(19)
(11) EP 0 074 521 A1

(12) EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG

(43) Veröffentlichungstag:
23.03.1983  Patentblatt  1983/12

(21) Anmeldenummer: 82107721.1

(22) Anmeldetag:  23.08.1982
(51) Internationale Patentklassifikation (IPC)3H01F 27/33, H01F 27/02
(84) Benannte Vertragsstaaten:
AT BE CH DE FR GB IT LI NL SE

(30) Priorität: 07.09.1981 DE 3135420

(71) Anmelder: TRANSFORMATOREN UNION AKTIENGESELLSCHAFT
D-7000 Stuttgart 50 (DE)

(72) Erfinder:
  • Reiplinger, Erich, Dr.
    D-8500 Nürnberg (DE)

(74) Vertreter: Mehl, Ernst, Dipl.-Ing. et al
Postfach 22 13 17
D-80503 München
D-80503 München (DE)


(56) Entgegenhaltungen: : 
   
       


    (54) Transformator mit glattwandigem Kessel


    (57) Derartige Kessel sind üblicherweise bei Großtransformatoren mit ölgekühlten Aktivteilen vorgesehen, wobei die Seitenwände (1, 2) des Kessels durch aufgeschweißte Stege (5) gestützt und in wandhohe Felder unterteilt sind. Erfindungsgemäß ist die Eigenfrequenz der Seitenwände (1, 2) des Kessels in jedem von Stegen (5) eingeschlossenen Feld kleiner als die doppelte Netzfrequenz. Dabei ist die Eigenfrequenz

    In dieser Funktion ist S die Blechdicke in cm, B die lichte Feldbreite in cm und kf eine vom Längen-Breiten-Verhältnis des Feldes, vom Elastizitätsmodul, von der Querkontraktion und von der Wichte des verwendeten Werkstoffes abhängige Konstante. Die Verwendung von erfindungsgemäß gestalteten Kesseln ist besonders vorteilhaft möglich bei Transformatoren mit Nennleistungen von einigen 100 MVA, und zwar unabhängig davon, ob die Radiatoren der Rückkühleinrichtung am Transformatorkessel selbst oder in einer getrennten Baueinheit aufgestellt sind.




    Beschreibung


    [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 kf 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.


    Ansprüche

    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 kf 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.
     




    Zeichnung







    Recherchenbericht