DE2358072A1 - OIL-INSULATED ELECTRIC TRANSFORMER - Google Patents

OIL-INSULATED ELECTRIC TRANSFORMER

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British Oxigen Ltd
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D19/00—Degasification of liquids
    • B01D19/0063—Regulation, control including valves and floats

Description

PATE WTA K VT Ä 1,TPATE WTA K VT Ä 1, T

DIPL. INO. K. HÖLZER A UGS B V Il O DIPL. IN O. K. HÖLZER A UGS BV Il O

1*1*

K.K.

Augsburg, den 21. November 1973Augsburg, November 21, 1973

The British Oxygen Company Limited, Hammersmith House,The British Oxygen Company Limited, Hammersmith House,

London W69DX, England,London W69DX, England,

ölisolierter elektrischer Transformatoroil insulated electrical transformer

Die Erfindung betrifft einen ölisolierten elektrischen Transformator, dessen Wicklung in ein in einem Behälter befindliches Isolationsöl eingetaucht ist.The invention relates to an oil-insulated electrical Transformer, the winding of which is in one in a container any insulation oil is immersed.

Die Durchschlagsfestigkeit eines Isolatiönsöls wird beträchtlich vermindert, wenn in ihm Wasser, das oder The dielectric strength of an Isolatiönsöls is considerably reduced if water, the or in it

4000237032140002370321

teilehenförmige Verunreinigungen enthalten sind. Das führt zu einem verschlechterten Transformatorbetrieb, da seine Verluste mit der Zeit in dem Maße größer werden, in dem das öl zunehmend mit aus der Außenluft absorbiertem Wasser und Gas verunreinigt wird. Während feste Verunreinigungen mittels Filtern geeigneter Porengröße entfernt werden können, müssen absorbierte Gase und Wasserdampf mit Hilfe eines DesorptionsVerfahrens entfernt werden.Particulate impurities are included. Leading to deteriorated transformer operation as its Losses increase over time as the oil increases with water absorbed from the outside air and gas becomes contaminated. While solid impurities are removed by means of filters of suitable pore size absorbed gases and water vapor must be removed using a desorption process.

Es ist bekannt, elektrotechnische öle intermittierend zu behandeln, indem der betreffende Transformatorbehälter in geeigneten Zeitabständen an eine fahrbare Reinigungseinrichtung mit Filtern, elektrischen oder anderen Heizgeräten und Vakuumentgasungseinrichtungen angeschlossen wird» Derartige Reinigungseinrichtungen verbrauchen eine Menge Energie zum Aufheizen dee öle auf seine Behandlungstemperatur und benötigen viel Zeit, da der ErwärmungsVorgang mit großer Vorsicht stattfinden muß, damit die öltemperatur zur Vermeidung einer thermischen Zersetzung des Öls begrenzt bleibt. Unmittelbar vor dieser Behandlung und während der gesamten Behandlungszeit ist der Transformator außer Betrieb und folglich müssen zur Vorbereitung umständliche und teuere Maßnahmen getroffen werden« It is known to treat electrotechnical oils intermittently by connecting the transformer tank in question to a mobile cleaning device with filters, electrical or other heating devices and vacuum degassing devices at suitable intervals , since the heating process must take place with great care so that the oil temperature remains limited to avoid thermal decomposition of the oil. Immediately before this treatment and during the entire treatment time, the transformer is out of operation and consequently cumbersome and expensive measures must be taken in preparation «

409823/0321409823/0321

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrundej bei einemThe invention is based on the object of one

der eingangs dargelegten allgemeinen Art die Behandlung des Öls bei stromführendem Transformator' zu ermöglichen und dadurch eine Ausfallzeit des Transformators unnötig zu machen oder mindest ens zu verkürzen.of the general type set out at the beginning the treatment of the oil when the transformer is live ' and thereby a downtime of the transformer to make it unnecessary or at least shorten it.

Im Sinne der Lösung dieser Aufgabe ist ein soleher ölisolierter elektrischer Transformator gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß das Innere des Transformatorgehäuses ständig mit einer VakuumeBtgasungseinrichtung in Verbindung steht s welche das öl bei stromführendem. Transformator behandelt, und daß Mittel zum kontinuierlichen oder intermittierenden Zuführen von Öl zur Entgasungseinrichtung und zum Rückleiten des .behandelten Öls in das Trans format or gehäuse vorgesehen sind,.In the sense of solution of this problem a soleher oil-insulated electrical transformer is characterized according to the invention characterized in that the interior of the transformer housing constantly communicates with a VakuumeBtgasungseinrichtung in conjunction s which the oil-in current-carrying. Treated transformer, and that means are provided for the continuous or intermittent supply of oil to the degassing device and for the return of the treated oil in the Trans format or housing.

Eine bevorzugte AuSfuhr tings, form der Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die anliegende Zeichnung beispielsweise beschrieben* - . -' . 'A preferred embodiment of the invention is described below with reference to the accompanying drawing, for example . - ' . '

In einem Transformatorgehäuse 2 befinden sich die Transformatorwicklung und Isolationsöl. Für den elektrischen Anschluß der-Transformatorspulen sind isolierte Anschlüsse vorgesehen.In a transformer housing 2 are the Transformer winding and insulation oil. For the electric Connection of the transformer coils are insulated connections intended.

- 3 Λ09823/032Ί - 3 Λ09823 / 032Ί

Vom unteren Teil des Transformatorgehäuses 2 aus führt eine'Leitung 6 über ein Ventil 8 in ein Filter 10, welches so ausgebildet ist, daß es alle oder mindestens einen großen Teil der im Ql suspendierten Feststoffteilchen ausfiltert. Das gefilterte öl strömt durch die Leitung 6 weiter durch ein Ventil 12 in den oberen Teil eines Vakuumbehandlungsgefäßes 14 mit einer mittigen Kammer 16., welche mit Raschig-Ringen oder anderen Füllkörpern 17 gefüllt ist, über welche das zu behandelnde öl in Form eines dünnen Filmes strömt. Dabei wird das öl einem Vakuum ausgesetzt, welches mittels einer durch einen Elektromotor 20 angetriebenen Vakuumpumpe l8 erzeugt wird. Im unteren Teil des Gefäßes 14 ist ein den Füllstand abtastender Schalter 22 angeordnet.From the lower part of the transformer housing 2 leads a line 6 via a valve 8 into a filter 10, which is designed in such a way that it contains all or at least a large part of the solid particles suspended in the Ql filters out. The filtered oil flows through the line 6 further through a valve 12 in the upper part of a Vacuum treatment vessel 14 with a central chamber 16, which is filled with Raschig rings or other fillers 17 is over which the oil to be treated flows in the form of a thin film. The oil becomes one Vacuum exposed, which is generated by means of an electric motor 20 driven vacuum pump l8. In the lower part of the vessel 14 is the level Scanning switch 22 is arranged.

Die Leitung 6 führt vom Boden des Gefäßes 14 weiter über eine ölpumpe 24 und ein Permanentmagnetfilter 26 zu einem Auslaßventil 28, Vom Ventil 28 aus strömt das behandelte öl durch ein Ventil 30, bevor es wieder in das Innere des Gehäuses 2 einströmt.The line 6 continues from the bottom of the vessel 14 via an oil pump 24 and a permanent magnet filter 26 an outlet valve 28. From the valve 28, the treated oil flows through a valve 30 before it is returned to the Inside of the housing 2 flows in.

Der eben beschriebenen Vorrichtung ist eine Steuereinheit 32 zugeordnet, die mit dem Ventil 8, dem Motor 20,The device just described is assigned a control unit 32 which, with the valve 8, the motor 20,

- 4 -409823/0321- 4 -409823/0321

einem Vakuummeßgerät 21, dem den Füllstand messenden Schalter 22 und der Pumpe 24 verbunden ist„-a vacuum measuring device 21, which measures the level Switch 22 and the pump 24 is connected "-

Die Steuereinheit 32 öffnet das Ventil 8, wenn der Grad der Verunreinigung des Öls im Behälter 2 einen vorgegebenen Wert erreicht. Außerdem wird der Grad des Vakuums im Gefäß 14 überwacht und die Vakuumpumpe eingeschaltet, wenn der Druck im Gefäß 14 auf einen zu hohen Wert ansteigt. Ferner schaltet die Steuereinheit 32 die Vakuumpumpe ab, wenn der Druck im Gefäß l4 auf einen vorgegebenen unteren Grenzwert abgefallen ist.The control unit 32 opens the valve 8 when the Degree of contamination of the oil in the container 2 has reached a predetermined value. Also, the degree of vacuum monitored in vessel 14 and switched on the vacuum pump, if the pressure in the vessel 14 increases to too high a value. Furthermore, the control unit 32 switches off the vacuum pump when the pressure in the vessel l4 drops to a predetermined lower level Limit has dropped.

Weiterhin schaltet die Steuereinheit 32 die Pumpe ein, wenn der Schalter 22 anzeigt, daß sich am Boden des Gefäßes 14 eine ausreichend große Menge von gefiltertem und vakuumbehandeltem öl angesammelt, hat.Furthermore, the control unit 32 turns on the pump when the switch 22 indicates that the bottom of the Vessel 14 a sufficiently large amount of filtered and vacuum treated oil has accumulated.

Das Auslaßventil 28 kann entweder automatisch oder bei Bedarf von Hand betätigt werden.The outlet valve 28 can be operated either automatically or manually if necessary.

Damit das Behandlungsverfahren erfolgreich ablaufen kann, ist es notwendig, daß die Temperatur des verunreinigten Öls auf etwa 45°C bis 650C erhöht wird. Bei dieserThus the treatment process to proceed successfully, it is necessary that the temperature of the contaminated oil is increased to about 45 ° C to 65 0 C. At this

- 5 -_■-.; 409823/0321- 5 -_ ■ - .; 409823/0321

ς 235>?Π72 ς 235>? Π72

Temperatur ist die Oberflächenspannung des Öls so niedrig, daß absorbierte Gase oder Dämpfe bei Anwendung eines geeigneten Vakuums im Gefäß 14 desorbiert .werden. Gemäß der Erfindung wird das öl durch die Verlustwärme, die normalerweise im Betrieb des Transformators in der Transformatorwicklung frei wird, auf die Behandlungstemperatur gebracht. Falls das öl die gewünschte Behandlungstemperatur normaler- ' weise nicht erreicht oder wenn die Öltemperatur infolge von Witterungseinflüssen unter die Behandlungstemperatur abfällt, so liegt es im Rahmen der Erfindung, ein Hilfsheizgerät 34 vor dem Filter 10 in die Leitung 6 einzuschalten.Temperature, the surface tension of the oil is so low that absorbed gases or vapors are desorbed in the vessel 14 when a suitable vacuum is applied. According to the Invention is the oil through the heat loss that normally occurs is free in the transformer winding during operation of the transformer, brought to the treatment temperature. If the oil reaches the desired treatment temperature normally wise not reached or if the oil temperature as a result falls below the treatment temperature from the effects of the weather, it is within the scope of the invention to provide an auxiliary heater 34 to be switched on in line 6 upstream of the filter 10.

Wegen der verhältnismäßig großen Menge des zu behandelnden Öls ist das Heizgerät nicht so groß, daß es das gesamte im Gehäuse 2 befindliche öl von der Umgebungstemperatur auf die Behandlungstemperatur erwärmen kann, so daß der größere Teil der erforderlichen Wärme von der Transformatorwicklung geliefert wird. Das führt zu einer wesentlichen Verminderung der Kosten der Entgasungseinrichtung, da das Heizgerät eine sehr kleine Leistung im Vergleich zu den Heizgeräten bekannter fahrbarer Wartungseinrichtungen aufweisen kann.Because of the relatively large amount of oil to be treated, the heater is not so large that it can all of the oil in the housing 2 can heat up from the ambient temperature to the treatment temperature, so that most of the heat required is supplied by the transformer winding. That leads to a substantial reduction in the cost of the degassing device since the heater has a very small power compared to can have the heaters known mobile maintenance facilities.

Der Verunreinigungsgrad des Öls kann entweder konti-The degree of contamination of the oil can either be continuous

40 98.2 J/%3 2 140 98.2 J /% 3 2 1

ORDINAL INSPECTEDORDINAL INSPECTED

nuierlich öder intermittierend gemessen werden und die Meßergebnisse können von der Steuereinheit 32 zum Einschalten der Behandlungseinrichtung verwendet werden, wenn der Veruhreinigungsgr'ad auf einen bestimmten Wert angestiegen ist-, unter Umständen -kann es aber auch wünsehens- -wert sein, die Behandlungseinrichtung kontinuierlich zu betreibeni so daß irgendwelche Terunrieinigungen mehr oder vreniger -sofort nach ihrem Auftreten im öl entfernt werden.be measured intermittently or intermittently and the Measurement results can be switched on by the control unit 32 the treatment facility, if the degree of purification has risen to a certain value is-, but under certain circumstances it can also be desired- - Be worth the treatment facility continuously operate in such a way that any Terunriinigungen more or vreniger - be removed immediately after their appearance in the oil.

Die Wahl "zwischen diesen beiden Betriebsarten ist von ürwägungeh abhängig, wel.che keinen Einfluß auf die Betriebsweise der erfindungsgeinäßeh Einrichtung haben, und wird daher nicht weiter erörtert>. - ·The choice "between these two modes of operation is from It depends on which one has no effect on the mode of operation of the device according to the invention, and will therefore not discussed further>. - ·

7 '-3 7 '-3

Claims (1)

PatentansprücheClaims ζ 1,Jölisolierter elektrischer Transformator, dadurch gekennzeichnet j daß das Innere des Transformatorgehäuses (2) ständig mit einer Vakuumentgasungseinrichtung (14) in Verbindung steht, welche das öl bei stromführendem Transformator behandelt, und daß Mittel (6, 8, 12, 24, 28, 30) zum kontinuierlichen oder intermittierenden Zuführen von öl zur Entgasungseinrichtung und zum Rückleiten des behandelten Öls in das Transformatorgehäuse vorgesehen sind, ζ 1, Jöl-insulated electrical transformer, characterized in that the interior of the transformer housing (2) is constantly connected to a vacuum degassing device (14) which treats the oil when the transformer is live, and that means (6, 8, 12, 24, 28 , 30) are provided for the continuous or intermittent supply of oil to the degassing device and for the return of the treated oil into the transformer housing, 2, Transformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entgasungseinrichtung (14) eine mit Füllkörpern (17)3 über welche das öl in Form dünner Filme strömen kann, gefüllte Kammer (16) aufweist,2. Transformer according to claim 1, characterized in that the degassing device (14) has a chamber (16) filled with fillers (17) 3 over which the oil can flow in the form of thin films, 3. Transformator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllkörper (17) Raschig-Ringe sind.3. Transformer according to claim 2, characterized in that that the packing (17) are Raschig rings. 4„ Transformator nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die, die Füllkörper (17) enthaltende Kammer (Ί6)4 "Transformer according to claim 2 or 3, characterized in that that the, the packing (17) containing the chamber (Ί6) - 8 4098 23/0321 - 8 4098 23/0321 mit einer Vakuumpumpe (l8) verbindbar ist«can be connected to a vacuum pump (l8) « 5. Transformator nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Steuereinheit (32), welche die Vakuumpumpe (18) einschaltet, wenn der Druck in der Kammer (16) auf einen gegebenen oberen Grenzwert angestiegen ist, und die Vakuumpumpe ausschaltet, wenn der Druck in der Kammer auf einen gegebenen unteren Grenzwert abgefallen ist.5. Transformer according to claim 4, characterized by a control unit (32) which controls the vacuum pump (18) switches on when the pressure in the chamber (16) has risen to a given upper limit value, and the vacuum pump switches off when the pressure in the chamber has dropped to a given lower limit value. 6. Transformator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch ein am Auslaß des Transformatorgehäuses (2) angeordnetes Ventil (8) zur Steuerung des ölstroms.6. Transformer according to one of claims 1 to 5, characterized by one at the outlet of the transformer housing (2) arranged valve (8) for controlling the oil flow. 7β Transformator nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekenn zeichnet, daß die Steuereinheit (32) das Ventil (8)- v öffnet, wenn der Verunreinigungsgrad des .Öls im Transformator gehäuse (2) einen gegebenen Viert erreicht,7β transformer according to claim 5 and 6, characterized in that the control unit (32) opens the valve (8) - v when the degree of contamination of the .öl in the transformer housing (2) reaches a given fourth, 8, Transformator nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch ein zwischen dem Auslaß des Transformatorgehäuses (2) und dem Einlaß der Entgasungseinrichtung (14) angeordnetes Filter (10).8, transformer according to one of claims 1 to 7, characterized by one between the outlet of the transformer housing (2) and the inlet of the degassing device (14) arranged filter (10). 9, Transformator nach einem der Ansprüche 1 bis 8,9, transformer according to one of claims 1 to 8, 409823/0321 "'409823/0321 "' gekennzeichnet durch eine zwischen dem Auslaß der ±£ntgasungseinrichtung (14) und dem Einlaß des Transformatorgehäuses (2) angeordnete ölpumpe (24)β characterized by a between the outlet of ± £ ntgasungseinrichtung (14) and arranged the inlet of the transformer housing (2), oil pump (24) β 10, Transformator nach Anspruch 5 und 9> dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (32) die ölpumpe (24) einschaltet, sobald die Menge des behandelten Öls in der üntgasungseinrichtung (14) einen gegebenen Pegelstand erreicht hat.10, transformer according to claim 5 and 9> characterized in that the control unit (32) switches on the oil pump (24) as soon as the amount of treated oil in the degassing device (14) has reached a given level Has. 11. Transformator nach Anspruch 9 oder 10, gekennzeichnet durch ein zwischen dem Auslaß der ölpumpe (24) und dem Einlaß des Transformatorgehäuses (2) angeordnetes Permanentmagnetfilter (26). · ,11. Transformer according to claim 9 or 10, characterized through a permanent magnet filter arranged between the outlet of the oil pump (24) and the inlet of the transformer housing (2) (26). ·, 12, Transformator nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch ein weiteres, am Einlaß des 'Transformatorgehäuses (2) angeordnetes Ventil (30) zur Steuerung des in das Transformatorgehäuse einströmenden behandelten ölstroms„12, transformer according to one of claims 1 to 11, characterized by a further one at the inlet of the transformer housing (2) arranged valve (30) for controlling the treated fluid flowing into the transformer housing oil flow " 13. Transformator nach einem der Ansprüche 8 bis 12, gekennzeichnet durch ein zwischen dem Auslaß des Trans-13. Transformer according to one of claims 8 to 12, characterized by a between the outlet of the transmission - 10 -- 10 - 409823/0321409823/0321 formatorgehäuses (2) und dem Einlaß des Filters (10) angeordnetes Heizgerät (31O. converter housing (2) and the inlet of the filter (10) arranged heater (3 1 O. - 11 409 8 23/03 21- 11 409 8 23/03 21 . *■·♦. * ■ · ♦ LeerseiteBlank page
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