WO2018146196A1 - Trockentransformator mit luftkühlung - Google Patents
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Definitions
- the object of the invention is achieved by an air-cooled dry type transformer according to claim 1, a transformer cooling system according to claim 7, a method for cooling a dry type transformer according to claim 8, a use of a ring fan according to claim 9, and an electric power device with air cooling according to claim 1
- the cooling passages described in this disclosure generally include all types of passages that may be utilized in accordance with aspects and embodiments for passing cooling air or cooling gas through a dry type transformer. These may, for example, also be channels originally intended for the purpose of dielectric isolation or control of the field. For example, the cooling channels described herein may be provided between a core and a winding, or within a winding, between different windings, or on the outside of the winding body. In a second aspect of the invention, a transformer cooling system is provided.
- a ring fan for cooling an electric power device, wherein a directed substantially annular cooling air flow of a ring fan is directed to a mating opening of a cooling channel of the electric power device.
- an electric power device with air cooling comprises an electric power device having a cooling passage with at least one substantially annular opening, a ring fan comprising a ring and a fan, the fan being arranged to draw in air and the air directed along a longitudinal axis of the ring to blow out, wherein a cooling air flow is generated in the cooling channel.
- the core may also have other orientations, such as horizontal to the earth's surface, so that the cooling air flow flows horizontally. In the following, however, it is assumed that technically usual vertical cores or legs are used.
- FIG. 2 an embodiment is shown in which a ring fan 30b is disposed above the winding body 14. That is, the cooling air flow 35 is generated by sucking the air from the cooling air passage 25.
- the heated by the dry-type transformer 1 cooling air flow 35 is thus passed after passage through the cooling passage 25 of the dry-type transformer 1 in the heat exchanger 60 and cooled there.
- the cooled air stream is then sucked back through the blower 34 of the (or more) bladeless fan 30a by means of a tube 36.
- a closed cooling air circuit there is a closed cooling air circuit.
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Abstract
Ein luftgekühlter Trockentransformator (1) umfasst einen Kern (10), umfassend einen Schenkel (11); einen um den Schenkel (11) angeordneten Wicklungskörper (14); einen in Richtung der Längsachse des Wicklungskörpers (14) verlaufenden Kühlkanal (25), der zwischen einem inneren Teil (15) des Wicklungskörpers (14) und einem äußeren Teil (20) des Wicklungskörpers (14) angeordnet ist, wobei der Kühlkanal (25) an seinen beiden Enden Öffnungen (40, 42) aufweist und einen im Wesentlichen ringartigen Querschnitt mit runder, ovaler oder polygonaler Grundform aufweist; mindestens einen Ring-Ventilator (30, 30a, 30b, 30c), umfassend einen Ring (32) und ein Gebläse (34), wobei das Gebläse (34) eingerichtet ist, Luft anzusaugen und die Luft aus dem Ring (32) gerichtet entlang einer Längsachse des Rings (32) auszublasen, wobei ein Luftstrom (31) erzeugt wird; wobei der Ring-Ventilator (30, 30a, 30b, 30c) derart dimensioniert und angeordnet ist, dass der Luftstrom (31) einen Kühlluftstrom (35) in dem Kühlkanal (25) erzeugt. Ferner wird eine Leistungsvorrichtung mit Luftkühlung und ein Kühlverfahren mittels Ring-Ventilator vorgeschlagen.
Description
Trockentransformator mit Luftkühlung
Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft Verfahren und Vorrichtungen zur Kühlung von elektrischen Leistungs-Vorrichtungen, insbesondere Leistungs-Transformatoren. Insbesondere betrifft sie Verfahren und Systeme zur Kühlung von Trockentransformatoren mittels Ring-Ventilatoren, dabei insbesondere von Trockentransformatoren in nicht-ventilierten Gehäusen mit forcierter Luftkühlung innerhalb des Gehäuses.
Hintergrund der Erfindung
Zur Verbesserung der Kühlung von Trockentransformatoren wurden verschiedene Techniken vorgeschlagen. Dazu gehören Kühlluft-Kanäle innerhalb des Kerns, um die Wärmeabfuhr zu verbessern. Allgemein wird mit einem Gebläse ein Überdruck im unteren Bereich des Gehäuses erzeugt, während ein Unterdruck durch Extraktion der Luft im oberen Bereich des Gehäuses erzeugt werden kann. Auf diese Weise wird ein Luftstrom erzeugt, der von unten nach oben strömt. Eine große Menge von Luft fließt dabei jedoch nicht wie erwünscht durch die Kühlkanäle der Wicklungen, sondern unerwünscht außen um die Spulen herum. Dies liegt unter anderem daran, dass die Querschnittsfläche der Kühlkanäle innerhalb der Wicklungen meist wesentlich kleiner als der Querschnittsbereich zwischen Gehäusewand und Spulen ist.
Dies kann im Allgemeinen durch die folgenden Verfahren vermieden werden: Zum einen kann der Lüfter unter den Spulen eingerichtet werden, um die Luft in die Kühlkanäle zu blasen. Zudem können Luftleitplatten in unmittelbarer Nähe zu den Spulen angeordnet werden, um auf diese Weise den Strömungswiderstand der Kühlkanäle kleiner als den Strömungswiderstand des Bereichs außerhalb der Spulen zu machen. Um in diesem Fall die Luft in die Spulen zu blasen, ist ein relativ leistungsstarker Lüfter erforderlich, wobei ein großer Teil der Luft immer noch um die Spulen fließt. Zudem müssen, damit sie ausreichend wirksam sind, die Luftleitplatten den Konturen der Spulen individuell angepasst werden, was einen erheblichen Arbeitsaufwand einschließt. Weil die Luftführungsplatten zudem einen erheblichen zusätzlichen Widerstand erzeugen, arbeitet das Lüftungssystem mit einem niedrigeren Gesamtwir-
kungsgrad. Insgesamt gilt auch, dass bei verbesserter Kühlung mit herkömmlichen Ventilatoren viel Lärm entsteht, insbesondere durch die sich drehenden Schaufeln.
Vor diesem Hintergrund besteht Bedarf nach der vorliegenden Erfindung.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch einen luftgekühlten Trockentransformator gemäß Anspruch 1 , ein Transformator-Kühlsystem gemäß Anspruch 7, ein Verfahren zur Kühlung eines Trockentransformators gemäß Anspruch 8, eine Verwendung eines Ring-Ventilators gemäß Anspruch 9, und ein elektrische Leistungs- Vorrichtung mit Luftkühlung gemäß Anspruch 1 1 .
In einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein luftgekühlter Trockentransformator bereitgestellt. Er umfasst einen Kern, umfassend einen Schenkel; einen um den Schenkel angeordneten Wicklungskörper; einen in Richtung der Längsachse des Wicklungskörpers verlaufenden Kühlkanal, der zwischen einem inneren Teil des Wicklungskörpers und einem äußeren Teil des Wicklungskörpers angeordnet ist, wobei der Kühlkanal an seinen beiden Enden Öffnungen aufweist und einen im Wesentlichen ringartigen Querschnitt mit runder, ovaler oder polygonaler Grundform aufweist; mindestens einen Ring-Ventilator, umfassend einen Ring und ein Gebläse, wobei das Gebläse eingerichtet ist, Luft anzusaugen und die Luft aus dem Ring gerichtet entlang einer Längsachse des Rings auszublasen, wobei ein Luftstrom erzeugt wird; wobei der Ring-Ventilator derart dimensioniert und angeordnet ist, dass der Luftstrom einen Kühlluftstrom in dem Kühlkanal erzeugt.
Die in dieser Offenbarung beschriebenen Kühlkanäle umfassen generell alle Arten von Kanälen, die gemäß Aspekten und Ausführungsformen zur Durchleitung von Kühlluft bzw. Kühlgas durch einen Trockentransformator genutzt werden können bzw. geeignet sind. Dies können zum Beispiel auch Kanäle sein, die ursprünglich zum Zweck der dielektrischen Isolierung bzw. der Kontrolle/Steuerung des Feldes vorgesehen sind bzw. dienen. Die hierin beschriebenen Kühlkanäle können zum Beispiel zwischen einem Kern und einer Wicklung, oder innerhalb einer Wicklung, zwischen verschiedenen Wicklungen, oder an der Außenseite des Wicklungskörpers bereitgestellt sein.
In einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Transformator-Kühlsystem bereitgestellt. Es umfasst einen Trockentransformator gemäß dem ersten Aspekt, ein Gehäuse für den Trockentransformator; und einen Wärmetauscher, der zur Abführung von Wärme aus dem Gehäuse ausgelegt ist; wobei der von dem mindestens einen Ring-Ventilator erzeugte Kühlluftstrom nach Durchgang durch den Kühlkanal des Trockentransformators auf den Wärmetauscher trifft und dort gekühlt wird.
In einem dritten Aspekt wird ein Verfahren zur Kühlung eines Trockentransformators bereitgestellt. Das Verfahren umfasst das Bereitstellen eines Ring-Ventilators und eines Trockentransformators, das Richten eines Kühlluftstroms des Ring-Ventilators auf eine dazu passende, im Wesentlichen ringförmige Öffnung eines Kühlkanals des Trockentransformators.
In einem weiteren Aspekt wird eine Verwendung eines Ring-Ventilators zur Kühlung einer elektrischen Leistungs-Vorrichtung vorgeschlagen, wobei ein gerichteter, im Wesentlichen ringförmiger Kühlluftstrom eines Ring-Ventilators auf eine dazu passende Öffnung eines Kühlkanals der elektrischen Leistungs-Vorrichtung gerichtet ist.
In einem weiteren Aspekt wird eine elektrische Leistungs-Vorrichtung mit Luftkühlung vorgeschlagen. Die Vorrichtung umfasst eine elektrische Leistungs-Vorrichtung mit einem Kühlkanal mit mindestens einer, im Wesentlichen ringförmigen, Öffnung, einen Ring-Ventilator, umfassend einen Ring und ein Gebläse, wobei das Gebläse eingerichtet ist, Luft anzusaugen und die Luft gerichtet entlang einer Längsachse des Rings auszublasen, wobei ein Kühlluftstrom in dem Kühlkanal erzeugt wird.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden in der folgenden ausführlichen Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen des Systems vorgestellt.
Kurze Beschreibung der Figuren
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden für den Fachmann anhand der ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den angehängten Figuren ersichtlich. Dabei zeigen:
Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch einen Trockentransformator gemäß Ausführungsformen, sowie eine Oberansicht des Transformators;
Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch einen Trockentransformator gemäß weiteren Ausführungsformen;
Fig. 3 zeigt einen Ring-Ventilator gemäß Ausführungsformen;
Fig. 4 zeigt einen Querschnitt durch einen Trockentransformator gemäß weiteren Ausführungsformen;
Fig. 5 zeigt einen Querschnitt durch einen Trockentransformator gemäß weiteren Ausführungsformen;
Fig. 6 zeigt einen Querschnitt durch ein Kühlsystem für einen Trockentransformator gemäß Ausführungsformen;
Fig. 7 zeigt eine Draufsicht auf einen Trockentransformator gemäß weiteren
Ausführungsformen.
Detaillierte Beschreibung
Auch wenn bevorzugte Ausführungsformen beschrieben werden, ist der Schutzbereich der Erfindung nicht auf dargestellten Ausführungsformen beschränkt, sondern umfasst auch für den Fachmann naheliegende Ausführungsformen.
Generell betreffen Ausführungsformen der Erfindung Trockentransformatoren, die mit mindestens einem elektrisch angetriebenen Ring-Ventilator gekühlt werden. Ein Ring-Ventilator, wie in dieser Offenbarung verwendet, umfasst ein ringförmiges Gehäuse, aus dem in axialer Richtung des Rings ein ringförmiger Luftstrom ausströmt. In der Mitte des Gehäuses befindet sich eine zentrale Öffnung, durch die in Ausführungsbeispielen ein Schenkel des Transformator-Kerns läuft bzw. sich darin befindet. Generell ist in dieser Offenbarung der Begriff „Ring-Ventilator" als der vorigen Definition entsprechend anzusehen, dabei umfassend die unten beschriebenen Varianten.
Ein Ring-Ventilator kann ein ringförmiges Gehäuse als Stator, mit einem ebenfalls ringförmigen Läufer darin aufweisen, an dem Schaufeln angebracht sind, die wie bei einem konventionellen Ventilator nach außen sichtbar sind. In einer anderen, hierin
verwendeten Form kann der Ring-Ventilator in Ausführungsbeispielen ein Blattlos- Ventilator sein. Ein blattloser Ventilator bläst die Luft aus einem Ring, ohne dass rotierende Rotorflügel direkt beteiligt sind, bzw. sind diese typischerweise in einem extra Gehäuse gekapselt. Die Luft wird dabei durch einen innen eingebauten Rotor in der Basis oder an der Seite des Blattlos-Ventilators durch darin befindliche Löcher angesaugt, und in einen umlaufenden Hohlraum eines Rings geführt. Nachfolgend wird die Luft durch einen Schlitz, der bevorzugt an einer Innenseite des Rings vorgesehen ist, beschleunigt.
So ergibt sich ein Luftstrahl, der nach Geometrie des Rings geformt ist. Um die Richtung des Luftstrahls zu kanalisieren, wird der Strahl über eine Schräge geblasen, die etwa wie eine Tragfläche geformt ist. Gleichzeitig kann die umgebende Luft als Nebenstrom angesaugt werden, wodurch der Gesamt-Luftstrom aus dem Ventilator verstärkt wird. Die vorlegende Erfindung bezieht sich auf die Anwendung von Ring- bzw. blattlosen Ventilatoren für Trockentransformatoren, und allgemeiner auch für die Kühlung anderer Typen von elektrischen Geräten bzw. Leistungs-Vorrichtungen. Durch verschiedene Maßnahmen ist gewährleistet, dass ein großer Teil der ventilierten Luft direkt durch Kühlkanäle des Trockentransformators geblasen wird, und nicht etwa auf der Außenseite der Spulen/Wicklungen vorbeiströmt. Im Folgenden wird allgemein davon ausgegangen, dass der Kern des Transformators bezogen auf die Erdoberfläche senkrecht steht. Dies ist strömungstechnisch günstig, da der vom Ventilator erzeugte Luftstrom durch die Konvektion der erwärmten Luft unterstützt bzw. verstärkt wird. In Ausführungsbeispielen kann der Kern jedoch auch andere Ausrichtungen haben, etwa horizontal zur Erdoberfläche, so dass auch der Kühlluftstrom waagrecht strömt. Im Folgenden wird jedoch durchgängig von technisch üblichen senkrecht stehenden Kernen bzw. Schenkeln ausgegangen.
Dabei betreffen Ausführungsbeispiele insbesondere die folgenden Fälle: Typischerweise wird der Transformator durch einen von unten nach oben gerichteten Luftstrom gekühlt, der durch einen im unteren Bereich der Wicklungen, bzw. direkt unter den Wicklungen angeordneten Ring- oder blattlosen Ventilator erzeugt wird. Alternativ kann der von unten nach oben gerichtete Luftstrom auch durch einen im oberen Bereich der Wicklungen angeordneten Ring- oder blattlosen Ventilator erzeugt werden. Schließlich kann der Luftstrom sowohl durch im unteren, als auch im oberen Bereich
der Wicklungen angeordnete Ring- oder blattlose Ventilatoren erzeugt werden, das heißt durch eine Kombination der beiden oben genannten Fälle. Wenn die Wicklungen in senkrechter Richtung, d.h. entlang der Längsachse des Kerns, voneinander getrennt sind, kann auch (zusätzlich zu den oben geschilderten Varianten, oder einzeln) ein Ventilator zwischen der oberen Spule bzw. Wicklung und der unteren Spule bzw. Wicklung installiert sein. Für drei getrennte Wicklungen auf drei Schenkeln eines Drehstrom-Trockentransformators können die obigen Varianten für jeden Schenkel einzeln ausgeführt sein, oder es kann ein einzelner Ventilator mit einem Ring verwendet werden, wobei der Ring nicht rund, sondern länglich ausgeführt ist und alle drei Wicklungen auf den drei Schenkeln abdeckt.
Ausführungsformen haben folgende Vorteile gegenüber herkömmlichen Lüftungstechniken mit konventionellen Ventilatoren. Zum einen können die eingangs geschilderten Luftleitplatten und deren Haltevorrichtung bzw. Verbindungen komplett entfallen. Zudem kann, in Ausführungsformen etwa durch einen Wärmetauscher, abgekühlte Luft direkt an den Ventilator durch ein Rohr geführt und dann in die Kühlkanäle geblasen werden. Dies vermeidet unnötigen Wärmeaustausch zwischen der Kühlluft und der Umgebung außerhalb der Wicklungen. Daher bleibt die gekühlte Luft in dem Zuleitungsrohr zum Ring- bzw. blattlosen Ventilator kühl. Ein Großteil der durch den Ventilator beschleunigten Luft strömt direkt in und durch die Kühlkanäle in den Wicklungen, wobei dies gleichzeitig mit geringem bzw. verringertem baulichen Aufwand erzielt wird. Zudem arbeiten speziell die blattlosen Ventilatoren bzw. Lüfter mit einem geringen Geräusch- bzw. Rauschpegel wegen der Abwesenheit offener, sich drehender Schaufeln wie bei einem konventionellen Lüfter bzw. Gebläse.
Fig. 1 zeigt einen luftgekühlten Trockentransformator 1 gemäß Ausführungsformen im Querschnitt. Dieser umfasst einen Kern 10 mit einem Schenkel 1 1 sowie einen um den Kern 10 bzw. um den Schenkel 1 1 angeordneten Wicklungskörper 14. Der Wicklungskörper 14 kann mehrere Wicklungen bzw. Wicklungsteile aufweisen. Zwischen einem inneren Teil 15 des Wicklungskörpers 14 und einem äußeren Teil 20 des Wicklungskörpers 14 befindet sich ein Kühlkanal 25. Dieser hat an seinen beiden Enden, typischerweise unten und oben bei senkrechtem Kern 10 bzw. Schenkel 1 1 , zwei Öffnungen 40, 42. Der Kühlkanal 25 weist typischer- aber nicht notwendigerweise einen im Wesentlichen ringartigen bzw. ringförmigen Querschnitt auf. Im unte-
ren Teil der Fig. 1 ist eine Draufsicht von oben dargestellt, wobei der Ring 32 schwarz dargestellt ist. Der Trockentransformator 1 kann auch mehrere Schenkel 1 1 aufweisen, etwa zwei oder drei.
Ein unter dem Trockentransformator 1 angeordneter Ring-Ventilator 30 umfasst einen Ring 32 und ein Gebläse 34 (siehe auch Fig. 3). Das Gebläse 34 ist dazu eingerichtet, Luft aus der Umgebung anzusaugen (in Ausführungsformen kann die Luft z.B. durch ein Rohr zugeführt werden) und die Luft aus einem Schlitz 33 in dem Ring 32 auf gerichtete Weise entlang einer Längsachse des Rings 32 auszublasen. Dabei wird ein Kühlluftstrom 35 erzeugt. Der Ring-Ventilator 30 ist dabei so dimensioniert und angeordnet, dass er einen ringförmigen Kühlluftstrom 35 erzeugt, der geometrisch zu den Abmessungen des Kühlkanals 25 passt.
Der Kühlluftstrom 35 entspricht dabei in seinem Querschnittsprofil und in seinen Abmessungen im Wesentlichen dem Querschnittsprofil und den Abmessungen einer der Öffnungen 40, 42, also typischerweise auch den Abmessungen des Kühlluftkanals 25. Der Kühlkanal 25 weist typischerweise einen inneren Kühlkanal- Durchmesser d1 und einen äußeren Kühlkanal-Durchmesser d2 auf. Diese sind im Wesentlichen identisch zum innerem Luftstrom-Durchmesser dksl und dem äußeren Luftstrom-Durchmesser dks2 des Kühlluftstroms 31 .
In Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem ein Ring-Ventilator 30b oberhalb des Wicklungskörpers 14 angeordnet ist. Das heißt, der Kühlluftstrom 35 wird durch Saugen der Luft aus dem Kühlluftkanal 25 erzeugt.
In Fig. 3 ist ein exemplarisches, nicht-limitierendes Beispiel eines Ring-Ventilators 30, 30a, 30b in Form eines Blattlos-Ventilators gezeigt. Der aus dem Schlitz 33 im Ring 32 ausgeblasene Kühlluftstrom 35 ist durch Pfeile symbolisch dargestellt. Zudem ist auf der rechten Seite die Zufuhr der Kühlluft zu dem Gebläse 34 dargestellt. In Ausführungsbeispielen wird der Kühlluftstrom durch ein Rohr bzw. eine Leitung zu dem Gebläse 34 geleitet bzw. geführt.
In Fig. 4 ist eine weitere Ausführungsform gezeigt, bei der der Ring- bzw. blattlose Ventilator nicht wie in den anderen Beispielen am Kern 10 bzw. um diesen herum, sondern außerhalb und oberhalb des Trockentransformators 1 und des Kerns 10 an-
geordnet ist. Dabei kann der Ventilator z.B. an einer Oberseite bzw. Decke eines Gehäuses angebracht sein, also ohne direkten Kontakt zum Transformator 1 selbst.
In Fig. 5 ist ein Trockentransformator 1 gemäß Ausführungsbeispielen dargestellt, der eine Kombination der Varianten aus den Fig. 1 und Fig. 2 darstellt. Zusätzlich sind hier die Wicklungen auf dem Kern bzw. Schenkel geteilt, so dass zwischen den Wicklungssegmenten 70, 75 ein weiterer Ring- bzw. Blattlos-Ventilator 30c angeordnet ist. Das heißt, der Ventilator 30c ist zwischen zwei in Längsrichtung des Kerns 10 getrennt angeordneten Wicklungssegmenten 70, 75 angeordnet. Für eines der Wicklungssegmente 70 arbeitet er dabei im Blasebetrieb, für das andere Wicklungssegment 75 im Saugbetrieb. In anderen Ausführungsformen kann mit solch einer Transformator-Konfiguration auch lediglich der mittlere bzw. zentrale Ring- bzw. blattlose Ventilator 30c verwendet werden.
Fig. 6 zeigt ein Transformator-Kühlsystem 100, mit einem Trockentransformator 1 gemäß einem der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele. Der Trockentransformator 1 befindet sich in einem (im Wesentlichen oder vollständig geschlossenen) Gehäuse 50. Die Kühlluft des Kühlluftstroms 35 wird nach Durchgang durch den Kühlkanal 25 in einen Wärmetauscher 60 geführt. Dieser dient zur Abführung der Abwärme aus dem Gehäuse 100 heraus, etwa an die Umgebungsluft, oder auch an einen Kühlkreislauf mit einem Fluid wie z.B. Wasser.
Der vom Trockentransformator 1 erwärmte Kühlluftstrom 35 wird also nach Durchgang durch den Kühlkanal 25 des Trockentransformators 1 in den Wärmetauscher 60 geführt und dort gekühlt. Der abgekühlte Luftstrom wird dann wieder durch das Gebläse 34 des (oder der mehreren) Ring- bzw. blattlosen Ventilators 30a mittels einer Rohrs 36 angesaugt. Somit besteht ein geschlossener Kühlluft-Kreislauf.
Fig. 7 zeigt von unten einen Trockentransformator 1 mit drei Schenkeln 1 1 , etwa einen Dreiphasen-Transformator. Dabei kommt nur ein blattloser Ventilator 30d zum Einsatz, dessen Ring 32b länglich bzw. langgestreckt ausgeführt ist, um alle drei Windungskörper 14 abzudecken. Alternativ kann auch für jeden Schenkel 1 1 bzw. Windungskörper 14 ein oder mehrere eigene Ventilatoren vorgesehen sein, wie etwa am Beispiel Fig. 1 und Fig. 5 beschrieben.
Generell können die hier beschriebenen Ring- bzw. Blattlos-Ventilatoren 30, 30a, 30b, 30c gemäß Ausführungsbeispielen zur Kühlung von allen Arten von elektrischen Leistungs-Vorrichtungen 2 verwendet werden, etwa für E-Motoren, Generatoren, Leistungs-Halbleiteranordnungen, etc. Dazu ist die Leistungs-Vorrichtung 2 mit einer zur Geometrie des Kühlluftstroms passenden Öffnung 40, 42 eines Kühlkanals 25 ausgestattet. Der hier langgestreckt bzw. länglich ausgeführte Ring 32a des Blattlos- Ventilators kann dabei auch andere Formen einnehmen als kreisförmig, z.B. ellipsenartig, quadratisch oder rechteckig.
Claims
1 . Ein luftgekühlter Trockentransformator (1 ), umfassend:
einen Kern (10), umfassend einen Schenkel (1 1 ),
einen um den Schenkel (1 1 ) angeordneten Wicklungskörper (14);
einen in Richtung der Längsachse des Wicklungskörpers (14) verlaufenden Kühlkanal (25), der zwischen einem inneren Teil (15) des Wicklungskörpers (14) und einem äußeren Teil (20) des Wicklungskörpers (14) angeordnet ist,
wobei der Kühlkanal (25) an seinen beiden Enden Öffnungen (40, 42) aufweist und einen im Wesentlichen ringartigen Querschnitt mit runder, ovaler oder polygonaler Grundform aufweist;
mindestens einen Ring-Ventilator (30, 30a, 30b, 30c), umfassend einen Ring (32) und ein Gebläse (34), wobei das Gebläse (34) eingerichtet ist, Luft anzusaugen und die Luft aus dem Ring (32) gerichtet entlang einer Längsachse des Rings (32) auszublasen, wobei ein Luftstrom (31 ) erzeugt wird;
wobei der Ring-Ventilator (30, 30a, 30b, 30c) derart dimensioniert und angeordnet ist, dass der Luftstrom (31 ) einen Kühlluftstrom (35) in dem Kühlkanal (25) erzeugt.
2. Trockentransformator (1 ) nach Anspruch 1 , wobei der Luftstrom (31 ) in seinem
Querschnittsprofil im Wesentlichen dem Querschnittsprofil mindestens einer der Öffnungen (40, 42) des Kühlkanals (25) entspricht.
3. Trockentransformator (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Kühlkanal (25) einen inneren Kühlkanal-Durchmesser d1 und einen äußeren Kühlkanal- Durchmesser d2 aufweist, die im Wesentlichen identisch zum innerem Luftstrom-Durchmesser dksl und dem äußeren Luftstrom-Durchmesser dks2 des Luftstroms (31 ) sind.
4. Trockentransformator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend:
a. einen ersten Ring-Ventilator (30a), der durch eine erste der Öffnungen (40, 42) Luft in den Kühlkanal (25) bläst, und/oder
b. einen zweiten Ring-Ventilator (30b), der durch eine zweite der Öffnungen (40, 42) Luft aus dem Kühlkanal (25) heraussaugt.
5. Trockentransformator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend mindestens einen weiteren Ring-Ventilator (30c), der zwischen zwei in Längsrichtung des Schenkels (1 1 ) getrennt angeordneten Wicklungskörper-Segmenten (70, 75), die jeweils einen inneren Teil (15, 15a) des Wicklungskörper-Segments (70, 75) und einen äußeren Teil (20, 20a) des Wicklungskörper-Segments (70, 75) aufweisen, an dem Schenkel (1 1 ) angeordnet ist, und für eines der Wicklungskörper-Segmente (70, 75) im Blasebetrieb, für das andere Wicklungskörper-Segment (70, 75) im Saugbetrieb arbeitet.
6. Trockentransformator (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, der ein
Dreiphasentransformator ist und drei Schenkel (1 1 ) mit drei Wicklungskör-
pern (14) jeweils gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche umfasst, wobei entweder:
- an jedem Schenkel (1 1 ) des Transformators ein Ring-Ventilator (30, 30a, 30b, 30c) angebracht ist, oder
- ein gemeinsamer Ring-Ventilator (30d) bereitgestellt ist, dessen länglich geformter Ring (32a) sich über alle drei Wicklungskörper (14) erstreckt und Luft jeweils in die Kühlkanäle (25) der einzelnen Wicklungskörper (14) bläst.
7. Transformator-Kühlsystem (100), umfassend: a. einen Trockentransformator (1 ) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche; und
b. ein Gehäuse (50) für den Trockentransformator (1 ); und
c. einen Wärmetauscher (60), der zur Abführung von Wärme aus dem Gehäuse ausgelegt ist; wobei der von dem mindestens einen Ring-Ventilator (30, 30a, 30b, 30c) erzeugte Kühlluftstrom (35) nach Durchgang durch den Kühlkanal (25) des Trockentransformators (1 ) auf den Wärmetauscher (60) trifft und dort gekühlt wird.
8. Verfahren zur Kühlung eines Trockentransformators (1 ), umfassend:
- Bereitstellen eines Ring-Ventilators (30, 30a, 30b, 30c) und eines Trockentransformators (1 ),
- Richten eines Kühlluftstroms (31 ) des Ring- Ventilators auf eine dazu passend geformte, im Wesentlichen ringförmige Öffnung (40, 42) eines Kühlkanals (25) des Trockentransformators (1 ).
9. Verwendung eines Ring-Ventilators (30, 30a, 30b, 30c) zur Kühlung einer elektrischen Leistungs-Vorrichtung (2), wobei ein gerichteter, im Wesentlichen ringförmiger Kühlluftstrom (35) eines Ring-Ventilators (30, 30a, 30b, 30c) auf eine dazu passende Öffnung (40, 42) eines Kühlkanals (25) der elektrischen Leistungs-Vorrichtung (2) gerichtet ist.
10. Verwendung gemäß Anspruch 8, wobei die elektrische Leistungs- Vorrichtung
(2) ein Trockentransformator (1 ) ist.
1 1 . Elektrische Leistungs- Vorrichtung (2) mit Luftkühlung, umfassend
- eine elektrische Leistungs-Vorrichtung (2) mit einem Kühlkanal (25) mit mindestens einer, im Wesentlichen ringförmigen, Öffnung (40, 42),
- einen Ring-Ventilator (30, 30a, 30b, 30c), umfassend einen Ring (32) und ein Gebläse (34), wobei das Gebläse (34) eingerichtet ist, Luft anzusaugen und die Luft gerichtet entlang einer Längsachse des Rings (32) auszublasen, wobei ein Kühlluftstrom (35) in dem Kühlkanal (25) erzeugt wird.
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20210065188A (ko) * | 2018-11-29 | 2021-06-03 | 에이비비 파워 그리즈 스위처랜드 아게 | 변압기 냉각 시스템 및 변압기 설비 |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US11842837B2 (en) * | 2021-01-15 | 2023-12-12 | Zhongbian Group Shanghai Transformer Co., Ltd. | Dry-type transformer with elliptical iron core |
| JP2022118358A (ja) * | 2021-02-02 | 2022-08-15 | 株式会社日立産機システム | 変圧器 |
| EP4145079A1 (de) * | 2021-09-06 | 2023-03-08 | Hitachi Energy Switzerland AG | Kühlanordnung und verfahren zur kühlung von mindestens einem externen öl-luft-wärmetauscher |
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| CN114141478B (zh) * | 2021-11-04 | 2022-09-27 | 汇网电气有限公司 | 一种智能干式电力变压器 |
| CN114300224B (zh) * | 2021-12-11 | 2024-07-09 | 徐州鑫贝克电力设备股份有限公司 | 一种干式防雷电力变压器 |
| CN114203397B (zh) * | 2021-12-18 | 2025-01-07 | 陈琳 | 一种直流换流变压器 |
| EP4376033A1 (de) * | 2022-11-22 | 2024-05-29 | Hitachi Energy Ltd | Kühlanordnung und verfahren zur kühlung mindestens eines öl-luft-aussenwärmetauschers |
| EP4489038A1 (de) * | 2023-07-04 | 2025-01-08 | Hitachi Energy Ltd | Transformatoranordnung mit einem luftkanalelement, luftkanalelement und kühlsystem zum kühlen eines transformators |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6249216U (de) * | 1985-09-17 | 1987-03-26 | ||
| CN104575959A (zh) * | 2015-01-29 | 2015-04-29 | 国家电网公司 | 具有光伏转换功能的干式变压器无风叶冷却风机及其方法 |
| JP2015228442A (ja) * | 2014-06-02 | 2015-12-17 | 株式会社東芝 | ガス絶縁静止器 |
| EP3051546A1 (de) * | 2015-02-02 | 2016-08-03 | Starkstrom-gerätebau GmbH | Brandfeste elektrische Spule und Leistungstransformator damit |
Family Cites Families (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NZ554324A (en) * | 2004-09-23 | 2012-03-30 | Csr Building Products Ltd | Hybrid ventilator which can be driven either by a motor or by wind |
| WO2010139597A1 (de) * | 2009-06-05 | 2010-12-09 | Abb Technology Ag | Transformatorspule und transformator mit passiver kühlung |
| CN102473508B (zh) * | 2009-06-30 | 2014-10-15 | Abb技术有限公司 | 具有改进冷却的干式变压器 |
| EP2290662A1 (de) * | 2009-09-01 | 2011-03-02 | ABB Technology AG | Trockentransformator |
| BRPI1100186B1 (pt) * | 2011-02-02 | 2020-03-31 | Siemens Aktiengesellschaft | Transformador de distribuição a seco |
| EP2549495B1 (de) * | 2011-07-18 | 2018-05-23 | ABB Schweiz AG | Trockentransformator |
| GB2493506B (en) * | 2011-07-27 | 2013-09-11 | Dyson Technology Ltd | A fan assembly |
| CN103999173A (zh) | 2011-12-19 | 2014-08-20 | Abb技术有限公司 | 用于冷却具有非线性芯的变压器的设备和方法 |
| CN203036728U (zh) * | 2013-01-05 | 2013-07-03 | 周松林 | 无叶抽油烟机 |
| KR200466697Y1 (ko) * | 2013-02-13 | 2013-05-07 | 이양원 | 부스바 도체의 균등분할 및 냉각수단을 구비한 대전류 변압기 |
| GB2518638B (en) * | 2013-09-26 | 2016-10-12 | Dyson Technology Ltd | Humidifying apparatus |
| CN103711681A (zh) * | 2013-12-18 | 2014-04-09 | 重庆巨康建材有限公司 | 厂房用无叶废气换气扇 |
| JP6416504B2 (ja) * | 2014-05-26 | 2018-10-31 | 東芝産業機器システム株式会社 | モールド形静止誘導機器およびその製造方法 |
| KR101678003B1 (ko) * | 2015-05-04 | 2016-11-21 | 엘에스산전 주식회사 | 몰드 변압기의 냉각장치 |
| CN205159040U (zh) * | 2015-12-04 | 2016-04-13 | 福州福变电气有限公司 | 一种防潮干式变压器 |
| WO2018231836A1 (en) * | 2017-06-13 | 2018-12-20 | Radyne Corporation | Toroidal hand-held autotransformer assembly |
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6249216U (de) * | 1985-09-17 | 1987-03-26 | ||
| JP2015228442A (ja) * | 2014-06-02 | 2015-12-17 | 株式会社東芝 | ガス絶縁静止器 |
| CN104575959A (zh) * | 2015-01-29 | 2015-04-29 | 国家电网公司 | 具有光伏转换功能的干式变压器无风叶冷却风机及其方法 |
| EP3051546A1 (de) * | 2015-02-02 | 2016-08-03 | Starkstrom-gerätebau GmbH | Brandfeste elektrische Spule und Leistungstransformator damit |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20210065188A (ko) * | 2018-11-29 | 2021-06-03 | 에이비비 파워 그리즈 스위처랜드 아게 | 변압기 냉각 시스템 및 변압기 설비 |
| CN113287178A (zh) * | 2018-11-29 | 2021-08-20 | Abb电网瑞士股份公司 | 变压器冷却系统和变压器安装装置 |
| KR102561873B1 (ko) | 2018-11-29 | 2023-07-31 | 히타치 에너지 스위처랜드 아게 | 변압기 냉각 시스템 및 변압기 설비 |
| US12308159B2 (en) | 2018-11-29 | 2025-05-20 | Hitachi Energy Ltd | Transformer cooling system and transformer installation |
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