Transformator mit mehrlagiger Wieldung. Die Erfindung bezieht sich auf einen Transformator mit mehrlagiger Wicklung, bei der die Wicklungsteile unter Belassung von Kühlmitteldurchtrittsspalten durch Iso liermaterial verschalt sind.
Die Erfindung hat die Aufgabe, bei opti maler Raumausnutzung für die Unterbrin gung der Wicklung und Isolation trotz der isolierenden Verschalung eine ausreichende Kühlung zu erzielen.
Erfindungsgemäss weisen die einzelnen Wicklungslagen und die Isoliermaterial- .schichten derart gegeneinander versetzte Durchtritts.öffnungen auf, dass das Kühlmit tel in Schlangenlinien die Wicklung durch strömt.
Es können dabei entweder die in den verschiedenen Wicklungslagen vorhandenen Durchtrittsöffnungen axial gegeneinander versetzt sein oder in axialer Richtung über einstimmen, aber gegenüber weiteren, in Iso- liermaterial.schichten, die zwischen diesen Wicklungslagen unter Belassung von Kühl mitteldurchtrittsspalten angeordnet sind, vor- handenen Durchtrittsöffnungen axial versetzt sein.
Das Kühlmittel wird am zweckmässigsten von der äussersten oder von, der innersten Lage her - entsprechend zum Beispiel dem höchsten oder tiefsten Potential - zu- und abgeführt. So, kann man zum Beispiel .das Kühlmittel bei einem mehrschenklig bewik- kelten Transformator an der innersten Lage, die beispielsweise das kleinste Potential hat, zuführen und, nachdem es in Schlangenlinien zwischen den. einzelnen Lagenabschnitten hindurchgeströmt ist und die äusserste Lage verlassen hat,
aus dem Zwischenraum zwi schen benachbarten Wicklungsschenkeln wie der ableiten. Das Kühlmittel wird dann mit tels einer Pumpe über einen Rückkühler wie der der innersten Lage zugeführt.
Die Erfindung soll an Hand der in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbei spiele näher erläutert werden.
Fig. 1 zeigt einen Axialschnitt nach der Fläche C <B>-D</B> der Fig. 2 durch einen Teil einer Wicklung eines Einphasentransformators mit zwei oder mehreren bewickelten Sehenkeln, die liegend übereinander angeordnet sind.
Fig. 2 zeigt einen Schnitt nach der Fläche A-B der Fig. 1. Fig. 3 zeigt eine Einzelheit nach Fig. 1, Fig. 4 zeigt eine ähnliche Aus führungsform im Axialschnitt. Der Eisen kern, die übrigen Wicklungen, der Behälter und andere Teile des Transformators sind der Einfachheit halber weggelassen. Der Wicklungsschenkel 1 hat vier Wicklungs- lagen 11 bis 14, die auf Isolierzylindern 2 sitzen.
Die Wicklungslagen sind durch eine innere Isolation 3 unter Belassung von 01 durchtrittsspalten verschalt. Die Isolation ist in bekannter Weise aus Zylindern, Zylinder segmenten, Kappenringen, MTinkelringen oder dergleichen aufgebaut und die einzelnen Teile werden durch Leisten. Abstandskalter usw. in Abstand gehalten. Ausserdem ist die gesamte Wicklung (das heisst alle ihre La gen) noch durch einen geschichteten Isolier mantel 4 verschalt, der in der Zeichnung der Einfachheit halber als zusammenhängender Isolierkörper gezeichnet ist. Die Wicklung und Isolation wird durch Druckringe 5 zu sammengehalten.
Die Ringe haben eine Höh lung 6, die an eine Ölzufuhrleitung 7 ange schlossen ist, und sind mit Schlitzen 8 ver sehen, aus denen das 01 durch Labyrinthe 9 der äussern Verschalung 4 zur innersten Lage 11 mit dem geringsten Potential gelangt. Die Lagen 11 bis 14 und die sie einhüllenden Isolierzylinder 15 sind mit Durchtrittsöff- nungen 110, 120, 130, 140 und 150 versehen. Die Austrittsöffnungen, beispielsweise 110, 120 benachbarter Lagen 11, 12 sind axial gegeneinander versetzt, so dass das 01 in Schlangenlinien 10 durch die ' ieklung hindurchströmt.
Nach dem Austritt. aus den Öffnungen. 150 der Isolierverschalung 1.1 strömt das 01 in den Zwischenraum 16 zwi schen benachbarten Wicklungsschenkeln und strömt durch einen aus der innern Verscha lung 3 in den Zwischenraum 16 einsprin genden Stutzen 17 und durch ein Labyrinth 18 in der äussern Verschalung 4 wieder aus.
Die Durchtrittsöffnungen, z. B. 120, 140 der geradzahligen Lagen 12, 14 können je in einer radialen Flucht liegen, ebenso die Durchtrittsöffnungen der ungei-adzahliöen Lagen. Sie können aber auch in Umfangs richtung gegeneinander versetzt sein. Ebenso können die Durchtrittsöffnungen der sämt lichen Lagen je in einer durch die Wicklungs achse hindurchgehenden Ebene liegen oder es können, wie die Fig. 2 zeigt, die Durchtritts- öffnungen, z.
B. 110, 130 der ungeradza.hli- gen Lagen 11, 13 in einer ersten Axialebene, die Durehtrittsöffnungen 120, 140 der gera.d- zahligen Lagen in einer andern Axialebene liegen. Zwischen den einzelnen Durchtritts- öffnungen kann das 01 durch eingeschobene Leisten, Abstandskalter usw. in beliebiger Weise geradlinig, in Zick-Zack oder in Schlangenlinien geführt werden.
L m Isolationsschwächungen zwischen den einzelnen Lagen an den Durchtrittsöffnungen des Ols zu vermeiden, können, wie Fig. 3 zeigt, die Durchtrittsöffnungen, z. B. 120, 130 der Lagen 12, 13 durch Isolierzwischen- stücke 21 unter Belassung von Ölkanälen 23, 24 abgedeckt sein.
Um dabei möglichst lange Kriechwege zu schaffen, können die Lagen isolationen 2 hohlkegelförmige Vertiefungen aufweisen und die Isolierzwischenstücke 21 kegelförmig al)geschrägt sein.
Wie die Fig. 4 zeigt, können die Durch trittsöffnungen<B>110,</B> 120, 130 der einzelnen Lagen 11, 12, 13 auch in einer radialen Flucht liegen, wenn zwischen den einzelnen Lagen und ihrer Isolation unter Belassung von Oldurchtrittsspalten 20 isolierende Zwi schenstücke 19 angeordnet sind, deren Durch trittsöffnungen 190 axial gegen die Durch trittsöffnungen 110. 120, 130 der Lagen ver setzt sind. Auch dann strömt das 01 in Schlangenlinien 10 durch die Wicklung hin durch.
Die beschriebenen Ausführungsbeispiele bieten den Vorteil, dass bei bester Aus nutzung für Wicklung und Isolation eine ausreichende Kühlung erzielt wird, obwohl die Wicklung allseitig mit Isoliermaterial verschalt ist. Die am stärksten beanspruchte Isolation der Wicklungsstirnen wird durch Ölkanäle nicht geschwächt. Ebenso wird durch die Zufuhr des Öls zur innersten Lage gering sten Potentials und durch die Ableitung aus dem von Wicklungen freien Zwischenraum eine Schwächung der Isolation verhütet.
Multi-layer transformer. The invention relates to a transformer with a multi-layer winding, in which the winding parts are clad by insulating material, leaving coolant passage gaps.
The invention has the task of achieving adequate cooling with optimal use of space for the accommodation of the winding and insulation despite the insulating casing.
According to the invention, the individual winding layers and the layers of insulating material have through-openings offset from one another in such a way that the coolant flows through the winding in serpentine lines.
Either the passage openings present in the various winding layers can be axially offset from one another or coincide in the axial direction, but axially with respect to further passage openings which are present in insulating material layers, which are arranged between these winding layers while leaving coolant passage gaps be offset.
The coolant is most expediently supplied and discharged from the outermost or from the innermost layer - according to, for example, the highest or lowest potential. In the case of a transformer with multiple legs, for example, the coolant can be supplied to the innermost layer, which has the lowest potential, for example, and, after it is in serpentine lines between the. has flowed through individual layer sections and left the outermost layer,
derive from the space between the adjacent winding legs like that. The coolant is then fed by means of a pump via a recooler like that of the innermost layer.
The invention will be explained in more detail with reference to the Ausführungsbei games shown in FIGS.
Fig. 1 shows an axial section according to the area C <B> -D </B> of FIG. 2 through part of a winding of a single-phase transformer with two or more wound cords which are arranged lying one above the other.
Fig. 2 shows a section along the area A-B of Fig. 1. Fig. 3 shows a detail according to Fig. 1, Fig. 4 shows a similar imple mentation form in axial section. The iron core, the remaining windings, the container and other parts of the transformer are omitted for the sake of simplicity. The winding limb 1 has four winding layers 11 to 14, which sit on insulating cylinders 2.
The winding layers are connected by an inner insulation 3, leaving 01 passage gaps. The insulation is constructed in a known manner from cylinders, cylinder segments, cap rings, MTinkelrings or the like and the individual parts are made of strips. Distance cold, etc. kept at a distance. In addition, the entire winding (that is, all of its La gene) is still covered by a layered insulating jacket 4, which is shown in the drawing for the sake of simplicity as a cohesive insulating body. The winding and insulation are held together by pressure rings 5.
The rings have a Höh treatment 6, which is connected to an oil supply line 7, and are seen with slots 8 ver from which the 01 passes through labyrinths 9 of the outer casing 4 to the innermost layer 11 with the lowest potential. The layers 11 to 14 and the insulating cylinders 15 enclosing them are provided with passage openings 110, 120, 130, 140 and 150. The outlet openings, for example 110, 120 of adjacent layers 11, 12, are axially offset from one another, so that the oil flows through the opening in serpentine lines 10.
After leaving. from the openings. 150 of the insulating cladding 1.1, the 01 flows into the gap 16 between adjacent winding legs and flows out through a nozzle 17 springing in from the inner cladding 3 into the gap 16 and through a labyrinth 18 in the outer cladding 4 again.
The passage openings, for. B. 120, 140 of the even-numbered layers 12, 14 can each lie in a radial alignment, as can the passage openings of the odd-numbered layers. But they can also be offset from one another in the circumferential direction. Likewise, the passage openings of all union layers can each lie in a plane passing through the winding axis or, as FIG. 2 shows, the passage openings, for.
B. 110, 130 of the odd-numbered layers 11, 13 lie in a first axial plane, the passage openings 120, 140 of the even-numbered layers lie in another axial plane. Between the individual passage openings, the 01 can be guided in any way in a straight line, in zigzag or in serpentine lines through inserted strips, spacers etc.
L m to avoid weaknesses in the insulation between the individual layers at the passage openings of the oil, as FIG. 3 shows, the passage openings, e.g. B. 120, 130 of the layers 12, 13 can be covered by intermediate insulating pieces 21 leaving oil channels 23, 24.
In order to create the longest possible creepage distances, the layer insulation can have 2 hollow cone-shaped depressions and the intermediate insulating pieces 21 can be tapered al).
As FIG. 4 shows, the passage openings 110, 120, 130 of the individual layers 11, 12, 13 can also be in radial alignment if oil passage gaps are left between the individual layers and their insulation 20 insulating intermediate pieces 19 are arranged, the passage openings 190 of which are axially set against the passage openings 110, 120, 130 of the layers. Even then, the 01 flows through the winding in serpentine lines 10.
The exemplary embodiments described offer the advantage that, with the best possible utilization for winding and insulation, sufficient cooling is achieved, although the winding is covered on all sides with insulating material. The most heavily stressed insulation on the winding ends is not weakened by oil channels. Likewise, by supplying the oil to the innermost layer, the lowest potential and by deriving it from the space free from windings, a weakening of the insulation is prevented.