SE511359C2 - Lindning samt krafttransformator eller reaktor - Google Patents

Description

.i »L-.muuu..__...4\ ... ...AL mnlli EEw¶fi:aw¶P 511 359 10 15 20 25 30 35 kortslutningskrafter. Lindningarna monteras vidare som en enhet 'på kärnan. Därefter monteras en serie av tryckskivor som spännes upp mot en barriärcylinder. Hela montaget är monterat i linje pà en nedre distansring. Mellan kärnans ok och lindningarna sitter en kompressionsring vilken förspänner lindningarna. Således måste kortslutningskrafterna tas upp av själva järnkärnans ok med dess klamrar vilka håller ihop lamineringen.

I det fall lindningen används till en reaktor för att kompensera reaktiv effekt existerar ingen järnkärna. Lindningen i detta fall utgörs enbart av en spole.

UPPFINNINGENS SYFTE: Syftet med uppfinningen är att åstadkomma en ny typ av lindning i en krafttransformator eller i en reaktor innefattande en högspänningskabel med ett yttre halvledande skikt. Lindningen är försedd med distansorgan vilka är anordnade att åstadkomma kylkanaler mellan koncentriska lindningsvarv samt även utgöra organ för en axiell förspänning i lindningen. Härvid löses problem med kortslutningskrafter i lindningen så att tidigare kraftupptagande klamrar i exv. transformatorer kan göras lättare och mindre. Detta resulterar i minskade virvelströmmar i klamrarna och härvid minskar de totala virvelströmsförlusterna.

Lindningarna är härvid utförda som ett mekaniskt kompakt och enhetligt lindningspaket vilket kan ta upp belastningar, sásom kortslutningskrafter, utan att överföra krafterna till järnkär- nan i en transformatorlösning.

Uppfinningen syftar vidare till att åstadkomma axiella cylinder- formade kanaler mellan varje lindningsvarv i lindningarna där det kylande mediet är rätt fördelat för att klara lindningarnas olika kylbehov. De cylindriska kanalerna skapas med distanser som lägges in vid lindningen av spolen. Kylflödet àstadkommes med fläktar och distanserna är dimensionerade för att ge flöden i kanalerna som klarar de enskilda lindningarnas kylbehov. lO 15 20 25 30 35 511 359 En ytterligare fördel med föreliggande transformatorkonstruktíon är att lindningarna kan förmonteras på kabeltrummor i kabelfab- riken för att pà plats monteras in kring järnkärnan vilket medför en stor förbättring i produktionsteknik för dessa typer av transformatorer.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN: Föreliggande uppfinning avser en lindning till en krafttransfor- mator eller till en reaktor. Lindningen innefattar en högspän- ningskabel vilken i transformatorutförandet är lindad kring en transformatorkärna. Lindning är försedd med ett antal axiellt löpande distansorgan som separerar varje kabelvarv i radiell led i lindningen för att bland annat skapa axiella cylindriska kylkanaler.

Enligt en utföringsform av uppfinningen är lindningen således anordnad med axiella cylindriska kylkanaler mellan varje utanpà liggande lindningsvarv, vilka kanaler är skapade med distanserna vid lindning av spolen.

Vidare är distansorganet enligt utföringsformen anordnat att axiellt spänna samman lindningen till ett enhetligt lindningspa- ket vilket bl.a. kan uppta mekaniska kortslutningskrafter.

Dessutom är distansorganet anordnat med ett elastiskt skikt för att uppta vibrationer som kan uppstå i lindningen.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA: Uppfinningen kommer nu med hânvisningsbeteckningar i anslutning till bifogade ritningsfigurer att närmare beskrivas.

Figur 1 visar schematiskt ett axiellt snitt mitt i en lindning enligt föreliggande uppfinning. 10 15 20 25 30 35 511 359 Figur Figur 3a Figur 3b Figur visar ett snitt A-A enligt figur 1 av en lindningsspole försedd med distansorgan enligt uppfinningen. visar ett partiellt snitt genom en övre stödplatta enligt föreliggande uppfinning. visar ett partiellt snitt genom en undre stödplatta enligt föreliggande uppfinning. visar ett snitt genom en högspänningskabel enligt föreliggande uppfinning.

BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN: Figur 1 visar ett tvärsnitt genom en krafttransformator 1 försedd med en lindningsspole 2 med lindningar 3 arrangerade i spiralform startande vid en undre stödplatta 4 och lindade uppåt. varandra.

Lindningarna kan men behöver inte vara anslutna till Olika lindningar med olika kabeldiametrar ingår i den i figuren visade utföringsformen. Som även framgår av figuren är, p.g.a. olika kabeldiameter i olika kabelvarv, varje lindning försedd med axialdistanser a,b,c för att inpassa varje lindnings axiella läge i spolen. Mellan varje lindningsvarv 5,6,7 är ett antal distansorgan 8,9 införda. Härvid är ett första distans- organ 8 infört mellan ett första lindningsvarv 5 och ett andra koncentriskt anordnat lindningsvarv 6. Ett andra distansorgan 9 är infört mellan det andra lindningsvarvet 6 och ett tredje likaledes koncentriskt lindningsvarv 7, osv. Varje distansorgan 8,9 är i lindningsspolen 2 fastspänd i den undre stödplattan 4 och anspännes med ett spänndon 10 mot en övre stödplatta 11. Som framgår av figur 1 är det första distansorganet 8 grövre än exempelvis det andra varvid en bredare kanal mellan lindnings- varven åstadkommes. Lindningsspolen utgör härvid en i transfor- matorn från dess järnkärna fristående del vilken inte behöver stödjas mot jårnkärnan för att kompensera för alla uppträdande mekaniska kortslutningskrafter. Lindningsstrukturen kan men behöver inte vara i kontakt med järnkärnan i det s.k. fönstret.

Lindningsspolen 2 omsluter järnkärnans ben 12 vilket i dess nedre och övre ände är anslutet till ett ok 13 för kontakt med ytterligare ett ben (ej visat). 10 15 20 25 30 35 511 359 Distansorganen 8,9 är endera cylindriska eller rektangulära i tvärsnitt och är åtminstone i ena änden försedda med ett spänndon 10 i form av en mutter med gänga eller en kilanordning.

Som framgår av figur 2 är distansorganen 8,9 placerade radiellt ut från järnkärnans ben 12 med stödplattorna 4,11 i en ”eker”- formad placering. Antalet stödplattor 11 som fördelats runt hela lindningsspolen 2 är tolv stycken i en fördelaktig utförings- form, men kan variera beroende på lindningsstorlek mellan åtta och sexton stycken. Radiellt är fem distansorgan placerade genom varje ”eker” i en lindningsspole av föreliggande slag. Distans- organen 8,9 åstadkommer vidare axiella cylindriska kylkanaler 13,14 mellan varje radiellt liggande lindning 5,6,7. Lindnings- varven luftkyles genom att luft pressas genom kanalerna av fläktar (ej visade). Distansorganen 8,9 är placerade runt om i lindningsspolen 2 och är axiellt längsgående. Dístanserna lägges mellan lindningsvarven under lindning av spolen.

Således är varje lindningsspole omsluten av en kylkanal inuti Kylbehovet är olika för olika kylflöden i de För att åstadkomma rätt kylning av vilken kylluft är anordnad att strömma. lindningarna vilket innebär att man har koncentriska kanalerna. kanalerna, som indikerats ovan, är kanalerna anordnade med olika dimensioner i radiell led.

Det första distansorganet 8 är utfört av metall eller armerad plast överdragen med ett gummiskikt 16 verkande som en fjäder för att dämpa vibrationer i lindningen under drift. Spänndonet är i en utföringsform utformat som en kilanordning och i en andra utföringsform utformat som en skruv-muttermekanism.

Lindningspaketet kan härvid förspännas så att lindningen mekaniskt uppträden som en separat enhet. Förspänningen är inte högre än att lindningen hålls på plats. Förspänningen kan inte vara högre än vad kabelns PEX-isolering klarar av. I transforma- torutförandet förankras dessutom lindningspaketet vid järnkärnan på lämpligt sätt.

*H .ml m m .mmm .w ||| l. lm' wlan ~m- ~\=1|\\>-.-| mm .mmm hflhmmm 511 359 10 15 20 25 30 35 Figur 3a visar den övre stödplattan 11 vilken är försedd med draghål 16 i ett antal som svarar mot antalet distansorgan 8.

Genom draghàlen 16 sträcker sig distansorganen 8 varvid dessa är anordnade att axiellt anspännas mot stödplattan 11 med en spännmutter 18. I det fall distansorganet är elektriskt ledande används dess ände till att ansluta ett jordningsorgan 20. Figur 3a visar även att distansorganets 8 kärna 22 är i dess övre ände ansluten till en pásvetsad dragtapp 31 försedd med en gänga 32 för att med spännmuttern 18 anspännas mot den övre stödplattan ll.

På motsvarande sätt är distansorganets 8 kärna i dess nedre ände 33, se figur 3b, ansluten till en pàsvetsad bottentapp 34 vilken även den är försedd med en gänga 35 för en undre mutter 36 för att anspännas mot undre stödplattan 4. Figuren visar lindningsvarven märkta 1-8 där 1 betecknar det innersta lindningsvarvet och 8 betecknar det yttersta lindningsvarvet.

Som framgår av figuren är varje distansorgan 8 försett med ett flexibelt dämporgan 40 företrädesvis av gummi. Dämporganets 40 tjocklek är anpassat efter avståndet mellan lindningsvarven beroende på att olika lindningsvarv kan vara utformade med kablar av olika diametrar. Vidare är lindningspaketet låst till transformatorkärnan genom att på bottentappen 34 är gängad en kärndistans 42 i sin tur fastsatt med ett skruvförband vid transformatorkärnan via en bottenplatta 44.

I figur 4 visas ett snitt genom en högspänningskabel 111 att användas i en lindning enligt föreliggande uppfinning. Högspän- ningskabeln 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. Runt det första halvledande skiktet 113 finns anordnat ett isolations- skikt 114, t.ex. PEX-isolation. Runt isolationsskiktet 114 finns anordnat ett andra halvledande skikt 115. Begreppet högspän- ningskabel i föreliggande ansökan innefattar således ej det yttre skyddshölje som normalt omger en dylik kabel vid 511 359 kraftdistribution. Högspänningskabeln har en diameter i inter- vallet 20 - 200 mm och en ledningsarea i intervallet 80 - 3000 2 mm.

Uppfinningen är tillämpbar såväl vid en krafttransformator som vid en reaktor.

Claims (11)

511359 Patentkrav:

1. Lindning (3) utformad som en lindningsspole (2) med koncentriskt belägna lindningsvarv, kännetecknad av att 5 åtminstone ett lindningsvarv utgörs av högspänningskabel (111) försedd med ett yttre halvledande skikt (115) och att lindningen l (3) är försedd med axiellt mellan varje lindningsvarv placerade lindningsseparerande distansorgan (8,9) anordnade att axiellt u) mun x hålla samman lindningen (3). 10

2. Lindning enligt kravet 1, kännetecknad av att distans- .Mill 1 mm! I .n H organen (8,9) är anordnat att samverka med radiellt sig sträck- ande stödelement (4,1l) på båda sidor om lindningsspolen (2) för bildande av en mekanisk lindningsstruktur med koncentriskt 15 placerade lindningar i en burliknande konstruktion. a,r.....uw.a....afl)un|.nflmuit . m n.

3. Lindning enligt kravet 2, kännetecknad av att ett stödelement (4,11) är utformat som en övre stödplatta (11) (M försedd med draghàl (16) genom vilka distansorganen (8,9) 20 sträcker sig varvid distansorganen (8,9) är anordnat att axiellt ~ )rø(ï|\|)(:Å~ x (w 1:.- anspännas mot den övre stödplattan (11).

4. Lindning enligt kravet 3, kännetecknad av att den övreg stödplattan (11) sträcker sig radiellt över hela lindningsspolen 25 (2), från det innersta lindningsvarvet (5) till det yttersta Q; lindningsvarvet.

: 5. Lindning enligt kravet 4, kännetecknad av att ett antal stödelement (4,1l) är radiellt anordnade över minst en hel sida 30 av lindningsspolen (2) bildande en ekerformad stödsida.

6. Lindning enligt något av kraven 2-5, kännetecknad av att ett stödelement (4,11) är utformat som en undre stödplatta (4) i vilken distansorganen (8,9) är fastspända eller att den 35 undre stödplattan (4) är försedd med draghàl (16) genom vilka distansorganen (8,9) sträcker sig varvid distansorganen (8,9) är anordnade att axiellt anspännas mot den övre stödplattan (11). Eëiiäxt: (iii: 131%' nä) -i maä wa lO 15 20 25 511 359

7. Lindning enligt kravet 6, kännetecknad av att ett antal undre stödplattor (4) är radiellt anordnade över hela sidan av lindningsspolen (2) bildande en ekerformad undre stödsida.

8. Lindning enligt något av ovanstående krav, kännetecknad av att kabeln innefattar en kärna med ett flertal kardeler (112), ett kärnan omgivande inre halvledande skikt (113), ett det inre halvledande skiktet (113) omgivande isolerande skikt (114) och att det isolerande skiktet (114) omges av det yttre halvledande skiktet (115);

9. Lindning enligt något av kraven 1-8, kânnetecknad av att kabelns yttre halvledande skikt (115) är jordat.

10. Lindning enligt något av kraven 1-9, kännetecknad av att högspänningskabeln (111) har en diameter i intervallet 20 - 200 mm och en ledningsarea i intervallet 80 - 3000 mmï

11. Krafttransformator (1) eller reaktor innefattande en lindning enligt något av ovanstående krav.