EP2735005A1 - Pressrahmenstruktur für transformator - Google Patents

Pressrahmenstruktur für transformator

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EP2735005A1
EP2735005A1 EP12756002.7A EP12756002A EP2735005A1 EP 2735005 A1 EP2735005 A1 EP 2735005A1 EP 12756002 A EP12756002 A EP 12756002A EP 2735005 A1 EP2735005 A1 EP 2735005A1
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transformer
press frame
frame structure
zugpressplatten
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Stephan Voss
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Siemens AG
Siemens Corp
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Siemens AG
Siemens Corp
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/24—Magnetic cores
    • H01F27/26—Fastening parts of the core together; Fastening or mounting the core on casing or support
    • H01F27/263—Fastening parts of the core together

Definitions

  • the invention relates to a press frame structure for a transformer
  • Transformer in particular for a power transformer.
  • press frames made of non-magnetic steel.
  • the object of the invention is to reduce the unwanted eddy currents in a transformer while at the same time providing new possibilities for constructing power transformers, in particular press frame structures for power transformers.
  • a plurality of struts at least partially obliquely formed extending transversely from a core of the transformer, with a plurality of Switzerlandpressplatten, which are arranged at or in the vicinity of the core of the transformer,
  • This press frame structure provides additional degrees of freedom in the design of the transformer and allows redistribution of forces from the edge of the core in an area outside the windings. In this way, the magnetically effective part of the required Werpressplatten at or in the vicinity of the core can be reduced, which reduces the interpreting ⁇ Lich caused by eddy currents losses and the torque to the Werpressplatten.
  • a press frame structure is proposed, e.g.
  • the press frame structure serves for the horizontal support of the transformer core, which is constructed, for example, from core sheet packages.
  • the transformer core which is constructed, for example, from core sheet packages.
  • axial winding forces between the upper and lower pressing frame can also be transmitted in spaces between windings on adjacent legs.
  • the space around the transformer can be used, for example, by means of braces to allow the cohesion required by the press frame structure.
  • the press frame structure comprises braces, so that the press frame structure (in particular the struts) magnetic field lines as low as possible cross-sectional ⁇ surfaces offers in which eddy currents could be induced ⁇ th.
  • the shape of the press frame structure can be optimized so that a Reduction of additional losses is achieved.
  • the height of the press frame structure can thus be reduced compared to the height of a known press frame, which has a favorable effect on the space required for the transformer.
  • the struts are designed obliquely so that the magnetic flux is reduced by the strut, in particular minimal.
  • the geometry of the press frame structure can be optimized based on the respective dimensions of the individual scenario so that the eddy current losses are minimized or at least significantly reduced.
  • the struts are made of sheet metal.
  • the struts can also be made of plastic or carbon. Combinations of different materials are possible.
  • the Switzerlandpress ⁇ plates connect an upper press frame of the transformer with a lower press frame of the transformer.
  • This (shortest) connection between the upper and the lower press frame also characterizes the axia ⁇ le direction described here.
  • the tension elements are partly carried out at least ⁇ from an electrically insulating material.
  • the Buchpressplatten are at least partially made of an electrically insulating material. This has the advantage that the tension elements and / or the train ⁇ press plates can be placed arbitrarily, because the magnetic flux is not significantly affected by the electrically insulating material.
  • the Buchpress ⁇ plates are at least partially incorporated in windings of the transformer.
  • the Switzerlandpressplatten are at least partially disposed in a stray channel of the transformer.
  • the train ⁇ press plates are at least partially arranged in a space between windings of adjacent legs and in an area between the legs and a boiler wall of the transformer ⁇ .
  • a next embodiment is that the Switzerlandpressplatten are at least partially disposed in the core of the transformer.
  • Fig.l schematically a core of a transformer with egg ⁇ nem upper and a lower pressing frame and a plurality of Switzerlandpressplatten connecting the upper and the lower pressing frame;
  • FIG. 2 schematically shows a view of the one transformer from above, wherein the transformer, the core, the Press frame and the Glaspressplatten according to Fig.l; one of Fig.l and Fig.2 different Pressrah ⁇ men Modell with a plurality of tension elements and struts, which are arranged outside the windings of the transformer.
  • FIG. 1 schematically shows a core 101 of a known transformer having a plurality of legs and a lower yoke in an assembled state (without the upper yoke already attached).
  • the legs are provided with a bandage, the windings are not present in this state of assembly.
  • the transformer has upper and lower pressing frames 102 and a plurality of pulling plates 103 connecting the upper and lower pressing frames 102.
  • the core 101 is preferably constructed of several layers of core sheet. By the pressing frame 102 and the Werplatten 103, a mechanical stability of the core 101 is ensured.
  • the Switzerlandpressplatten 103 with the press frame 102 ensure that the transformer is held together in the assembled state along the legs (axially).
  • FIG. 2 schematically shows a view from above of a known transformer, wherein the transformer has the core 101, the press frame 102 and the compression molding plates 103, similar to FIG. Furthermore, symbolic windings 201 of the transformer are shown in FIG.
  • the transformer shown in Figure 2 comprises in contrast to the transformer shown in Fig.l three legs and in the illustration of Figure 2 are already schematically applied windings on the legs.
  • the press frame 102 shown in FIG. 2 can be designed substantially continuously in the upper and lower regions of the transformer (see FIG. FIG. 2 here selects a symbolic sectioned illustration to illustrate that in addition to the pressing frame 102 in certain distances and in each case approximately in each middle of the winding 201, a respective tension ⁇ press plate 103 is arranged, which connects the pressing frame 102 at the upper and lower ends of the transformer.
  • the press frame 102 provides the magnetic flux with a high cross-section, resulting in high losses.
  • FIG. 3 shows a different of Fig.l and Fig.2, ⁇ OF INVENTION dung contemporary press frame structure in a plan view having a plurality of traction elements 302 and struts 301, which are disposed outside, in particular next to or laterally offset windings two hundred and first Furthermore, Figure 3 shows several Glaspressplatten 304.
  • the tension members 302 and the Werner ⁇ plates 304 are respectively fixed in the upper region of the transformer and in the lower region of the transformer, so that the core is fixed effective axially and the core sheets are interconnected ⁇ quantitative hold.
  • the traction elements 302 having the Switzerlandpressplatten 304 are at least in part ⁇ associated.
  • the press frame structure provides the magnetic flux with respect to the embodiment of Figure 2 significantly reduced cross-section, which causes a reduction in losses by eddy ⁇ currents.
  • the press frame structure allows a redistribution of the axial forces from the edge of the core in a region outside of the coils 201.
  • the traction elements 302 are vorzugswei ⁇ se with the upper and lower press frame (not shown in Figure 3) fixed.
  • the tension members 302 as well as the Wernerplatten 304 extend axially along the transformer and in particular at the top and bottom of the transformer (eg on the press frame) fixed.
  • the tension elements 302 can be suspended at the bottom and bolted to the top of the transformer.
  • the required axial force, which holds the windings 201 of the transformer together, is shown in FIG. press plates 304, the tension members 302 and the struts 301 distributed.
  • such a construction is so dimensioned that the core and the windings 201 (Minim ⁇ tens) with the same forces are held together as in a conventional press frame structure.
  • the axial force transmission between the upper and lower pressing frame (not shown in Figure 3) on the tension members 302 and / or the Werpressplatten 304 takes place, which are for example at least partially made of an electrically insulating material.
  • these Buchpressplatten 304 may have a lower mechanical strength, since they can also be used in places of the transformer, which are unfavorable for electrically conductive Wegpressplatten 304 and thus more space for Wegpressplatten 304 is available.
  • the axial forces are (pre- compression force, short circuit forces) taken by the traction elements 302 on ⁇ .
  • the tension members 302 e.g. in the form of Switzerlandpressplatten, made of electrically insulating material
  • the scatter channel has in particular the two following func ⁇ nen:
  • a power transmitted between two windings is transported in the magnetic field in the scattering channel.
  • the geometry of the leakage channel is decisive for the Kurzröim ⁇ impedance of the transformer.
  • This Kurzröimpe ⁇ impedance to limit the current in case of an error (that is, a short circuit).
  • the short-circuit impedance can be eg defined within the scope egg nes design of the transformer, eg basie ⁇ rend on a network planning.
  • the (main) leakage channel corresponds to a gap between two windings, e.g. a primary and a secondary winding or an upper and an undervoltage.
  • a transformer has more than two windings, there can be multiple stray channels.
  • modified in strips can Lagenwicklun- gene scatter channel, winding gaps to be designed as an insulating train ⁇ elements.
  • tension elements may be arranged in the core volume of the transformer core itself.
  • the upper and lower press frames can be respectively beauge ⁇ starting made conventionally.
  • the United ⁇ losses can be almost completely avoided in the press frame: Due to the favorable distribution of the axial pressure through a multiplicity number of insulating tension elements can be achieved at the same time a volume optimization of the upper and lower pressing frame.
  • the option of tension elements made of electrically insulating material thus enables a reduction of the power loss in the press frame and allows to maintain the mechanical stability of the press frame at the same time.
  • the traction elements may be almost anywhere disposed in a region 401 or incorporated of electrically isolate ⁇ the material in the example of Fig.2.
  • the use of the insulating material for the tension elements results in additional degrees of freedom in the design of the transformer;
  • the Switzerlandpressplatten 103 can be completely replaced by Switzerlandpressplatten of electrically insulating material.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Coils Of Transformers For General Uses (AREA)
  • Coils Or Transformers For Communication (AREA)

Abstract

Es wird eine Pressrahmenstruktur für einen Transformator vor- geschlagen, die Zugelemente (302) aufweist, die außerhalb der Wicklungen (201) des Transformators angeordnet sind und über Verstrebungen (301) mit Zugpressplatten (304) verbunden sind. Die Zugpressplatten (304) sind in der Nähe oder an dem Kern des Transformators angeordnet. Optional können die Zugelemen- te (302) und/oder die Zugpressplatten (304) aus einem elektrisch isolierenden Material ausgeführt sein. Hierbei ist es von Vorteil, dass einerseits die Wirbelströme und damit Verluste beim Betrieb des Transformators reduziert werden können und andererseits zusätzliche Freiheitsgrade für das Design des Transformators geschaffen werden. Die Erfindung kann beispielsweise für Hochleistungstransformatoren eingesetzt werden.

Description

Beschreibung
Pressrahmenstruktur für Transformator Die Erfindung betrifft eine Pressrahmenstruktur für einen
Transformator, insbesondere für einen Leistungstransformator.
Elektromagnetische Wechselfelder induzieren Wirbelströme in Pressrahmen und Zugpressplatten bzw. Zugstangen von
(Leistungs-) Transformatoren. Dies führt zu einer deutlichen Erhöhung der Zusatzverluste und ggf. zu thermischen Proble¬ men .
Es ist bekannt, den Pressrahmen mit einem Kernblech magne- tisch abzuschirmen. Auch ist es bekannt, Pressrahmen aus nicht-magnetischem Stahl zu verwenden.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die unerwünschten Wirbelströme in einem Transformator zu reduzieren und gleich- zeitig neue Möglichkeiten zur Konstruktion von Leistungstransformatoren, insbesondere Pressrahmenstrukturen für Leistungstransformatoren, anzugeben.
Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen An- sprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind insbesonde¬ re den abhängigen Ansprüchen entnehmbar.
Zur Lösung der Aufgabe wird eine Pressrahmenstruktur für einen Transformator angegeben
mit mehreren Zugelementen,
mit mehreren Verstrebungen, die zumindest teilweise schräg von einem Kern des Transformators abstehend ausgeführt sind, mit mehreren Zugpressplatten, die an oder in der Nähe des Kerns des Transformators angeordnet sind,
wobei die Zugelemente außerhalb von Wicklungen des Transfor¬ mators angeordnet sind,
wobei anhand der Verstrebungen die Zugelemente mit den Zug¬ pressplatten verbunden sind. Diese Pressrahmenstruktur schafft zusätzliche Freiheitsgrade im Design des Transformators und ermöglicht eine Umverteilung der Kräfte vom Rand des Kerns in einem Bereich außerhalb der Wicklungen. Hierdurch kann der magnetisch wirksame Anteil der benötigten Zugpressplatten an dem oder in der Nähe des Kerns reduziert werden, was die durch Wirbelströme entstehenden Verluste sowie das Drehmoment auf die Zugpressplatten deut¬ lich reduziert.
Es wird eine Pressrahmenstruktur vorgeschlagen, die z.B.
nicht über die ganze Länge an einem Transformatorkern anliegt. Die Pressrahmenstruktur dient trotzdem der horizontalen Abstützung des Transformatorkerns, der z.B. aus Kern- blechpaketen aufgebaut ist. Hierbei ist es von Vorteil, dass axiale Wicklungskräfte zwischen dem oberen und unteren Press¬ rahmen auch in Zwischenräumen zwischen Wicklungen auf benachbarten Schenkeln übertragen werden können. Insofern kann der Raum um den Transformator genutzt werden, z.B. anhand von Verstrebungen den durch die Pressrahmenstruktur notwendigen Zusammenhalt zu ermöglichen.
Beispielsweise umfasst die Pressrahmenstruktur Verstrebungen, so dass die Pressrahmenstruktur (insbesondere die Verstrebun- gen) magnetischen Feldlinien möglichst geringe Querschnitt¬ flächen bietet, in denen Wirbelströme induziert werden könn¬ ten. Mit Hilfe numerischer Magnetfeldberechnungen kann die Form der Pressrahmenstruktur so optimiert werden, dass eine Verringerung der Zusatzverluste erreicht wird.
Gleichzeitig können Ansatzpunkte für eine axiale Kraftüber¬ tragung gemäß einer mechanisch günstigen Verteilung bestimmt werden, was dazu führt, dass die Drehmomente auf die Press¬ rahmenstruktur verringert werden. Optional kann so auch die Höhe der Pressrahmenstruktur gegenüber der Höhe eines bekannten Pressrahmens reduziert werden, was sich günstig auf den benötigten Platz für den Transformator auswirkt. Eine Weiterbildung ist es, dass die Verstrebungen derart schräg ausgeführt sind, dass der magnetische Fluss durch die Verstrebung reduziert, insbesondere minimal ist. Somit kann die Geometrie der Pressrahmenstruktur basierend auf den jeweiligen Abmessungen des einzelnen Szenarios so optimiert werden, dass die Wirbelstromverluste minimiert oder zumindest deutlich reduziert werden. Eine andere Weiterbildung ist es, dass die Verstrebungen aus Blech ausgeführt sind. Alternativ können die Verstrebungen auch aus Kunststoff oder aus Karbon ausgeführt sein. Auch Kombinationen aus unterschiedlichen Materialien sind möglich. Insbesondere ist es eine Weiterbildung, dass die Zugpress¬ platten einen oberen Pressrahmen des Transformators mit einem unteren Pressrahmen des Transformators verbinden.
Diese (kürzeste) Verbindung zwischen dem oberen und dem unte- ren Pressrahmen kennzeichnet auch die hier beschriebene axia¬ le Richtung.
Auch ist es eine Weiterbildung, dass die Zugelemente den obe¬ ren Pressrahmen des Transformators mit dem unteren Pressrah- men des Transformators verbinden.
Ferner ist es eine Weiterbildung, dass die Zugelemente zumin¬ dest teilweise aus einem elektrisch isolierenden Material ausgeführt sind.
Im Rahmen einer zusätzlichen Weiterbildung sind die Zugpressplatten zumindest teilweise aus einem elektrisch isolierenden Material ausgeführt. Dies hat den Vorteil, dass die Zugelemente und/oder die Zug¬ pressplatten beliebig platziert werden können, weil durch das elektrisch isolierende Material der magnetische Fluss nicht nennenswert beeinflusst wird. Eine nächste Weiterbildung besteht darin, dass die Zugpress¬ platten zumindest teilweise in Wicklungen des Transformators eingebracht sind.
Eine Ausgestaltung ist es, dass die Zugpressplatten zumindest teilweise in einem Streukanal des Transformators angeordnet sind . Eine alternative Ausführungsform besteht darin, dass die Zug¬ pressplatten zumindest teilweise in einem Raum zwischen Wicklungen benachbarter Schenkel und in einem Bereich zwischen den Schenkeln und einer Kesselwand des Transformators ange¬ ordnet sind.
Eine nächste Ausgestaltung ist es, dass die Zugpressplatten zumindest teilweise in dem Kern des Transformators angeordnet sind . Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden schematischen Beschreibung von Ausführungsbeispielen, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei können zur Übersichtlichkeit gleiche oder gleichwirkende Elemente mit gleichen Bezugszei¬ chen versehen sein.
Es zeigen:
Fig.l schematisch einen Kern eines Transformators mit ei¬ nem oberen und einem unteren Pressrahmen und mehreren Zugpressplatten, die den oberen und den unteren Pressrahmen verbinden;
Fig.2 schematisch eine Sicht auf den einen Transformator von oben, wobei der Transformator den Kern, den Pressrahmen und die Zugpressplatten gemäß Fig.l aufweist ; eine von Fig.l und Fig.2 unterschiedliche Pressrah¬ menstruktur mit einer Vielzahl von Zugelementen und Verstrebungen, die außerhalb der Wicklungen des Transformators angeordnet sind.
Fig.l zeigt schematisch einen Kern 101 eines bekannten Trans- formators mit mehreren Schenkeln sowie einem unteren Joch in einem Montagezustand (ohne bereits angebrachtes oberes Joch) . Die Schenkel sind mit einer Bandagierung versehen, die Wicklungen sind in diesem Montagezustand noch nicht vorhanden. Der Transformator weist einen oberen und einen unteren Press- rahmen 102 sowie mehrere Zugpressplatten 103, die den oberen und den unteren Pressrahmen 102 verbinden, auf. Der Kern 101 ist vorzugsweise aus mehreren Schichten von Kernblech aufgebaut. Durch den Pressrahmen 102 sowie die Zugpressplatten 103 ist eine mechanische Stabilität des Kerns 101 gewährleistet. Die Zugpressplatten 103 mit den Pressrahmen 102 stellen sicher, dass der Transformator auch im fertig montierten Zustand entlang der Schenkel (axial) zusammengehalten wird.
Fig.2 zeigt schematisch eine Sicht auf einen bekannten Trans- formator von oben, wobei der Transformator den Kern 101, den Pressrahmen 102 und die Zugpressplatten 103 ähnlich Fig.l aufweist. Weiterhin sind in Fig.2 symbolisch Wicklungen 201 des Transformators dargestellt. Der in Fig.2 dargestellte Transformator umfasst im Gegensatz zu dem in Fig.l gezeigten Transformator drei Schenkel und in der Darstellung von Fig.2 sind schematisch bereits Wicklungen auf den Schenkeln aufgebracht .
Der in Fig.2 dargestellte Pressrahmen 102 kann im Wesentlichen durchgängig im oberen und unteren Bereich des Transfor mators ausgeführt sein (vgl. Fig.l); Fig.2 wählt hier eine symbolische geschnittene Darstellung zur Veranschaulichung, dass zusätzlich zu dem Pressrahmen 102 in bestimmten Abstän den und in etwa in jeder Mitte der Wicklung 201 je eine Zug¬ pressplatte 103 angeordnet ist, die die Pressrahmen 102 am oberen und unteren Ende des Transformators verbindet. Der Pressrahmen 102 bietet dem magnetischen Fluss einen hohen Querschnitt, was zu hohen Verlusten führt.
Fig.3 zeigt eine von Fig.l und Fig.2 unterschiedliche, erfin¬ dungsgemäße Pressrahmenstruktur in einer Draufsicht mit einer Vielzahl von Zugelementen 302 und Verstrebungen 301, die außerhalb von, insbesondere neben bzw. seitlich versetzt zu Wicklungen 201 angeordnet sind. Weiterhin zeigt Fig.3 mehrere Zugpressplatten 304. Die Zugelemente 302 und die Zugpress¬ platten 304 sind jeweils im oberen Bereich des Transformators und im unteren Bereich des Transformators fixiert, so dass der Kern wirksam axial fixiert wird und die Kernbleche zusam¬ mengehalten werden. Anhand der Verstrebungen 301 sind die Zugelemente 302 mit den Zugpressplatten 304 zumindest teil¬ weise verbunden.
Die Pressrahmenstruktur bietet dem magnetischen Fluss einen gegenüber der Ausführung gemäß Fig.2 deutlich reduzierten Querschnitt, was eine Reduzierung der Verluste durch Wirbel¬ ströme bedingt.
Die Pressrahmenstruktur ermöglicht eine Umverteilung der axialen Kräfte von dem Rand des Kerns in einen Bereich außerhalb der Wicklungen 201. Auch die Zugelemente 302 sind vorzugswei¬ se mit dem oberen und dem unteren Pressrahmen (nicht in Fig.3 dargestellt) fixiert. So erstrecken sich die Zugelemente 302 wie auch die Zugpressplatten 304 axial entlang des Transformators und sind insbesondere oben und unten am Transformator (z.B. an dem Pressrahmen) fixiert. Beispielsweise können die Zugelemente 302 unten eingehängt und oben mit dem Transforma- tor verschraubt sein.
Die erforderliche axiale Kraft, die die Wicklungen 201 des Transformators zusammenhält, wird gemäß Fig.3 auf die Zug- pressplatten 304, die Zugelemente 302 sowie die Verstrebungen 301 verteilt. Vorzugsweise ist eine derartige Konstruktion so dimensioniert, dass der Kern und die Wicklungen 201 (mindes¬ tens) mit den gleichen Kräften zusammengehalten werden wie bei einer herkömmlichen Pressrahmenstruktur.
So wird mit dem vorgeschlagenen Ansatz einerseits die erforderliche mechanische Stabilität gewährleistet und anderer¬ seits der Anteil der Zugpressplatten 304 im Kernquerschnitt reduziert. Dadurch entstehen weniger Verluste in den Zugpressplatten 304. Ferner kann das Volumen des Kerns reduziert werden, was sich vorteilhaft auf die Kosten des Transforma¬ tors auswirkt. Auch wird somit das Drehmoment auf die Zug¬ pressplatten 304 verringert.
Eine Option ist es, dass die axiale Kraftübertragung zwischen oberem und unterem Pressrahmen (nicht in Fig.3 dargestellt) über die Zugelemente 302 und/oder die Zugpressplatten 304 erfolgt, die beispielhaft zumindest teilweise aus einem elekt- risch isolierenden Material sind.
Hierbei ist es von Vorteil, dass diese Zugpressplatten 304 eine geringere mechanische Festigkeit aufweisen können, da diese auch an Stellen des Transformators eingesetzt werden können, die für elektrisch leitende Zugpressplatten 304 ungünstig sind und somit mehr Raum für Zugpressplatten 304 zur Verfügung steht. Insbesondere werden die Axialkräfte (Vor- presskraft, Kurzschlusskräfte) durch die Zugelemente 302 auf¬ genommen .
Beispielsweise können die Zugelemente 302, z.B. in Form von Zugpressplatten, aus elektrisch isolierendem Material
axial in die Wicklungen eingebracht bzw. eingewickelt werden, sich in einem Streukanal befinden und/oder
sich in einem Raum zwischen Wicklungen benachbarter Schenkel und in einem Bereich zwischen den Schenkeln und einer Kesselwand des Transformators befinden. Hierbei sei angemerkt, dass sich der Transformator innerhalb eines Kessels befindet, der z.B. mit einer Flüssigkeit ge¬ füllt ist. Der Streukanal hat insbesondere die beiden folgenden Funktio¬ nen :
(1) Eine zwischen zwei Wicklungen übertragene Leistung wird im Magnetfeld im Streukanal transportiert.
(2) Die Geometrie des Streukanals ist für die Kurzschlussim¬ pedanz des Transformators maßgeblich. Diese Kurzschlussimpe¬ danz begrenzt den Strom in einem Fehlerfall (d.h. bei einem Kurzschluss) . Die Kurzschlussimpedanz kann z.B. im Rahmen ei- nes Designs des Transformators vorgegeben sein, z.B. basie¬ rend auf einer Netzplanung.
Der (Haupt- ) Streukanal entspricht einem Zwischenraum zwischen zwei Wicklungen, z.B. einer Primär- und einer Sekundärwick- lung bzw. einer Ober- und einer Unterspannung.
Hat ein Transformator mehr als zwei Wicklungen, kann es mehrere Streukanäle geben. Bei mehrfach konzentrischem Design, kann es auch zwischen zwei (aufgeteilten) Wicklungen mehr als einen Streukanal geben, z.B. von innen nach außen: Unterspannung, Oberspannung, Unterspannung (in Serie mit einer inneren Unterspannung) .
Beispielsweise können modifizierte Leisten in Lagenwicklun- gen, Streukanal, Wicklungszwischenräumen als isolierende Zug¬ elemente ausgelegt sein. Auch können derartige Zugelemente in dem Kernvolumen des Transformatorkerns selbst angeordnet sein . Der obere und der untere Pressrahmen können jeweils weitge¬ hend konventionell gefertigt werden. Jedoch können die Ver¬ luste in den Pressrahmen fast vollständig vermieden werden: Durch die günstige Verteilung des Axialdrucks über eine Viel- zahl isolierender Zugelemente kann gleichzeitig eine Volumen- Optimierung des oberen und unteren Pressrahmens erreicht werden . Die Option der Zugelemente aus elektrisch isolierendem Material ermöglicht somit eine Reduzierung der Verlustleistung in dem Pressrahmen und erlaubt es, gleichzeitig die mechanische Stabilität des Pressrahmens zu erhalten. Entsprechend können die Zugelemente aus elektrisch isolieren¬ dem Material im Beispiel von Fig.2 nahezu überall in einem Bereich 401 angeordnet oder eingearbeitet sein. Durch die Verwendung des isolierenden Materials für die Zugelemente ergeben sich zusätzliche Freiheitsgrade im Design des Transfor- mators; insbesondere können die Zugpressplatten 103 vollständig durch Zugpressplatten aus elektrisch isolierendem Material ersetzt werden.
Obwohl die Erfindung im Detail durch das mindestens eine ge- zeigte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht darauf eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.

Claims

Patentansprüche
1. Pressrahmenstruktur für einen Transformator
mit mehreren Zugelementen (302),
mit mehreren Verstrebungen (301), die zumindest teilweise schräg von einem Kern des Transformators abstehend ausgeführt sind,
mit mehreren Zugpressplatten (304), die an oder in der Nähe des Kerns des Transformators angeordnet sind,
wobei die Zugelemente (302) außerhalb von Wicklungen (201) des Transformators angeordnet sind,
wobei anhand der Verstrebungen (301) die Zugelemente (302) mit den Zugpressplatten (304) verbunden sind.
2. Pressrahmenstruktur nach Anspruch 1, bei der die Verstrebungen (301) derart schräg ausgeführt sind, dass der mag¬ netische Fluss durch die Verstrebung (301) reduziert ist.
3. Pressrahmenstruktur nach einem der vorhergehenden An- Sprüche, bei der die Verstrebungen (301) aus Blech ausgeführt sind .
4. Pressrahmenstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Zugpressplatten (304) einen oberen
Pressrahmen des Transformators mit einem unteren Pressrahmen des Transformators verbinden.
5. Pressrahmenstruktur nach Anspruch 4, bei der die Zugelemente (302) den oberen Pressrahmen des Transformators mit dem unteren Pressrahmen des Transformators verbinden.
6. Pressrahmenstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Zugelemente (302) zumindest teilweise aus einem elektrisch isolierenden Material ausgeführt sind.
7. Pressrahmenstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Zugpressplatten (304) zumindest teilwei- se aus einem elektrisch isolierenden Material ausgeführt sind .
8. Pressrahmenstruktur nach Anspruch 7, bei der die Zug- pressplatten (304) zumindest teilweise in Wicklungen eingebracht sind.
9. Pressrahmenstruktur nach einem der Ansprüche 7 oder 8, bei der die Zugpressplatten (304) zumindest teilweise in ei- nem Streukanal des Transformators angeordnet sind.
10. Pressrahmenstruktur nach einem der Ansprüche 7 bis 9, bei der die Zugpressplatten (304) zumindest teilweise in ei¬ nem Raum zwischen Wicklungen (201) benachbarter Schenkel und in einem Bereich zwischen den Schenkeln und einer Kesselwand des Transformators angeordnet sind.
11. Pressrahmenstruktur nach einem der Ansprüche 7 bis 10, bei der die Zugpressplatten (304) zumindest teilweise in dem Kerns des Transformators angeordnet sind.
EP12756002.7A 2011-09-27 2012-09-04 Pressrahmenstruktur für transformator Active EP2735005B1 (de)

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