicher Weise
isoliert und gekühlt sein wie die Hochspannungswicklung. In diesem Fall sind :die
von den beiden Wicklungen abgehenden Kühlrohrleitungen zu einer gemeinsamen Pumpe
geführt. In die Pumpenleitung kann selbstverständlich ein Kühl- und zur Ölreinigung
auch ein Filtersystean eingesetzt sein.
-
Die Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel, beidem die aus einzelnen
Scheibenspulen i bestehende Hochspammngswicklung nur von drei Seiten, nämlich der
Innenseite und den beiden Stirn leiten, von einem Isolationsbelag 15 umgeben
ist. Auf der äußeren Mantelfläche münden die zwischen den einzelnen Spulen i befindlichen
Kühlkanäle 16 in das diej Wicklung umgebende Isolieröl des Transformatorbehälters.
Damit das im Wicklungsinnern befindliche Isolieröl höherer Dieiektrizitätskonstiante
nicht in das Isolieröl des Behälters übertreten kann, sind ,gemäß der Erfindung
die Kanäle 16 auf ihrer Außenseite bei 17 mit festem Isolierstoff verstopft.
Dieses laann selbst eine höhere DI:elektrizitätskonstante haben oder mit Öl hoher
Dielektrizitätskonstante getränkt sein.
-
Der Umlauf des inneren Kühlmittels der Wicklung .geht über die Rohrleitung
18, die an die stirnseitige Wicklungsisolation angeschlossen ist.
-
Die Fig.3 zeigt einen Wicklungsaufbau, bei dem der im Streukanal zwischen
Hochspannungs- und Niederspannungswicklung reingebrachte feste Isolierstoff 21 :den
Streukanal nicht völlig ausfüllt, sondern sowohl gegenüber der Hochspannungswicklung
als auch gegenüber der Niederspannungswicklung Zwischenräume 22 frei läßt- Durch
diese Kanäle kann das flüssige Behälttermeclum, das beispielsweise aus Öl niedriger
Dielektrizitätskonstante besteht, frei strömen. Die Hochspannungswitcklung besteht
wieder aus einzelnen Scheibenspulen 23 und ebenso :die Niederspannungswicklung aus
den Scheibenspulen 2q,. Auf den Wicklungsstirnseiten sind mit Isolierstoff 25 eingeschlagene
hohle Strahlungsringe26 vorgesehen. Auf ihren Außenseiten sind die beiden Wicklungen
nicht mit festem Isolierstoff eingeschlagen. Um nun auch bei düeser Wicklungsanordnung
den
Wicklungsinnenraum, der gemäß der Erfindung mit Öl hoher Dielektrizitätsfkonstante
angefüllt sein soll, gegen das eine niedrigere Dielektrizitätskonstante aufweisende
flüssige Behältermedium. abzuschließen, sind die zwischen den einzelnen Scheibenspulen
befindlichen Kanäle 27 auf beiden Wicklungsseiten bei 28 und 29 mit festem Isolierstoff
dicht verstopft. Das im Wicklungsinnern befindliche Isolieröl strömt über die in
den einzelnen Spulen vorgesehenen Durchtrittskanäle 3o und die in :den Strahlungsringen
26 angebrachten Öffnungen 3 i hindurch und wird über eine nicht weiter dargestellte
Rohrleitung der Wicklung wieder zugeführt.
-
Wenn die Wicklungsanordnung aus Mehrfachspiralen gemäß Fig. ¢ besteht,
wird man die Spiralen 4o im Abstand voneinander anordnen, so daß das im Wicklungsinnern
fließende Öl hoher Dielektrizitätskonstante in den dadurch geschaffenen axialen
Kanälen ¢i frei strömen kann.
-
Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß man mit einfachen und
billigen Mitteln in der Lage ist, die Querkapazität, insbesondere die der Hochspannungswicklung,
ohne Änderung der Abmessungen der Wicklung selbst so erhöhen kann, daß eine merkliche
Verflachung der Anfangssp.annungs.verteil@ung eintritt und damit die Gefährdung
der Wicklung beim Auftreffen von Überspannungen bedeutend verringert wird.