NO810749L

NO810749L - Substations.

Info

Publication number: NO810749L
Application number: NO810749A
Authority: NO
Inventors: John Pedersen
Original assignee: Siemens As
Priority date: 1980-03-11
Filing date: 1981-03-04
Publication date: 1981-09-14
Also published as: DE3108451A1; DK103980A

Description

Oppfinnelsen angår en transformatorstasjon med en lavspenningsdel og en høyspenningsdel, hvor høyspennings-delen er utformet som et særskilt rom, idet det er innrettet varmestrålingsstyrende- og overførende midler for overføring fra transformatoren til høyspenningsrommet en del av den som tap fra transformatoren avgitte varmestråling. The invention relates to a transformer station with a low-voltage part and a high-voltage part, where the high-voltage part is designed as a separate room, as heat radiation controlling and transferring means are arranged for transferring from the transformer to the high-voltage room part of the heat radiation emitted as a loss from the transformer.

Når temperaturen i luften i høyspenningsrommet øker, er det fare for at det dannes kondens på høyspenningsele-mentene som har lavere temperatur enn luften som følge av deres termiske treghet. When the temperature of the air in the high-voltage room increases, there is a risk of condensation forming on the high-voltage elements, which have a lower temperature than the air as a result of their thermal inertia.

Hensikten med oppfinnelsen er å eliminere faren for kondens. The purpose of the invention is to eliminate the danger of condensation.

Dette oppnås ifølge oppfinnelsen ved at de varme-overførende midler utgjøres av ett eller flere lag strålingsabsorberende materiale i høyspenningsrommets vegg, og at varmen ved ledning føres ut til en varmeledende grunnramme eller et annet varmeledende materiale som høy-spenningsdelene er montert på. This is achieved according to the invention by the fact that the heat-transferring means consist of one or more layers of radiation-absorbing material in the wall of the high-voltage room, and that the heat is conducted by conduction to a heat-conducting base frame or another heat-conducting material on which the high-voltage parts are mounted.

På denne måte oppnås at overflatetemperaturen av den nederste del av isolasjonen praktisk talt alltid ligger høyere enn temperaturen i høyspenningsrommet. Kondens vil derfor i praksis være umulig selv om den relative fuktighet i høyspenningsrommet skulle nå opp til 100%. In this way, it is achieved that the surface temperature of the lower part of the insulation is practically always higher than the temperature in the high-voltage room. Condensation will therefore be practically impossible even if the relative humidity in the high-voltage room were to reach 100%.

For å sikre at overflatetemperaturen av isolasjon alltid er høyere enn lufttemperaturen, kan man med fordel isolere høyspenningsrommet slik at utenfra kommende stråling og temperaturstigning i luften (solstråling) ikke øker lufttemperaturen i høyspenningsrommet. To ensure that the surface temperature of the insulation is always higher than the air temperature, it is advantageous to insulate the high-voltage room so that incoming radiation and temperature rise in the air (solar radiation) does not increase the air temperature in the high-voltage room.

I sommermånedene kan det imidlertid være vanskeligIn the summer months, however, it can be difficult

å øke høyspenningsdelenes temperatur i forhold til luftens temperatur. Dette avhjelpes imidlertid ved at isoleringen av høyspenningsrommets bunn er meget tynn og eventuelt helt er utelatt. to increase the temperature of the high-voltage parts in relation to the temperature of the air. This is, however, remedied by the fact that the insulation of the bottom of the high-voltage compartment is very thin and possibly completely omitted.

Oppfinnelsen skal nedenfor forklares nærmere under henvisning til tegningene. The invention will be explained in more detail below with reference to the drawings.

Fig. 1 viser skjematisk et vertikalsnitt gjennomFig. 1 schematically shows a vertical section through

en transformatorstasjon ifølge oppfinnelsen.a transformer station according to the invention.

Fig. 2 viser transformatorstasjonen på fig. 1 i horisontalt snitt. Fig. 3 viser kurver for temperaturforløpet i høy-spenningsdelen. Fig. 2 shows the transformer station in fig. 1 in horizontal section. Fig. 3 shows curves for the temperature course in the high-voltage part.

Transformatorstasjonen på fig. 1 omfatter en transformator 1 og en med denne tilsluttet høyspenningsdel 2 som er anbragt i et særskilt rom, eventuelt i et særskilt skap i transformatorstasjonen. Transformatorstasjonen er f.eks. utstyrt med en transformator på 4 00 kVA med en virkningsgrad på 98%. Ved full belastning blir tapsvarmen derved ca. 8 kW. Størstedelen av dette varmetap skyldes koppertap. Bare ca. 700 W er en følge av magnettap (tom-gangstap). En del av varmetapet, f.eks. halvparten avgis ved konveksjon via transformatorens kjøleribber mens den andre del av varmetapet avgis ved stråling. Det skal i denne forbindelse bemerkes at transformatoren 1 er belagt med et termisk sort materiale, f.eks. syntetisk emaljemaling, slik at strålingen forbedres. The transformer station in fig. 1 comprises a transformer 1 and a high-voltage part 2 connected to it, which is placed in a separate room, possibly in a separate cabinet in the substation. The transformer station is e.g. equipped with a 4 00 kVA transformer with an efficiency of 98%. At full load, the heat loss is therefore approx. 8 kW. The majority of this heat loss is due to copper loss. Only approx. 700 W is a consequence of magnet losses (no-load losses). Part of the heat loss, e.g. half is given off by convection via the transformer's heat sinks, while the other part of the heat loss is given off by radiation. In this connection, it should be noted that the transformer 1 is coated with a thermally black material, e.g. synthetic enamel paint, so that the radiation is improved.

Ifølge oppfinnelsen angis hvorledes man kan utnytte i hvert fall en del av denne strålevarme. Over transformatoren er nemlig anbragt strålingsreflekterende organer 6 som bevirker at varmestrålingen treffer et strålingsabsorberende lag 3 på en varmeledende skillevegg mellom høyspenningsrommet og transformatorrommet. Det strålingsabsorberende lag utgjøres av et termisk sort materiale som f.eks. syntetisk emaljemaling. Den absorberende varmestråling overføres ved leding til en varmeledende grunnramme 4 som de enkelte høyspenningsdeler 5 ér montert på. Den absorberte varme bevirker at overflatetemperaturen av den nederste del av høyspenningsdelens isolasjon praktisk talt alltid er høyere enn lufttemperaturen i høyspennings-rommet. Kondens vil derfor i praksis være umulig selv om den relative fuktighet i høyspenningsrommet skulle nå opp til 100%. Grunnrammen utgjøres fortrinnsvis av en ca. 8 mm tykk varmeledende metallplate f.eks. av aluminium. For å sikre at overflatetemperaturen av isolasjonen alltid er høyere enn lufttemperaturen, kan man med fordel isolere høy- spenningsrommet, slik at utenfra (sett fra høyspennings-rommet) kommende stråling (solstråling) ikke øker lufttemperaturen. Den luftoppvarming som er forårsaket av høyspenningselementene 5 vil alltid ligge under og vil således ikke kunne gi anledning til kondens. I sommermånedene kan det under tiden være vanskelig å øke høy-spenningsdelenes 5 temperatur i forhold til luftens temperatur. Ved å :1a være å isolere høyspenningsrommets bunn kan man imidlertid utnytte at jorden alltid er 6-8° kaldere enn den omgivende luft. According to the invention, it is indicated how one can utilize at least part of this radiant heat. Above the transformer, radiation-reflecting organs 6 are arranged which cause the heat radiation to hit a radiation-absorbing layer 3 on a heat-conducting partition between the high-voltage room and the transformer room. The radiation-absorbing layer consists of a thermal black material such as e.g. synthetic enamel paint. The absorbing heat radiation is transferred by conduction to a heat-conducting base frame 4 on which the individual high-voltage parts 5 are mounted. The absorbed heat means that the surface temperature of the lower part of the high-voltage part's insulation is practically always higher than the air temperature in the high-voltage room. Condensation will therefore be practically impossible even if the relative humidity in the high-voltage room were to reach 100%. The basic frame preferably consists of an approx. 8 mm thick heat-conducting metal plate, e.g. of aluminium. To ensure that the surface temperature of the insulation is always higher than the air temperature, it is advantageous to insulate the high-voltage room, so that radiation coming from outside (seen from the high-voltage room) (solar radiation) does not increase the air temperature. The air heating caused by the high-voltage elements 5 will always lie below and will thus not be able to give rise to condensation. During the summer months, it can be difficult to increase the temperature of the high-voltage parts in relation to the temperature of the air. By insulating the bottom of the high-voltage room, however, you can take advantage of the fact that the earth is always 6-8° colder than the surrounding air.

Mellom metallrammen 4 og skilleveggen 3 skal det naturligvis være god varmegjennomgang. Dette kan f.eks. oppnås ved hjelp av en pasta. Varmeledningen kan videre reguleres ved grunnrammens 2 4 tykkelse. Between the metal frame 4 and the partition wall 3 there must of course be good heat transfer. This can e.g. achieved using a paste. The heating line can also be regulated by the base frame's 2 4 thickness.

Ved foranstaltningene ifølge oppfinnelsen oppnås at isolasjonen nederst uttørres så meget at lekkasje-strømmer blir små slik at ødeleggende utladninger unngås. With the measures according to the invention, it is achieved that the insulation at the bottom dries out so much that leakage currents become small so that destructive discharges are avoided.

De strålingsreflekterende organer 6 er utformet slik at det oppnås en strålingsfokuserende virkning sam-tidig med at reflektorens volum minskes. De strålings-ref lekterende organer er videre plassert på en slik måte at de ved refleksjon retter varmestrålingen mot det område av høyspenningsrommet hvor grunnrammen 4 er montert. Sam-tidig er reflektoren utformet og plassert slik i forhold til transformatoren og skilleveggen at termisk overbe-lastning av transformatoren og høyspenningsutstyret unngås. The radiation-reflecting bodies 6 are designed so that a radiation-focusing effect is achieved at the same time that the volume of the reflector is reduced. The radiation-reflecting bodies are further placed in such a way that, by reflection, they direct the heat radiation towards the area of the high-voltage room where the base frame 4 is mounted. At the same time, the reflector is designed and placed in such a way in relation to the transformer and the partition wall that thermal overloading of the transformer and the high-voltage equipment is avoided.

Det skal bemerkes at høyspenningselementene nød-vendigvis utgjøres av enkeltelementer slik at en uttørring av den nederste del av elementene nærmest grunnrammen med sikkerhet vil hindre eventuelle lekkasjestrømmer. It should be noted that the high-voltage elements are necessarily made up of individual elements so that drying out the lower part of the elements closest to the base frame will certainly prevent any leakage currents.

Fig. 3 viser et typisk temperaturforløp i høy-spenningsdelen. Det fremgår at isolasjonen i størstedelen av tiden har en høyere temperatur enn luften i høy-spenningsrommet. Bare i den periode som svarer til det skraverte område vil det være fare for kondens. Fig. 3 shows a typical temperature course in the high-voltage part. It appears that the majority of the time the insulation has a higher temperature than the air in the high-voltage room. Only in the period corresponding to the shaded area will there be a risk of condensation.

Forskjellen mellom luftens temperatur og isola-sjonstemperaturen er maksimalt 1°. The difference between the air temperature and the insulation temperature is a maximum of 1°.

Transformatorstasjonen ifølge oppfinnelsen vil kunne varieres på mange måter uten å avvike fra opp-finnelsens ramme. Også mellom grunnrammen og høyspennings-elementene er det anvendt en varmeledende pasta. The transformer station according to the invention can be varied in many ways without deviating from the scope of the invention. A thermally conductive paste is also used between the base frame and the high-voltage elements.

Claims

1. Transformer station with a low-voltage part due to a high-voltage part (2), where the high-voltage part is designed in a separate room, as heat radiation control and transfer means are arranged for transfer from the transformer (1) to the high-voltage room part of it as losses from the transformer heat radiation, characterized in that the heat-transferring means consist of one or more layers of radiation-absorbing material in the wall (3) of the high-voltage room, and that the heat is conducted by conduction to a heat-conducting base frame (4) or another heat-conducting material on which the high-voltage parts (5) are mounted .

2. Transformer station according to claim 1, characterized in that the base frame (4) is made of heat-conducting metal such as aluminium.

3. Transformer station according to claim 1 or 2, characterized in that the base frame (4) has a thickness of approx. 8 mm.

4. Transformer station according to claims 1-3, characterized in that the high-voltage room is so insulated that temperature influence from the outside will not be able to increase the air temperature inside.

5. Transformer station according to claim 4, characterized in that the insulation of the high-voltage space is very thin and, if necessary, is completely looped.

6. Transformer station according to claims 1-5, characterized in that the heat radiation controlling and transmitting means comprise radiation reflecting organs in the transformer room and are designed and placed so that they can direct the heat radiation towards a specific area of the high voltage room by reflection.