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"Système de réfrigération par circulation peur enroulements de transformateurs de grande puissance et pour haute tension".
Les enroulements des transformateurs pour haute tension, notamment ceux de grandes puissances,sont la plupart du temps recouverts d'une coquille de matière isolante résistante. Lors- que la dissipation naturalle de la chaleur de l'huile ne se produit pas suffisamment, l'huile est mise en circulation par des pompes, traverse les coquilles et passe également entre les diverses portions des enroulements. Lorsque les enroulements
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sont agencés sous forme tubulaire en direction de l'axe l'huile arrive par une des faces avant, passe en direction de l'axe le long de l'enroulement et ressort du côté opposé. Aux points d' entrée et de sortie le revêtement isolant forme des labyrinthes pour éviter dans l'isolement la formation de canaux allant de l'extérieur vers l'enroulement.
Comme l'huile s'échauffe en frottant contre l'enroulement, celui-ci présente, au point de sortie de l'huile, une température nettement supérieure à celle de l'entrée, notamment lorsqu'il s'Agit d'enroulements tubulai- res très longs. Dans ce cas, l'enroulement est mal refroidi, plus la puissance du transformateur et sa tension sont élevées, plus on éprouve de difficultés à agencer l'enroulement et l'iso- lement dans un espace donné, répondant par exemple au gabarit des chemins de fer, en réalisant un refroidissement suffisant*.
L'objet de l'invention est un dispositif de réfrigération par circulation donnant un refroidissement suffisant à toutes les portions de l'enroulement, et pouvant être avantageusement employé même pour les transformateurs de grandes dimensions, notamment pour les transformateurs de grandes puissances et pour tensions les plus élevées.
L'invention suppose que l'en- roulement est disposé en plusieurs couches et qu'il est recou- vert de coquilles en matière isolante, tout en réservant des intervalles pour le passage du milieu réfrigérant, conformément à l'invention, les ouvertures d'entrée et de sortie du milieu réfrigérant sont agencées en des points opposés du pourtour des couches individuelles, et le milieu réfrigérant circule chaque fois depuis l'orifice d'entrée, en passant le long de la surface périphérique de la couche pour se rendre à l'orifice de sortie.
De préférence, les ouvertures d'entrée et de sottie sont agencées de manière que dans un enroulement comportant n-couches, une partie du milieu réfrigérant traverse tout d'abord les ori- fices d'entrée de m-couches, puis passe dans le sens périphéri- que dans l'intervalle existant entre la m-ème couche et la
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(m+1)-ème couche, et finalement se rende aux orifices de sortie des m-n autres couches* Les intervalles existant entre chaque couche forment alors des trajets de courant qui sont tous paral- lèles. chaque couche reçoit ainsi un milieu réfrigérant qui n'a pas subi de premier échauffement, pour les enroulements longs, on peut répartir axialement par enroulement deux ou plusieurs orifices d'entrée et de sortie.
Afin d'éviter la formation de canaux passant en ligne droite de couche à couche on peut placer devant les orifices d'entrée et de sortie dans les enroulements par couches et dans leurs isolants des cales isolantes: en ré- servant des intervalles pour le passage du milieu réfrigérant, de manière que ce dernier puisse exécuter des trajets en serpen- tin d'un orifice à l'autre,
On a représenté au dessin annexe une forme d'exécution particulièrement avantageuse de l'invention:
La figure 1 montre l'agencement d'ensemble de l'enroule- ment d'un transformateur monophasé avec.deux branches d'enroule- ment disposées à plat l'une au-dessus de l'autre, dont le noyau de fer et les raccords de l'enroulement n'ont pas été représentés.
La figure est une coupe par le plan AB de la figure 1.
La figure 3 est une coupe par le plan CD de la figure 2.
La figure 4 représente une coupe d'après la ligne EF de la figure 1.
La figure 5 est une partie de la coquille antérieure recou- vrant l'enroulement, et la figure 6 représente une exécution plus complète de la partie moyenne de la figure 2 à plus grande échelle, Pour plus de simplicité, on n'a représenté ici que trois couches par bran- che d'enroulement, pour les transformateurs en haute tension et à puissances élevées, dans lesquels l'enroulement est générale- ment subdivisé en un plus grand nombre de pouches, on obtient pratiquement les Mêmes conditions de circulation
1,2 s ont les deux branches de l'enroulement avec les cou- chas 11 à 13 et 21 à 23.
Les couches individuelles sont renfer-
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mées de la manière connue dans des cylindres isolants, ou des coquilles annulaires, par exemple comme celles de la figure 5, ou des bagues en cornière ou similaires et montés en couches superposées. 2our donner plus de clarté au dessin on a représen- té ces coquilles isolantes 3 comme étant assemblées entre elles, notamment à la figure 6. L'ensemble de l'enroulement à deux branches 1,2 est en outre entouré par une garniture en feuilles 4 en matière isolante qui a été figurée sous forme d'assemblage isolant pour plus de simplicité.
Afin de ménager entre les di- verses coquilles isolantes ou entre ces dernières et les couches d'enroulement des canaux destinés au passage de l'huile, ces divers éléments sont maintenus entre eux à des écartements conve- nables par des tasseaux, des cales, des coins, des pièces d'écar- tement en matière isolante. Ces pièces isolantes sont assemblées entre elles par recouvrement ou sont goujonnées pour constituer un ensemble.
Comme un tel assemblage isolant est connu, il n'en sera pas fait ici de description détaillée,
L'enroulement et l'isolement sont maintenus de le, manière connue par des bagues d'appui 5 à leurs extrémités de base, Les bagues élastiques sont creusées en 6 et ces évidements sont rac- cordés aux conduites d'arrivée d'huile 7. L'huile sort par les évidements 8 des bagues d'appui et passant par les ouvertures 9 des coquilles extérieures 4 des enroulements, parvient du côté intérieur des couches d'enroulement les plus profondes présentant les plus faibles potentiels.
La couche d'enroulement la plus interne 11 est munie de plusieurs orifices d'entrée d'huile 110 décalés les uns par rapport aux autres suivant l'axe, qui se trouvent en position radiale avec les orifices dtentrée 120,130 des couches 12 et 13 et forment des entailles dans les cylindres de l'enroulement. L'huile se répartir en plusieurs courants pa- rallèles 112, 122, 132, 133 aux orifices d'entrée 110 à 130, et ces courants se propagent chacun sur la moitié du pourtovr d'une couche d'enroulement. Ces courants parallèles se réunissent à
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nouveau aux orifices de sortie situés au-dessus 111, 121, 131.
L'huile chaude se dirige alors vers la partie élargie 10 servant de collecteur (voir notamment les figures 3 et 4) et coule par une conduite tubulaire 14 qui pénètre à l'intérieur de la coquil- de isolante interne 3, et ressort de nouveau par les passages 15 de la coquille isolante externe 4, La branche 2 de l'enroulement est montée de la même façon..
Afin d'éviter la formation de canaux directs par exemple aux orifices d'entrée 110,1, 130, ces mêmes orifices 110, 120, 130 des portions d'enroulement et de leur isolement par couches sont recouverts par des cales intermédiaires isolantes 18, en laissant des intervalles 16, 17 pour le passage de l'huile. Pour obtenir un allongement des trajets d'écoulement, les isolants entre couches 19 sont de forme oblique et les cales intermédiai- res 17 sont soniques et creuses. L'huile s'écoule en formant des méandres er- passant par les canaux 16, 17.
L'huile qui sort par les ouvertures 15 pénètre dans le ré.. cipient entourant l'enroulement, qui n'a pas été figuré au dessin pour plus de simplicité, d'OÙ elle est refoulée par une pompe vers un radiateur ultérieur, et de là de nouveau dans les tubes 7.
Les couches et les isolants individuels, comme on l'a déjà indiqué, Boit maintenus écartés de la manière connus par. des tas- seaux, des cales ou pièces analogues. Les cales fourrant être agencées de différentes façons et recevoir une forme appropriée, Elles ne devront toutefois pas trop s'opposer au passage de l' huile entre son entrée et sa sortie. On pourra par exemple faire courir la pièce d'écartement, les tasseaux etc.. directement dans le sens de l'écoulement de l'huile, par conséquent le long de l'étendue des couches, de manière qu'ils soient posés dans un plan perpendiculaire à l'axe des bobines. Lorsqu'on veut faire exécuter des méandres à la circulation d'huile, on peut alors placer lés tasseaux par exemple en zig-zag ou d'une manière simi- laire.
Si l'huile doit faire des serpentins le long de la péri- phérie on peut agencer les tasseaux plus ou moins selon l'axe
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et les interrompre ou les munir de perforations de manière que leurs interruptions ou perforations soient décalées dans le sens de l'axe.. En donnant aux tasseaux des courbures convenables, ou en élargissant ou rétrécissant les points de passage de l'huile on peut facilement arriver à ce que l'huile se répartisse unifor- mément depuis les orifices d'entrée sur la totalité de l'étendue des enroulements. Aux figures 7 et 8 on a représenté deux exem- ples d'agencement des tasseaux dans leur répartition*. Dans la figure 7, lés tasseaux 24 sont arrangés selon l'axe.
Les orifi- ces de passage de l'huile 25 sont cependant décalés axialement les uns par rapport aux autres,de sorte que l'huile circule en faisant des serpentins. Dans la figure 8 les tasseaux 24 sont placés obliquement par rapport à l'axe de sorte que l'huile circule en zig-zag le long de l'étendue des enroulemets.
Dans les formes d'exécution représentées, l'invention pré- sente les avantages suivants: malgré qu'elles soient protégées de toutes parts par des coquilles, les portions d'enroulement sont toutes suffisamment refroidies. Dans les nombreux trajets parallèles qu'elle exécute, qui passent en forme de demi-cercle sur les moitiés de l'étendue des enroulements, le mouvement de l'huile se trouve favorisé par le déplacement de chaleur qui agit titre de régulateur sur la vitesse de répartition de 1' huile dans les divers canaux parallèles,
du fait que lorsque cet- te vitesse est trop lente la partie intéressée de l'enroulement devient plus chaude que les autres parties et qu'il s'engendre par conséquent un déplacement de chaleur plus considérable qui agit à son tour pour accélérer la vitesse de circulation de 1' huile. En particulier, on évite, grâce à l'invention, que l'huile déjà chauffée par certaines portions de l'enroulement puisse repasser encore sur d'autres portions. L'arrivée d'huile à la couche la plus interne de l'enroulement ayant le plus faible potentiel et son éloignèrent vers des parties exemptes d'enrou- lement empêche l'isolant de s'affaiblir aux endroits d'arrivée et de départ.
Un avantage particulier réside également dans' le
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fait que les bases des enroulements où se produisent les plus grands efforts Électriques ne possèdent pas de canaux de passage pour l'huile, mais sont protégées par des coquilles en diélec- trique. Lorsqu'on ne dispose qule d'un espace limité, par exemple pour adapter les transformateurs de puissandes élevées en haute tension aux gabarits des chemins de fer, l'invention offre des conditions optima de refroidissement et d'isolement.