[0001] Die Erfindung betrifft Transformatoren mit einem Aktivteil in einem ölgefüllten glattwandigen
Kessel, dessen Seitenwände durch aufgeschweißte Stege gestützt und in wandhohe Felder
unterteilt sind.
[0002] Derartige glattwandige Kessel werden üblicherweise bei Großtransformatoren verwendet.
Zur Rückkühlung der in diesen Transformatoren eingesetzten Kühlflüssigkeit sind entweder
auf den Außenseiten und/oder Stirnseiten des Transformatorkessels Radiatoren vorgesehen
oder es dient hierzu ein in einer besonderen Baueinheit zusammengefaßtes Rückkühlgerät.
[0003] Unabhängig von der Art der Rückkühlung sind die Kessel für diese Großtransformatoren
nach Festigkeitsgesichtspunkten gestaltet, wobei aus Gründen der Wirtschaftlichkeit
und zur Senkung des Transportgewichtes eine Minimierung der Wandstärke der eingesetzten
Bleche angestrebt ist. Zu diesem Zweck ist im allgemeinen eine große Anzahl von Stegen
zur Versteifung der verhältnismäßig großflächigen Seitenwände des Transformatorkessels
vorgesehen.
[0004] Nachteilig ist hierbei, daß durch den angestrebten Leichtbau die Kesselseitenwände
verhältnismäßig hohe Eigenfrequenzen aufweisen und daß außerdem in den Kesselseitenwänden
auftretende Schwingungen auch bei großen Amplituden nur sehr schwach bedämpft sind.
Bedingt hierdurch können Transformatoren mit derartig gestalteten Kesseln verhältnismäßig
häufig und außerdem mit teilweise unerwartet großen Lautstärken als Geräuschabstrahler
auftreten.
[0005] Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, für die Kessel von Transformatoren
eine wirtschaftliche Ausgestaltung zu schaffen, durch die gewährleistet ist, daß Resonanzschwingungen
der Kesselseitenwände mit dem Transformatorkern vermieden sind und daß darüber hinaus
die Abstrahlung der vom Transformatorkern erzeugten Schwingungen über die Seitenwände
des Kessels nur bedämpft erfolgt.
[0006] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem glattwandigen Kessel mit in wandhohe
Felder unterteilten Seitenwänden dadurch erreicht, daß die Eigenfrequenz f der Blechwand
in jedem Feld gemäß der Funktion

kleiner ist als die doppelte Netzfrequenz, wobei S die Blechdicke in cm, B die lichte
Feldbreite in cm und k
f eine in ihrer absoluten Größe vom Längen-Breiten-Verhältnis des Feldes, vom Elastizitätsmodul,
von der Querkontraktion und von der Wichte des verwendeten Werkstoffes abhängige Konstante
ist.
[0007] Nach vorteilhaften Ausgestaltungen der Erfindung ist vorgesehen, daß die Felder eine
Mindestbreite von 50 cm aufweisen und daß für die Seitenwände des Kessels mindestens
im Bereich von wandhohen Feldern ein Blech mit einer Stärke von mindestens 1,2 cm
eingesetzt ist.
[0008] Nach zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung ist die Breite der wandhohen Felder
gleich der doppelten Breite von auf der Seitenwand angeordneten Radiatoren und sind
die Seitenwände aus feldbreiten Elementen zusammengesetzt, deren vertikale Ränder
zur Bildung der Stege nach außen abgekantet sind, wobei die Stege voneinander benachbarten
feldbreiten Elementen miteinander ein im Querschnitt V-förmiges Profil bilden.
[0009] Die erfindungsgemäße Gestaltung von Kesselseitenwänden für Transformatorkessel ist
sehr vorteilhaft, weil sie im Ergebnis durch Verwendung von stärkeren Wanddicken zu
einer Verringerung der Anzahl der zur Versteifung erforderlichen Stege führt und dadurch
praktisch ohne Mehrkosten den Bau von Transformatoren ermöglicht, deren Geräuschabstrahlung
geringer ist als bei Transformatoren in Standardausführung.
[0010] Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind anhand einer Zeichnung näher erläutert.
Fig. 1 zeigt einen Transformatorkessel mit auf die Seitenwände aufgeschweißten Stegen.
Fig. 2 zeigt den Ausschnitt eines Querschnitts durch eine aus wandhohen Elementen
zusammengesetzte Transformatorkesselseitenwand.
[0011] In einem quaderförmigen Gehäuse mit Kantenlängen von einigen Metern ist in nicht
näher dargestellter Art und Weise der Aktivteil eines Transformators angeordnet. Das
quaderförmige Gehäuse ist seitlich von Seitenwänden 1 und Stirnwänden 2 abgeschlossen.
Die unteren Ränder der Seitenwände 1 und der Stirnwände 2 sind öldicht mit einer nicht
dargestellten Bodenplatte verbunden. Am oberen Rand der Seitenwände 1 und der Stirnwände
2 ist ein Flansch 3 vorgesehen, auf dem ein Deckel 4 ebenfalls öldicht, jedoch lösbar
befestigt ist.
[0012] Auf der Außenseite der Seitenwände 1 und der Stirnwände 2 sind zur Versteifung derselben
Stege 5 mit ihren Stirnseiten aufgeschweißt. Durch die Stege 5 sind sowohl die Seitenwände
1 als auch die Stirnwände 2 schwingungstechnisch in einzelne Felder aufgeteilt. Durch
eine gewisse Überdimensionierung der Blechstärke in den Seitenwänden 1 und den Stirnwänden
2 ist die Zahl der Stege 5 verhältnismäßig klein und gleichzeitig die Eigenfrequenz
der Blechwand in den einzelnen Feldern kleiner als die doppelte Netzfrequenz.
[0013] Fig. 2 zeigt im Ausschnitt einen Querschnitt durch eine aus feldbreiten Elementen
6 zusammengesetzte Seitenwand 1 oder Stirnwand 2. Die vertikalen Ränder dieser feldbreiten
Elemente 6 sind um eine vertikale Linie um weniger als 90° abgekantet. Die abgekanteten
Ränder von einander benachbarten Elementen 6 bilden dadurch jeweils einen im Querschnitt
V-förmigen Steg, dessen außenliegende Berührungslinie durch eine Schweißnaht 7 verschlossen
ist. Der Aufbau der Seitenwände 1 und der Stirnwände 2 aus Elementen 6 erlaubt durch
deren Standardisierung einen Aufbau des Transformatorkessels nach dem Baukastenprinzip
und trägt durch eine mögliche Verringerung der Lagerhaltung für Bleche zu einer wirtschaftlicheren
Fertigung bei.
1. Transformator mit einem Aktivteil in einem ölgefüllten glattwandigen Kessel, dessen
Seitenwände durch aufgeschweißte Stege gestützt und in wandhohe Felder unterteilt
sind, dadurch gekennzeichnet , daß die Eigenfrequenz f der Blechwand (1, 2) in jedem
Feld gemäß der Funktion

kleiner ist als die doppelte Netzfrequenz, wobei S die Blechdicke in cm, B die lichte
Feldbreite in cm und k
f eine in ihrer absoluten Größe vom Längen-Breiten-Verhältnis des Feldes, vom Elastizitätsmodul,
von der Querkontraktion und von der Wichte des verwendeten Werkstoffes abhängige .
Konstante ist.
2. Kessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Felder eine Mindestbreite
von 50 cm aufweisen.
3. Kessel nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet , daß für die Seitenwände
(1, 2) mindestens im Bereich von wandhohen Feldern ein Blech mit einer Stärke von
mindestens 1,2 cm eingesetzt ist.
4. Kessel nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Breite der wandhohen
Felder gleich der doppelten Breite von auf der Seitenwand (1, 2) angeordneten Radiatoren
ist.
5. Kessel nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Seitenwände (1,
2) aus feldbreiten Elementen (6) zusammengesetzt sind, deren vertikale Ränder zur
Bildung der Stege nach außen abgekantet sind.
6. Kessel nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß Stege von einander benachbarten
feldbreiten Elementen (6) miteinander ein im Querschnitt V-förmiges Profil bilden.