SE511374C2 - Krafttransformator - Google Patents

Description

A511 374 effektivt till det kylande mediet. Det gör det viktigt att alla lindningar står i direkt kontakt med tillräcklig mängd kylande medium. 5 UPPFINNINGENS SYFTE: Syftet med uppfinningen är att åstadkomma en anordning av inledningsvis angivet slag vilket möjliggör luftkylning av en kabellindad krafttransformator. Uppfinningen syftar till att 10 åstadkomma horisontella kylkanaler mellan varje lager av kablar där det kylande mediet är rätt fördelat för att klara kylbehoven hos kabellagren. Kylning av kärna och lindning erhålles genom att kylluften flödar radiellt genom horisontella kanaler i lindningen. Genom att variera de horisontella kanalernas höjd 15 fördelas luften i kanalerna efter deras kylbehov.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN: Föreliggande uppfinning avser en krafttransformator innefattande 20 en med kabel lindad transformatorkärna, anordnad så att lind- ningen är försedd med distanser som separerar varje kabelvarv i axiell led i lindningen för att skapa kylkanaler.

Uppfinningen innefattar härvid radiella skivformade kylkanaler 25 mellan varje lager av kabel, dvs. varje lindningsvarv i axiell led, skapade med distanser anordnade på olika sätt vid lindning av spolen vilket framgår av visade utföringsformer. Dessa utföringsformer innefattar också horisontellt verkande fläktar för transport av luft genom kanalerna. 30 KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA: Uppfinningen kommer nu med hänvisningsbeteckningar i anslutning till bifogade ritningsfigurer att närmare beskrivas. 35 10 15 20 25 30 35 Figur Figur Figur Figur Figur Figur Figur Figur la lb 2a 2b 2c 2d 5:1 13 å74: visar en perspektivvy av en lindningsspole i en första utföringsform enligt uppfinningen visande horisontella kanaler mellan kabellagren. visar motsvarande perspektivvy som i figur 1 men med järnkärna. visar den första utföringsformen enligt figur 1 i en toppvy med distanser utgörande horisontella kanaler för luftgenomströmning vinkelrätt mot distanserna. visar en andra utföringsformen motsvarande figur 2a men där distanserna orienterats parallellt med strömnings- riktningen. visar en tredje utföringsform enligt föreliggande uppfinning i en toppvy med fyra radiella distanser bil- dande kanaler med pilar markerande luftströmningen. visar en fjärde utföringsform enligt föreliggande uppfinning i en toppvy med åtta radiella distanser bil- dande kanaler med pilar markerande luftströmningen. visar schematiskt ett radiellt snitt genom utförings- formen enligt figur 2c med ett fläktarrangemang enligt uppfinningen. visar ett snitt genom en högspänningskabel använd i lindningsspolen enligt föreliggande uppfinning.

BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN: Figur la visar en med kabel anordnad lindningsspole 1. Kabeln är lindad i en skivlindning varvid varje ytterligare lindningsvarv lindas radiellt utanför tidigare lindat varv. Lindningsspolen 1 är lindad med distanser 3 inlagda mellan varje lindningsvarv. lO 15 20 25 30 35 f 511 374 Distanserna är utformade som klossar 30 utformade till anligg- ning mot kabelns ytteryta.

Figur lb visar en del av en transformator med, pà motsvarande sätt, en med kabel anordnad lindningsspole l men anordnad kring en laminerad järnkärna i form av ett av transformatorkärnans ben 2. Lindningsspolen 1 är lindad med distanser 3 enligt ovan, inlagda mellan varje lindningsvarv.

Figurerna 2 distanser, visar lindningar försedda med en andra typ av balkformade distanser, vilka placerats på fyra olika sätt. Som framgår av figur 2 a-d kan distanserna anordnas på ett flertal olika sätt för att erhålla mellanrum mellan de skivfor- made lindningsvarven för att möjliggöra en horisontell kylande luftström genom lindningsspolen.

Figur 2a visar en första utföringsform, motsvarande den i figur 1 visade, varv med en Distanserna mittersta i där distanserna 3 är placerade mellan varje lindnings- orientering vinkelrät mot strömningsriktningen. är anordnade med en distans diametralt, som den figuren och/eller som minst en korda genom lind- ningen mellan varje lindningsvarv, som de två distanserna på bàda sidor om järnkärnan. Distanserna är orienterade vinkelrätt mot strömningsriktningen. figuren och Luftströmningen visas med pilar i är vinkelrät mot distanserna och horisontell vid stående lindningsspolar.

Figur 2b visar en andra utföringsform i stort sett identisk med den i figur 2a visade men där distanserna i stället är oriente- rade parallell med strömningsriktningen. Luftströmningen visas med pilar i distanserna. figuren och är vid denna utföringsform parallell med Figur 2c visar en tredje utföringsform vilken är försedd med distanser 3 placerade radiellt ut från järnkärnan mellan varje lindningsvarv. Utföringsformen är anordnad med minst fyra distanser 3 jämnt fördelade runt transformatorkärnans ben 2.

I lO 15 20 25 30 35 s11374w Luftströmningen visas även vid denna utföringsform med pilar i figuren och är riktad vinkelrätt in mot järnkärnan parallell med två av distanserna och vinkelrät mot övriga de tvá distanserna.

Figur 2d visar en fjärde utföringsform vilken är försedd med distanser 3 placerade radiellt ut frän järnkärnan mellan varje lindningsvarv. Utföringsformen är anordnad med åtta distanser 3 jämnt fördelade runt transformatorkärnans ben 2. Luftströmningen visas även vid denna utföringsform med pilar i figuren och är riktad vinkelrätt in mot järnkärnan parallell med två av distanserna och vinkelrät mot ytterligare tvá distanser samt delvis parallell med resterande fyra distanser. Luftströmningen är lika som den i figur 2c visade men med luftströmning runt ytterligare fyra distanser.

I figur 3 visas i en vy ovanifrán av en del av en trefas krafttransformator försedd med lindningar 1 utgörande spolar vilka med ovan visade distanser försetts med kylkanaler.

Distansernas form och material har ur kylningssynpunkt en mindre betydelse. De mekaniska, magnetiska och elektriska aspekterna i transformatorn bestämmer form, antal och material i distanserna.

Figuren visar vidare transformatorns ok 5 vilket är en del av dess järnkärna. Oket 5 är visat i ett snitt och är försett med motsvarande laminatstruktur som transformatorkärnans ben 2.

Vidare är varje lindningsspole omsluten av ett fläktkàpa 6 inuti vilket kylluft är anordnad att strömma. Fläktkåpan 6 är vid ena sidan av lindningen 1 försedd med en fläkt 7 anordnad att endera trycka eller suga kylluft genom lindningen 1. Fläktkápan är vid fläkten motsatt sida försedd med en luftöppning 8 vilken kan vara utformad pá en mängd sätt men som företrädesvis sträcker sig längs hela lindningsspolens hela längd. Öppningens 8 bredd är 0.2 ø - 0.6 QL där ø är spolens ytterdiameter. Kylbehovet är olika för de olika lindningsvarven vilket innebär att man har olika kylflöden i de horisontella kanalerna. För att åstadkomma rätt fördelning av kylflöde har kanalerna olika dimensioner i axiell led i syfte att ge olika tryckmotstànd och därigenom fördela kylflödet efter kanalernas kylbehov. Det medför att .._..a,._..¿aui..i1.. .. 511 374 10 1.5 20 25 30 35 kanaler med lite kylbehov har ett mindre axiellt avstånd än kanaler med större kylbehov som har ett större axiellt avstånd.

Pilar markerar vidare i figuren en kylande luftström som ástadkommes genom att fläkten 7 pressar luft genom lindningsspo- " len. Flåktkàpan 6 år vid spolens båda ändar anordnad att tätande ansluta mot endera en ändplatta 9, visad streckad i figur 3, eller kröka in och täta mot de yttersta lindningsvarven för att inte kylluft skall kunna strömma ut axiellt längs järnkärnans ben. Utföringsformen i figur 3 år utformad med en fläkt per lindningsspole.

I figur 4 visas en tvårsnittsvy på en högspänningskabel 111 att användas som transformatorlindning enligt föreliggande uppfin- ning. Högspäningskabeln 111 innefattar ett antal kardeler 112 med cirkulårt tvärsnitt av exempelvis koppar (Cu). Dessa kardeler 112 är anordnade i mitten av högspänningskabeln 111.

Runt kardelerna 112 finns anordnat ett första halvledande skikt 113. Runt det första halvledande skiktet 113 finns anordnat ett isolationsskikt 114, t.ex. PEX-isolation. Runt isolationsskiktet 114 finns anordnat ett andra halvledande skikt 115. Begreppet högspänningskabel i föreliggande ansökan innefattar således ej det yttre skyddshölje som normalt omger en dylik kabel vid kraftdistribution. Högspänningskabeln har en diameter i inter- vallet 20 - 200 mm och en ledningsarea i intervallet 80 - 3000 2 mm .

Uppfinningen år inte begränsad till de visade exemplen utan ett flertal modifikationer är tänkbara inom uppfinningens ram.

Således behöver det inte vara en fläkt för varje spole. Man kan tänka sig ett arrangemang med en fläkt som ombesörjer alla tre spolarna med tillräcklig mängd kylluft. Luften kan, som även indikerats ovan, både sugas eller tryckas i genom spolen för att _ åstadkomma önskvärd kylning. Likaledes är inte antalet distanser ' eller dess form bestämda, utan man kan ha ett flertal olika varianter av distanser för att erhålla rått kylning. 10 sin 374 En ytterligare modifiering är att anordna varvtalsstyrning av fläkten med hjälp av temperaturavkännare för att möjliggöra ett varierat kylbehov beroende pà last i transformatorn.

Vidare kan mantelhöljet arrangeras pà ett flertal ytterligare sätt än som visats i ovan beskrivna utföringsformer. Man kan använda den yttersta kabellindningen som ytterhölje och kyla utsidan med naturlig konvektion. Man kan även tänka sig använda det översta respektive understa kabellagret som ändplattor. Den översta sidan och den understa sidan av kabellagren skulle härvid kylas genom egenkonvektion.

Claims (11)

10 15 20 25 30 35 231511374 Patentkrav:

1. Krafttransformator innefattande en transformatorkärna, kännetecknad av att kärnan är lindad med en kabel och att kabeln är en högspänningskabel (111) vilken innefattar en kärna med ett. flertal kardeler (112), ett kärnan omgivande inre halvledande skikt (113), ett det inre halvledande skiktet (113) omgivande isolerande skikt (114), ett det isolerande skiktet (114) omgivande yttre halvledande skikt (115) och att lindningen är försedd med distanser (3) som är anordnade att separera varje kabelvarv i axiell led i lindningen för att skapa skivformade kylkanaler vilken lindning är försedd med minst en fläkt (7) anordnad att vinkelrätt mot transformatorkärnans ben (2) endera trycka eller suga luft genom samtliga lindningsvarv.

2. Krafttransformator enligt kravet 1, kännetecknad av att distanserna (3) är utformade som klossar (30) utformade till anliggning mot kabelns ytteryta.

3. Krafttransformator enligt kravet 1 eller kravet 2, kännetecknad av att distanserna (3) är anordnade radiellt ut frán transformatorkärnans ben (2) mellan varje lindningsvarv.

4. Krafttransformator enligt kravet 3, kännetecknad av att minst fyra distanser (3) är jämnt fördelade runt transformator- kärnans ben (2).

5. Krafttransformator enligt kravet 4, kännetecknad av att åtta distanser (3) är jämnt fördelade runt transformatorkärnans ben (2).

6. Krafttransformator enligt kravet 1, kännetecknad av att distanserna (3) är anordnade diametralt och/eller som minst en korda genom lindningen mellan varje lindningsvarv. 10 15 20 25 511 374 9

7. Krafttransformator enligt kravet 6, kännetecknad av att distanserna (3) är orienterade endera parallellt med den kylande luftströmmen eller vinkelrätt mot den kylande luftströmmen.

8. Krafttransformator enligt något av ovanstående krav, kânnetecknad av att transformatorns spole är försedd med en mot översta lindningsvarvet tätslutande ändplatta (9)och en mot nedersta lindningsvarvet tätslutande ändplatta (9).

9. Krafttransformator enligt något av kraven 1-7, känne- tecknad av att transformatorspolens översta och nederstal kabellager bildar tätslutande ändskivor.

10. nad av att transformatorlindningens periferi är försedd med en omslutande fläktkåpa (6) till vilken en fläkt anordnad att vinkelrätt mot transformatorkärnans ben (2) ¿ndera Krafttransformator enligt kravet 8 eller 9, känneteck- (7) är ansluten trycka eller suga luft igenom samtliga lindningsvarv.

11. ll. Krafttransformator enligt något av kraven l-10, känne- tecknad av att högspänningskabeln (lll) har en diameter i intervallet 20 - 200 mm och en ledningsarea i intervallet 80 - 3000 mmz.