LAYER WINDING FOR TRANSFORMERS

Abstract: 1. A layer winding for transformers provided at its front end with leads (8) equipped with an additional insulation (9) in addition to the winding conductor insulation, and which consists of winding layers (1, 2, 3) radially-flanked on both sides by further winding layers, and with cooling channels (5) separated from one another by an insulating wall (4) between the winding layers (1, 2, 3), arranged radially one-above-another, and kept open by spacer strips (7), characterised in that - the insulating walls (4), which each flank a lead (8), are curved in the region of this lead (8) radially inwards or outwards, as the case may be, from that winding layer (1, 2, 3) which supports the latter, by special spacer strips (7') along their entire axial length ; - that in contrast to the winding layer (1, 2 or 3) which retains its cross-sectional circular ring shape, the insulating walls (4) differ in their cross-sectional shape which is otherwise likewise circularly ring-shaped ; - that the shortest distance between the insulating wall (4) and the additional insulation (9) of the lead (8) in the region of said lead is smaller than the internal width between the insulating wall (4) and the adjacent winding layer (1, 2 or 3) in this region but is equal to at least half the internal width between the insulating wall (4) and the adjacent winding layer (1, 2 or 3) outside of this region ; and - that the sum of the radial thickness - corresponding to the internal width - of the spacer strips (7, 7') which flank the same insulating wall (4) both internally and externally is equal in the normal peripheral zone and in the region of the leads, where the thickness of the thicker, special spacer strips (7') is reduced at their end adjacent to the additional insulation (9) of the lead (8) by the thickness of the additional insulation (9).

Description: Lagenwicklung fUr Transformatoren Die Erfindung betrifft eine Lagenwicklung fUr Transformatoren mit stirnseitigen, eine Zusatzisolierung zur Wickelleiterisolierung aufweisenden Ausleitungen aus radial auf beiden Seiten von weiteren Wicklungslagen flankierten Wicklungslagen und mit zwischen den Wicklungslagen durch eine Isolierwand voneinander getrennten, radial übereinanderliegenden durch Distanzleisten offengehaltenen KUhikanäl en. Derartige Lagenwicklungen sind durch die DE-OS 22 46 398 bekannt. Darüber hinaus sind durch die DE-OS 30 35 262 fUr Transformatorlagenwicklungen verstärkt isolierte Ausleitungen bekannt, deren verstärkte Isolierung aus unverleimt aufeinandergewickelten Kreppapierlagen besteht, die zusammen mit dem Au sl ei tungsl eiter faltenfrei abgebogen werden können. Zum Herausführen der verstärkt isolierten Ausleitungen, insbesondere von innenliegenden Wicklungslagen, werden bisher üblicherweise am ganzen Wicklungsumfang dickere, den Abmessungen der Ausleitungen angepasste Distanz- oder ÖIkanalleisten vorgesehen, um einen ausreichenden KUhl ölfluss zu gewährleisten. Die Verwendung der dickeren Distanzleisten verursacht Durchmesservergrösserungen am Wicklungsaufbau und dadurch Gewichtserhdhungen mit der Folge eines erhöhten Werkstoffverbrauchs und mit steigenden Transportabmessungen. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den Aufbau von Lagenwicklungen der eingangs genannten Art so zu verbessern, dass die von der Wicklung beanspruchte Querschnittsfläche kleiner wird als bei bisher üblichem Aufbau, wobei Jedoch die sichere AbfUhrung der entstehenden Verlustwärme aus der Wicklung ebenso gewährleistet bleiben muss wie die für die Kurzschlussfestigkeit wesentliche kreisringförmige Querschnittsform der einzelnen Wicklungslagen. Diese Aufgabe wird erfindunsgemäss dadurch gelöst, - dass die Jeweils eine Ausleitung flankierenden Isolier wände im Bereich dieser Ausleitung von der diese tra genden Wicklungslage durch besondere Distanzleisten über ihre gesamte axiale Länge radial nach innen oder nach aussen abgewölbt sind, - dass die IsolierwEnde hierdurch im Gegensatz zu der im Querschnitt ihre Kreisringform behaltenden Wicklungsla ge von ihrem im übrigen ebenfalls kreisringförmigen Querschnitt abweichen, - dass der kleinste Abstand zwischen der Isolierwand und der Zusatzisolierung der Ausleitung in deren Bereich zwar kleiner ist als die lichte Weite zwischen der Isolierwand und der benachbarten Wicklungslage in die sem Bereich, Jedoch mindestens halb so gross ist wie die lichte Weite zwischen der Isolierwand und der be nachbarten Wicklungslage ausserhalb diesem Bereich und - dass die Summe der der lichten Weite entsprechenden radialen Dicke der dieselbe Isolierwand von innen und von aussen flankierenden Distanzleisten im Normalumfangs bereich und im Ausleitungsbereich gleich ist, wobei die dickeren Distanzleisten an ihrem an der Zusatzisolie rung der Ausleitung anliegenden Ende in ihrer Dicke um die Dicke der Zusatzisolierung abgesetzt sind. Zweckmässige Ausgestaltungen der Erfindung bestehen da rin, dass die Isolierwände auch an jeder Stelle des Ausleitungsbereiches in gleicher Richtung gekrümmt sind wie im Normalumfangabereich und dass die Zusatzisolierung jeder der Ausleitungen jeweils über zwei oder mehrere Distanzleisten in Umfangsrichtung auf der ersten Windung der Wicklungslage fortgesetzt ist und dass sich die Abweichungen von der Kreisform im Querschnitt der Iso lierwande einschliesslich der Ubergangszonen je Ausleitung über mehrere Distanzleisten in Umfangsrichtung der Wicklung erstrecken. Nach weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsmerkmalen der Erfindung bestehen die Isolierwände aus aufeinandergewickelten und punktweise miteinander verklebten Papierbahnen, ist jeweils ein Ende jeder Distanzleiste mit der anliegenden Isolierwand verklebt und ist die Zusatzisolierung der Ausleitungen in sich elastischer als die Isolierwände und die Wicklungslagen. Der erfindungsgemässe Wicklungsaufbau ist sehr vorteilhaft, weil er durch den Verzicht auf eine Verstärkung der die Wicklungslagen mit Ausleitungen flankierenden Kühlkanäle zu einem kleineren Gesamtquerschnitt der Wicklungsanordnung und damit auch zu kleineren Gesamtabmessungen des Transformators führt und weil darüber hinaus überraschenderweise durch die erfindungsgemässe Wi cklungsano rdnung die Einhaltung der Kurzschluss spannung vorteilhaft beeinflusst ist. Ein Ausführungabeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen Ausschnitt aus einer Draufsicht von drei Wicklungslagen in stark verkleinertem Massstab und Fig. 2 bis 5 Schnitte durch die Stirnseiten dieser drei Wicklungslagen entlang der Linien II-II, III-III, IV-IV und V-V in Fig. 1 in weniger stark verklei nertem Massstab. Einander entsprechende Bauteile sind in allen Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen. Eine Transformatorlagenwicklung mit einer Vielzahl von nicht dargestellten Wicklungslagen ist radial nach aussen durch eine oberste Wicklungslage 1 abgeschlossen. Radial über der Wicklungslage 1 liegen beispielsweise mit nicht dargestellten Umstellern verbundene Wicklungslagen 2 und 3. Zwischen den jeweils radial aufeinanderfolgenden Wicklungslagen 1, 2 und 3 ist je eine Isolierwand 4 vorgesehen, die achsparallele Kühlkanäle 5 voneinander trennt. Die Kühlkanäle 5 sind durch Distanzleisten 7 offengehalten. Die Wickelleiterenden der jeweils letzten Windung jeder der Wicklungslagen 1, 2 und 3 sind als Ausleitungen 8 achsparallel aus der Wicklungsanordnung herausgeführt. Die Ausleitungen 8 tragen über der normalen Wickelleiterisolierung eine Zusatzisolierung 9, die üblicherweise für die volle Nennspannung des Transformators ausgelegt ist. Die Zusatzisolierung 9 erstreckt sich bis in die jeweilige Endwindung der zugehörigen Wicklungslage 1, 2 oder 3 und wird dort von beispielsweise drei Paar Distanzleisten 7 gehalten. Die Dicke der Zusatzisolierung 9 liegt bei Nennspannungen ab 200 kV in der Grössenordnung der Dicke der Distanzleisten 7, so dass der Ausgang der Kühlkanäle 5 in dem Bereich der Ausleitung 8 über etwa zwei oder mehr von Distanzleisten 7 gebildeten Sektoren ohne besondere Massnahmen praktisch verschlossen wäre. Zur Beherrschung der an der Wicklung auftretenden Kurzschlusskräfte ist für diese eine Beibehaltung der kreisringförmigen Quer schnittsform anzustreben. Aus diesem Grund werden bisher die Distanzleisten 7 überall dort über den gesamten Wicklungsumfang verstärkt ausgeführt, wo sie eine mit einer Ausleitung 8 versehene Wicklungslage einspannen. Erfindungsgemäss sind nun lediglich die Distanzleisten 7 verstärkt, die mit einem ihrer Enden an einer Zusatzisolierung 9 anliegen. Diese verstärkten Distanzleisten 7 weisen an ihrem an der Zusatzisolierung 9 anliegenden Ende einen Absatz 6 auf, durch den sie an die in den Kühikanal 5 vorstehende Zusatzisolierung 9 angepasst sind. Dagegen sind die sich über die Isolierwand 4 an den verstärkten Distanzleisten 7 abstützenden Distanzleisten 7 um ein entsprechendes Mass schwächer als die Distanzleisten 7 im Normalumfangsbereich ausgeführt. Zur Beibehaltung der Krümmungsrichtung der Isolierwände 4 sind die Distanzleisten 7 gegebenenfalls auch innerhalb des Ausleitungsbereiches in unterschiedlichen Dicken ausgeführt. Durch diese Variation der Dicke der Distanzleisten 7 wird zwar der kreisringförmige Querschnitt für die Wicklungslagen 1, 2 und 3 beibehalten, jedoch für die im Bereich der Ausleitungen 8 jeweils von der betreffenden Wicklungslage 1, 2 oder 3 abgewölbten Isolierwände 4 aufgegeben. Diese Anordnung ermöglicht daher auch für Wicklungslagen mit verstärkt isolierten Ausleitungen 8 eine Beibehaltung des normalen Lagenabstandes und gewährleistet dadurch eine sehr gute Raumausnutzung. Daneben hat diese Anordnung überraschenderweise auch einen sehr vorteilhaften Einfluss auf die Kurzschlussspannung. 6 Patentansprüche 5 Figuren

Claims: PatentansprUche 1. Lagenwicklung für Transformatoren mit stirnseitigen, eine Zusatzisolierung (9) zur Wickelleiterisolierung aufweisenden Ausleitungen (8) aus radial auf beiden Seiten von weiteren Wicklungslagen flankierten Wicklungslagen (1, 2, 3) und mit zwischen den Wicklungslagen (1, 2, 3) durch eine Isolierwand (4) voneinander getrennten, radial übereinanderliegenden, durch Distanzleisten (7) offengehaltenen Kühlkanälen (5), dadurch gekennzeichnet, - dass die jeweils eine Ausleitung (8) flankierenden Isolierwände (4) im Bereich dieser Ausleitung (8) von der diese tragenden Wicklungslage (1, 2, 3) durch besondere Distanzleisten (7) über ihre gesamte axiale Länge radial nach innen bzw. nach aussen abgewölbt sind, - dass die Isolierwände (4) hierdurch im Gegensatz zu der im Querschnitt ihre Kreisringform behaltenden Wick lungslage (1, 2 oder 3) von ihrem im übrigen eben falls kreisringförmigen Querschnitt abweichen, - dass der kleinste Abstand zwischen der Isolierwand (4) und der Zusatzisolierung (9) der Ausleitung (8) in deren Bereich zwar kleiner ist als die lichte Weite zwischen der Isolierwand (4) und der benachbarten Wicklungslage (1, 2 oder 3) in diesem Bereich, jedoch mindestens halb so gross ist wie die lichte Weite zwi schen der Isolierwand (4) und der benachbarten Wick lungslage (1, 2 oder 3) ausserhalb dieses Bereiches und - dass die Summe der der lichten Weite entsprechenden ra dialen Dicke der dieselbe Isolierwand (4) von innen und von aussen flankierenden Distanzleisten (7) im Normalumfangsbereich und im Ausleitungsbereich gleich ist, wobei die stärkeren Distanzleisten (7) an ihrem an der Zusatzisolierung (9) der Ausleitung (8) anlie genden Ende in ihrer Dicke um die Dicke der Zusatziso lierung (9) abgesetzt sind. 2. Lagenwicklung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Isolierwände (4) auch an jeder Stelle des Ausleitungsbereiches in gleicher Richtung gekrümmt sind wie im Normalumfangsbereich. 3. Lagenwicklung nach Anspruch 1 und 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Zusatzisolierung (9) jeder der Ausleitungen (8) jeweils über zwei oder mehrere Distanzleisten (7) in Umfangsrichtung auf der ersten Windung der Wicklungslage (1, 2, 3) fortgesetzt ist und dass sich die Abweichungen von der Kreisform im Querschnitt der Isolierwände (4) einschliesslich der Ubergangszonen je Ausleitung über mehrere Distanzleisten (7) in Umfangsrichtung erstrecken. 4. Lagenwicklung nach Anspruch 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Isolierwände (4) aus aufeinandergewickelten und punktweise miteinander verklebten Papierbahnen bestehen. 5. Lagenwicklung nach Anspruch 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass jeweils ein Ende jeder Distanzleiste (7) mit der anliegenden Isolierwand (4) verklebt ist. 6. Lagenwicklung nach Anspruch 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Zusatzisolierung (9) der Ausleitungen (8) in sich elastischer ist als die Isolierwände (4) und die Wicklungslagen (1, 2, 3).

Inventors: MOSSINGER, HERBERT, Mössinger, Herbert
Applicants: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT BERLIN UND MUNCHEN
Application year: 1985
Main classification: H01F27
IPC codes: H01F27