SE511371C2 - Krafttransformator samt förfarande för luftkylning av en sådan - Google Patents

Description

m-uauumvlu ....__..u||h..- nunnan» nnunnn.. minimum »i ...run-u :llitr ~ _511 371 10 15 20 25 30 35 för värmen till det kylande mediet samt att den överförs effektivt till det kylande mediet. Det gör det viktigt att alla lindningar står i direkt kontakt med tillräcklig mängd kylande medium.

UPPFINNINGENS SYFTE: Syftet med uppfinningen är att åstadkomma en anordning av inledningsvis angivet slag vilket möjliggör luftkylning av en kabellindad krafttransformator.

Uppfinningen syftar vidare till att åstadkomma radiella kylkana- ler 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 axiellt längs med kärnans ben varvid en ändplatta styr luften ut radiellt genom horisontella kanaler i lindningen. Genom att variera de horisontella kanalernas höjd fördelas luften i kanalerna efter deras kylbehov.

De skivformade radiella kanalerna skapas med distanser som lägges in vid lindningen av spolen. Kylflödet åstadkommes med fläktar och distanserna är dimensionerade för att ge flöden i kanalerna som klarar de enskilda lindningarnas kylbehov.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN: Föreliggande uppfinning avser en krafttransformator innefattande 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 skivformade kanaler.

En första utföringsform av uppfinningen innefattar härvid radiella kylkanaler mellan varje lager av kabel, dvs. varje lindningsvarv i axiell led, skapade med distanser vid lindning av spolen. Denna första utföringsform innefattar också fläktar för transport av luft genom kanalerna.

Distanserna är dimension- 10 15 20 25 30 35 511 371 erade för att ge olika tryckmotstànd och därigenom fördela kylflödet så att det täcker kylbehovet för varje lager av kabel.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA: Uppfinningen kommer nu med hänvisningsbeteckningar i anslutning till bifogade ritningsfigurer att närmare beskrivas. visar ett axiellt snitt genom en spole i en första utföringsform enligt uppfinningen visande radiella ka- Figur l naler mellan kabellagren. visar utföringsformen i figur 1 i en toppvy med radiella distanser bildande horisontella radiella kana- Figur 2 ler.

Figur 3 visar schematiskt ett radiellt snitt genom utförings- formen enligt figur 1 med ett fläktarrangemang enligt uppfinningen.

Figur 4 visar ett snitt genom en högspänningskabel enligt uppfinningen.

BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN: I figur 1 visas i ett axiellt snitt en del av en trefas kraft- så kallade skivlind- ningar, utgörande spolar med skivformade kylkanaler 3 vilka transformator 1 försedd med lindningar 2, ästadkommits med mellan varje axiellt liggande lindningsvarv radiellt sig sträckande och placerade distanser 4. Lindningen är vidare avtätad mot en nedre ändplatta 6. Lindningsspolen kan vidare avtätas mot dess övre ände av en övre lindningsskiva 7 och mot dess nedre ände av en nedre lindningsskiva 8. Figuren visar vidare en del av transformatorns järnkärna i form av dess ben 9. avtätning används ändplattan 6 för tätning mellan kärnanas ben 9 I det fall den nedre lindningsskivan 8 används som axiell och den nedre lindningsskivan 8.

' I. mamman-lm w unnmm NAMN.. : :intim :r - :~i~;~ .ii 511 371 10 15 20 25 30 35 Principen för kylning av lindningarna vid denna utföringsform är att luften trycks in axiellt längs järnkärnan och därefter fördelas radiellt i de med radiella distanser 4 horisontellt bildade skivformiga kylkanalerna 3 genom att nedre änden av lindningsspolen är avtätad för att tvinga luftflödet ut radiellt genom lindningarna. Distanserna 4 är placerade runt om i ett tänkt cirkulärt tvärsnitt mellan tvâ lindningsvarv. Distanserna inlägges under lindning av spolen. Det krävs vidare i denna utföringsform att en fläkt är monterad för varje spole. Luften kan härvid sugas eller tryckas igenom spolen.

Figur 2 visar i en vy ovanifrân av uppfinningen varvid lindning- arna 2 försedda med de radiella i en ekerform placerade distan- serna 4 bildande tàrtformade radiella kylkanaler 14. I den visade utföringsformen är distanserna 4 anordnade med delningen åtta radiella distanser 4 i varje skivformad kylkanal 3. Således består en skivformad kylkanal 3 av åtta tàrtformade radiella kylkanaler 14. med en axiell kylkanal 15 formad runt benets 9 periferi.

Distanserna 4 har vidare en radiell utsträckning. Form av och Samtliga skivformade kylkanaler 3 har förbindelse material i distanserna är av mindre betydelse ur kyl- ningssynpunkt. De mekaniska, magnetiska och elektriska aspek- terna bestämmer distansernas form, antal och material. Luften tillförs, som tidigare indikerats, axiellt runt kärnan.

Figur 3 visar ett arrangemang av en fläkt 10 ansluten till den inre axiella kylkanalen 15. Fläkten är ansluten genom en fläktkàpa 16 som ligger an mot den inre kanten av en övre ändplatta 20 eller mot den övre lindningsskivan 7 i en kontaktring 17. Den axiella kylkanalen 15 utgörs av mellanrummet? mellan kärnans ben 9 och den övre lindningsskivan 7. När luften trycks igenom lindningarna förs den först genom den axiella kylkanalen 15 och pressas ut genom de skivformiga kylkanalerna 3. När luften sugs genom systemet sugs den in genom de skivformiga kylkanalerna 3 för att sen samlas upp och föras ut genom den axiella kylkanalen 15 och genom fläkten 10. Vidare är Y 10 15 20 25 30 35 511 371 transformatorn i utföringsformen visad i figur 3 försedd med en bottenplatta 18 som lindningarna vilar pá, vilken bottenplatta 18 tätar mot kärnans ben 9 vid spolens ände och på sà sätt tvingar luften att fördelas sig i de skivformiga kylkanalerna 3.

Transformatorns spole begränsas även av den mot axiell luftströmning tätslutande övre ändplattan 20.

Kylkanalerna har olika kylbehov och har därför olika dimension för att ge olika tryckmotstànd ock därigenom fördela kylflödet rätt.

I figur 4 visas en tvärsnittsvy pà en högspänningskabel 111 att användas som transformatorlindning enligt föreliggande uppfin- ning. Högspäningskabeln 111 innefattar ett antal kardeler 112 med cirkulärt 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. isolationsskikt 114, 114 finns anordnat ett andra halvledande Runt det första halvledande skiktet 113 finns anordnat ett t.ex. PEX-isolation. Runt isolationsskiktet 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 är 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 bàde 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 rätt kylning. Distanserna behöver heller inte vid den första beskrivna utföringsformen vara helt radiellt lindningstäckande utan de kan placeras pá flera sätt. .511 371 10 15 De behöver inte heller som i den andra beskrivna utföringsformen sträcka sig i hela radiella riktningen utan de kan göras pà ett flertal olika sätt.

En ytterligare modifiering är att anordna varvtalsstyrning av fläkten med hjälp av temperaturavkännare för att möjliggöra ett varierat kylbehov beroende på last i transformatorn.

Vidare kan mantelhöljet arrangeras pà ett flertal ytterligare sätt än som visats i ovan beskrivna utföringsformer. Man kan använda den översta och den understa lindningsskivan som avtätande ytterhölje och kyla dess utsida med naturlig konvek- tion medan övriga lindningsdelar kyls med den radiellt ström- mande luften.

Claims (11)

SE 9700346-1 10 15 20 25 30 35 511371 PATENTKRAV (1) innefattande en med ledare lin- kännetecknad av att ledaren utgörs av en (112) anordnade i mitten av högspänningskabeln (112) runt vilket det finns anordnat ett iso- (114) varvid lind-

1. Krafttransformator dad transformatorkärna, (111) med cirkulärt tvärsnitt (111) halvledande skikt (114) finns anordnat ett andra halvledande skikt (2) (4) parera varje kabelvarv i axiell led i lindningen för att skapa (3). högspänningskabel innefattande ett antal kardeler och att runt kardelerna finns anordnat ett första (113) och att det runt isolationsskiktet (115) som är anordnade att se- lationsskikt ningen är försedd med distanser skivformade kylkanaler

2. Krafttransformator enligt kravet 1, kännetecknad av att distanserna (4,12) är anordnade radiellt mellan varje lindnings- varv.

3. rafttransformator enligt kravet 2, kännetecknad av att minst sex distanser 54) är jämnt fördelade runt transformator- kärnans ben (9).

4. Krafttransformator enligt något av kraven 2-3, känne- (6,l8) transformatorkärnans ben är mot luftströmning tätslu- (9). tecknad av att ett ändorgan tande anordnat mot

5. Krafttransformator enligt kravet 4, kännetecknad av att transformatorns spole begränsas av en mot axiell luftströmning tätslutande övre ändplatta (20).

6. Krafttransformator enligt något av kraven 2-3, känne- tecknad av att en övre iíndningsskiva (7) och en undre lind- ningsskiva (8) tillsammans med ett ändorgan (6,18) utgör axiellt tätande organ.

7. Krafttransformator enligt något av kraven 4-6, känne- tecknad av att en med en fläkt (10) försedd fläktkåpa (16) är .\ HL 511 371 10 15 20 8 anordnad att parallellt med transformatorkärnans ben (9) endera trycka eller suga luft genom samtliga lindningsvarv.

8. Krafttransformator enligt kravet 7, kännetecknad av att fläktkåpan (16) vid ena änden är tätande mot endera den övre lindningsskivan (7) eller mot den övre ändplattan (20).

9. Förfarande för lnftkylning av en krafttransformator av det slaget som anges enligt något av krav 1-8, kännetecknat av att minst en fläkt (10) trycker eller suger luft längs ytan av transformatorkärnans ben (9) och radiellt eller axiellt mellan varje lindningsvarv.

10. Forfarande enligt kravet 9, kännetecknat av att dis- tanser (4,l2) inpassas mellan lindningsvarven vid transforma- torns lindningsprocedur.

ll. Förfarande enligt kravet 10, kännetecknat av att tem- peraturavkännare reglerar fläktvarvtalet till ett lämpligt luft- flöde. ___.._.___.._..__.:.ï._____