干式變壓器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種用于移動(dòng)式應(yīng)用的干式變壓器(70,90)，所述干式變壓器包括變壓器芯(86,92)和至少一個(gè)徑向內(nèi)部的中空柱狀的第一繞組段(34,54)和至少一個(gè)徑向外部的中空柱狀的第二繞組段(32,58)，所述第一繞組段和第二繞組段圍繞共同卷繞軸卷繞并且由所述變壓器芯(86,92)穿過(guò)，所述第一繞組段和第二繞組段彼此嵌套并且在徑向上彼此隔開(kāi)，從而在所述第一繞組段和第二繞組段之間形成中空柱狀的冷卻通道(10,60,62)。為了所述隔開(kāi)而設(shè)有間隔元件(24,26,28,40,42)，所述間隔元件如此布置，使得在軸向方向上冷卻劑能夠流過(guò)所述冷卻通道(10,60,62)。所述間隔元件(24,26,28,40,42)沿著所述冷卻通道(10,60,62)的徑向周邊、在所述冷卻通道的軸向長(zhǎng)度上如此形成和布置，使得能夠在所述至少一個(gè)第二繞組段(32,58)的至少一個(gè)支承面(44)上均衡該水平變壓器的成比例的重量，而沒(méi)有發(fā)生所述冷卻通道(10,60,62)的變形。
【專(zhuān)利說(shuō)明】干式變壓器【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于移動(dòng)式應(yīng)用的干式變壓器，所述干式變壓器包括:變壓器芯和至少一個(gè)徑向內(nèi)部的中空柱狀的第一繞組段和至少一個(gè)徑向外部的中空柱狀的第二繞組段，所述第一繞組段和第二繞組段圍繞一個(gè)共同卷繞軸卷繞并且由變壓器芯穿過(guò)，所述第一繞組段和第二繞組段彼此嵌套并且在徑向上彼此隔開(kāi)，從而在它們之間形成中空柱狀的冷卻通道，其中，為了所述隔開(kāi)而設(shè)有間隔元件，所述間隔元件如此布置，使得冷卻劑能夠在軸向方向上流過(guò)冷卻通道。
【背景技術(shù)】
[0002]眾所周知，相應(yīng)的有線供電網(wǎng)可供傳輸電能使用。根據(jù)待傳輸?shù)碾姽β剩龉╇娋W(wǎng)例如具有380kV、110kV或者IOkV的標(biāo)稱電壓，其中，典型情況下使用50Hz或者60Hz的網(wǎng)絡(luò)頻率。用于給固定用電器供電的供電網(wǎng)典型情況下構(gòu)造為三相的，因此具有三個(gè)供電線路的系統(tǒng)可供使用，在所述三個(gè)供電線路中，在對(duì)稱狀態(tài)下，在彼此之間相移分別為120°時(shí)，電流和電壓在數(shù)值上相等。
[0003]用于移動(dòng)式用電器(例如鐵路或者電車(chē))的能量供應(yīng)系統(tǒng)典型情況下單相構(gòu)造，也就是說(shuō)，經(jīng)由單個(gè)供電線路進(jìn)行供電，其中然后經(jīng)由金屬軌道實(shí)現(xiàn)回線。在無(wú)軌電車(chē)的情況下，由于不存在可以用作回路導(dǎo)體的軌道，通常設(shè)置兩個(gè)供電線路。在這種應(yīng)用中，網(wǎng)絡(luò)頻率通常是、至少在歐洲是16 2/3赫茲，在一些情況下(如S-有軌電車(chē)的情況下)，也個(gè)別使用直流電壓。
[0004]為了對(duì)從IOkV到15k V的典型交流供給電壓進(jìn)行變壓，設(shè)置移動(dòng)式變壓器，所述移動(dòng)式變壓器然后例如被集成到旅客列車(chē)的地板下區(qū)域(Unterflurbereich)中。
[0005]由于地板下布置，所述移動(dòng)式變壓器尤其在高度方面只有很有限的空間可供使用并且大多情況下被實(shí)現(xiàn)為油浸變壓器。在此，油一方面被用作冷卻劑，用于導(dǎo)出在運(yùn)行中產(chǎn)生的廢熱，又被用作絕緣劑，通過(guò)所述絕緣劑能夠?qū)崿F(xiàn)更小的絕緣間距并因此實(shí)現(xiàn)緊湊的構(gòu)型。
[0006]然而，在此缺點(diǎn)是，出于機(jī)械原因，這種變壓器大多情況下只可以被直立地布置，但這與在地板下區(qū)域中扁平的空間相悖。此外，出于安全原因，如有可能，在交通工具中應(yīng)避免作為可燃介質(zhì)的油。在這種情況下，尤其棄用油的冷卻效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]基于現(xiàn)有技術(shù)狀況，本發(fā)明的任務(wù)是說(shuō)明一種用于移動(dòng)式應(yīng)用的要盡可能靈活布置的干式變壓器。
[0008]所述任務(wù)通過(guò)一開(kāi)始提到的類(lèi)型的干式變壓器來(lái)解決。所述干式變壓器的特征在于，間隔元件沿著冷卻通道的徑向周邊、在冷卻通道的軸向長(zhǎng)度上如此形成和布置，使得能夠在所述至少一個(gè)第二繞組段的至少一個(gè)支承面上均衡(abtragen)該水平變壓器的成比例重量，而沒(méi)有發(fā)生冷卻通道的變形或者由冷卻通道構(gòu)成的擴(kuò)散通道的變形。[0009]通過(guò)棄用油作為將運(yùn)行中所產(chǎn)生的廢熱例如導(dǎo)出至熱交換器的冷卻劑，可以設(shè)置一種替代的冷卻系統(tǒng)，所述冷卻系統(tǒng)不用油而是優(yōu)選借助空氣工作。由于空氣的熱容量較低，因此根據(jù)本發(fā)明設(shè)置變壓器繞組與冷卻介質(zhì)的顯著增大的接觸面積。此外，例如借助鼓風(fēng)機(jī)來(lái)增大冷卻劑通過(guò)量是有利的。
[0010]這尤其通過(guò)如下冷卻通道來(lái)實(shí)現(xiàn)，所述冷卻通道設(shè)置在彼此嵌套的中空柱狀的繞組段之間。所述冷卻通道一方面用于影響根據(jù)本發(fā)明的干式變壓器的短路阻抗，即也可以被視為擴(kuò)散通道(只要它們布置在兩個(gè)電隔離的繞組段之間)。另一方面，所述冷卻通道用于從內(nèi)部冷卻變壓器繞組。即根據(jù)本發(fā)明規(guī)定，允許冷卻劑、尤其是空氣強(qiáng)制流過(guò)所述冷卻通道?？諝馓峁┮韵聝?yōu)點(diǎn):加熱的空氣可直接排放到環(huán)境中而無(wú)需附加的熱交換器。根據(jù)本發(fā)明，為了增大冷卻面積還可選地設(shè)置其他冷卻通道，例如設(shè)置在多個(gè)串聯(lián)連接的繞組段之間，所述多個(gè)串聯(lián)連接的繞組段構(gòu)成低電壓繞組或高電壓繞組。然而，由此根據(jù)本發(fā)明的干式變壓器所需的空間需求相比類(lèi)似的油浸變壓器增大。
[0011]因此，根據(jù)本發(fā)明規(guī)定，水平布置變壓器，使得這些繞組的卷繞軸因此在水平面內(nèi)延伸。由此實(shí)現(xiàn)變壓器的特別扁平且更確切地說(shuō)更加二維的結(jié)構(gòu)類(lèi)型，該結(jié)構(gòu)類(lèi)型迎合在地板下區(qū)域中可供使用的平坦的但更確切地說(shuō)大面積的空間提供。
[0012]通過(guò)由絕緣材料制成的間隔元件來(lái)提供對(duì)中空柱狀繞組段的隔開(kāi)，通過(guò)所述間隔元件至少主要在相對(duì)于卷繞軸徑向的方向上提供支撐。這種類(lèi)型的干式變壓器的根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的安裝是豎直的。這一方面具有冷卻技術(shù)的原因，即這樣的話沿卷繞軸延伸的冷卻通道然后能夠通過(guò)自然的冷卻來(lái)操作，其方式是，環(huán)境空氣自下而上流過(guò)這些冷卻通道。但這另一方面也是機(jī)械上所需的。即在豎直的布置中，變壓器置于其變壓器芯的下側(cè)上，因此變壓器的整個(gè)重量(例如500kg至1000kg)能夠直接通過(guò)變壓器芯的支承面均衡到支撐面上。布置在變壓器芯的支腿上的繞組因此直立定向，并且因此主要在卷繞軸的方向上遭受重力。在變壓器的直立定向上沒(méi)有發(fā)生在繞組中在相對(duì)于卷繞軸的徑向方向上的力負(fù)載(Kraftbeanspruchung)0
[0013]由于在徑向方向上典型情況下不存在的或者僅僅微小的力負(fù)載，現(xiàn)有技術(shù)的干式變壓器的冷卻通道的支撐元件也相應(yīng)地沒(méi)有設(shè)計(jì)用于這種類(lèi)型的徑向力負(fù)載。然而，根據(jù)本發(fā)明規(guī)定，使干式變壓器能夠水平地布置在其繞組的相應(yīng)的支承面上或至少能夠安放在其上。即使干式變壓器在地板下區(qū)域中主要固定在其變壓器芯的側(cè)上，使得變壓器的重量實(shí)際上無(wú)需通過(guò)繞組來(lái)均衡，因此所述變壓器組的具有例如2米的長(zhǎng)度的變壓器芯如此長(zhǎng)，使得由重力決定地實(shí)現(xiàn)變壓器芯的彎曲。因此，即使在這種情況下根據(jù)本發(fā)明應(yīng)加強(qiáng)繞組，以便接收增大的徑向作用的力，從而抵消彎曲。
[0014]為了在繞組的外表面的相應(yīng)支承面上實(shí)現(xiàn)干式變壓器的根據(jù)本發(fā)明的水平布置，相應(yīng)的繞組也能夠相應(yīng)地被加強(qiáng)用于接收徑向的力負(fù)載。因此，根據(jù)本發(fā)明規(guī)定，相應(yīng)地使間隔元件在對(duì)于變壓器的特定的水平布置位置關(guān)鍵的區(qū)域中的布置變密集，使得在干式變壓器水平放置的情況下，也不超過(guò)間隔元件的每個(gè)基本面積的最大壓應(yīng)力。作為絕緣材料(例如玻璃纖維增強(qiáng)的復(fù)合材料或?qū)訅杭埌?的替代物，只要冷卻通道位于例如400V的低電壓繞組的多個(gè)段之間，也可考慮根據(jù)所述冷卻通道上的電壓比例來(lái)將金屬——例如塊狀鋁型材一用于間隔元件。在這種情況下，由于低的電壓負(fù)載而不要求間隔元件的絕緣能力，相反地，絕緣能力已經(jīng)由繞組導(dǎo)體的常規(guī)絕緣(die iibliche Isolation)來(lái)承擔(dān)。根據(jù)本發(fā)明的具有兩個(gè)支腿芯的變壓器的典型結(jié)構(gòu)尺寸例如具有:1.5m-2.5m的長(zhǎng)度、0.75m的高度以及1.5m的寬度。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的干式變壓器通過(guò)有利的方式避免了對(duì)油的使用，但仍然有相應(yīng)的冷卻可能性。此外，所述干式變壓器通過(guò)其以扁平結(jié)構(gòu)類(lèi)型的水平布置來(lái)實(shí)現(xiàn)，使得它能夠簡(jiǎn)單地集成到機(jī)車(chē)或者火車(chē)的地板下區(qū)域中。通過(guò)在冷卻通道中選擇性地放大間隔元件或者使間隔元件變密集，對(duì)于變壓器的水平放置實(shí)現(xiàn)一個(gè)/多個(gè)繞組的相應(yīng)穩(wěn)定性，以便向下均衡變壓器的整個(gè)重量。
[0016]按照根據(jù)本發(fā)明的干式變壓器的另一種擴(kuò)展方案，至少一個(gè)第二繞組段恰恰具有相應(yīng)的優(yōu)選支承面，僅僅通過(guò)所述優(yōu)選支承面就能夠均衡水平變壓器的成比例重量，而沒(méi)有發(fā)生冷卻通道的變形。干式變壓器然后具有特定的水平優(yōu)選位置。因此，能夠僅僅針對(duì)優(yōu)選位置來(lái)放大間隔元件或使間隔元件變密集，使得用于放大的耗費(fèi)減小到最小值。
[0017]因此，按照另一發(fā)明變型方案，這些間隔元件在相對(duì)于相應(yīng)支承面的徑向方向上密集地布置，使得在冷卻通道的相應(yīng)區(qū)域中得到增大的徑向抗壓能力。原則上在間隔元件的材料給定的情況下存在以下可能性:或者以彼此較小的間隔布置、即密集地布置相應(yīng)的區(qū)域，或者相應(yīng)地增大間隔元件的寬度或者接觸面積。
[0018]遵循本發(fā)明的另一種實(shí)施方式，間隔元件形成為條狀的或通道狀的，并且優(yōu)選沿著卷繞軸延伸。由此，中空柱狀的冷卻通道劃分為多個(gè)流動(dòng)技術(shù)上有利地在軸向方向上走向的冷卻通道。因此，通過(guò)有利的方式使冷卻效果得到改善和均勻化。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的另一種實(shí)施方式，間隔元件形成為點(diǎn)狀的支撐元件。這一方面提供制造技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，其中，例如在相對(duì)于軸向方向相應(yīng)地對(duì)角錯(cuò)開(kāi)地布置點(diǎn)狀支撐元件的情況下同樣實(shí)現(xiàn)改善的冷卻效果。點(diǎn)狀支撐元件例如具有圓形的平面圖，例如具有4cm的直徑和同樣是4cm的高度(視擴(kuò)散通道或者冷卻通道的所期望的設(shè)計(jì)而定)。
[0020]按照干式變壓器的另一種根據(jù)本發(fā)明的擴(kuò)展方案，設(shè)置嵌套在相應(yīng)的第一繞組段和第二繞組段之間的中空柱狀的相應(yīng)第三繞組段，其中，在這些相應(yīng)繞組段之間分別設(shè)置冷卻通道。優(yōu)選地，設(shè)置至少一個(gè)徑向內(nèi)部的第一繞組段和至少一個(gè)徑向外部的第二繞組段用于低電壓，并且設(shè)置至少一個(gè)徑向中間的第三繞組段用于高電壓。通過(guò)在兩個(gè)低電壓繞組、例如具有0.4kV的標(biāo)稱電壓的低電壓繞組之間非典型地布置高電壓繞組、即例如具有15kV的標(biāo)稱電壓的高電壓繞組，以有利的方式增大變壓器的短路阻抗，這然后在故障情況下導(dǎo)致減小的短路電流。徑向內(nèi)部的繞組例如設(shè)置用于列車(chē)供暖裝置的供電，而徑向外部的繞阻然后設(shè)置用于驅(qū)動(dòng)裝置的供電。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選的實(shí)施方式，變壓器芯具有恰恰兩個(gè)支腿，至少一個(gè)第一繞組和至少一個(gè)第二繞組分別圍繞所述兩個(gè)支腿布置。所述兩支腿的實(shí)現(xiàn)尤其在考慮有軌電車(chē)供電網(wǎng)的單相情況下有利。相應(yīng)的高電壓繞組和低電壓繞組在兩個(gè)支腿上的劃分導(dǎo)致更充分地利用可供使用的空間，并且因此導(dǎo)致根據(jù)本發(fā)明的變壓器的盡可能緊湊的結(jié)構(gòu)類(lèi)型。
[0022]根據(jù)干式變壓器的一個(gè)優(yōu)選的擴(kuò)展變型方案，干式變壓器布置在包圍其的殼體中，所述殼體具有進(jìn)口和出口，其中，在殼體內(nèi)設(shè)置空氣導(dǎo)流板，所述空氣導(dǎo)流板如此布置，使得通過(guò)進(jìn)口進(jìn)入的冷卻劑沿著嵌套的相應(yīng)繞組段蜿蜒地通過(guò)殼體或者冷卻通道或者在冷卻通道中構(gòu)成的擴(kuò)散通道而導(dǎo)向出口。殼體一方面提供對(duì)變壓器的機(jī)械保護(hù)，這尤其在布置在地板下區(qū)域中時(shí)有利。引導(dǎo)冷卻空氣沿著由空氣導(dǎo)流板所確定的通道、優(yōu)選通過(guò)冷卻通道或者擴(kuò)散通道改善了冷卻效果。通過(guò)沿著相應(yīng)繞組段蜿蜒地引導(dǎo)冷卻空氣，尤其對(duì)于具有兩個(gè)嵌套的繞組段的變型方案實(shí)現(xiàn)了:進(jìn)口和出口是在變壓器殼體的同一側(cè)上。這使得這樣的變壓器的由維護(hù)決定的安裝或者拆除變得容易。優(yōu)選地，設(shè)置鼓風(fēng)機(jī)，以便擠壓冷卻空氣通過(guò)繞組段。
[0023]在另一個(gè)發(fā)明變型方案中，以例如由鋁制成的輕質(zhì)結(jié)構(gòu)類(lèi)型來(lái)制造殼體以及在殼體中所使用的保持結(jié)構(gòu)——例如用于變壓器芯的壓桿。由此，通過(guò)有利的方式減小了變壓器的重量，這尤其基于變壓器的所設(shè)置的移動(dòng)式運(yùn)用——例如在軌道車(chē)輛中的運(yùn)用——特別有利。
[0024]優(yōu)選地，設(shè)置抑制振動(dòng)且匹配相應(yīng)支承面的形狀的支撐元件，通過(guò)所述支撐元件將干式變壓器支撐和/或固定在支承面上。通過(guò)使例如楔狀的和例如由硬化橡膠制成的支撐元件匹配相應(yīng)支承面的外部形狀，來(lái)確保支承面的均勻的壓力負(fù)荷。基于支撐元件的抑制振動(dòng)的特性，不僅抑制運(yùn)行中的變壓器的例如16 2/3Hz的本征振動(dòng)，而且抑制通過(guò)例如變壓器集成在其中的機(jī)車(chē)的運(yùn)動(dòng)引起的沖擊效果。
[0025]遵循根據(jù)本發(fā)明的干式變壓器的一種優(yōu)選的實(shí)施方式，彼此嵌套的繞組段澆鑄在一起。這增大繞組的電部分的機(jī)械穩(wěn)定性，并且通過(guò)有利的方式來(lái)提高相應(yīng)的抗壓能力(Druckbeanspruchbarkeit)o繞組的燒鑄或者加固例如借助環(huán)氧樹(shù)脂來(lái)實(shí)現(xiàn)。必要時(shí)，也可將帶狀預(yù)浸料用作相應(yīng)繞組層之間的層絕緣，所述帶狀預(yù)浸料在卷繞匝時(shí)引入。在隨后的加熱工藝中加熱變壓器繞組，并且完全聚合包含在預(yù)浸料中處于B狀態(tài)的樹(shù)脂，這然后導(dǎo)致相應(yīng)繞組的機(jī)械穩(wěn)定。
[0026]根據(jù)本發(fā)明，在一種變型方案中規(guī)定，相應(yīng)的第一繞組段、相應(yīng)的第二繞組段和/或相應(yīng)的第三繞組段彼此電連接。這不僅能夠借助串聯(lián)電路來(lái)實(shí)現(xiàn)，而且能夠借助并聯(lián)電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。優(yōu)選地，高電壓繞組串聯(lián)連接用于減小電壓負(fù)載，并且低電壓繞組并聯(lián)連接用于增大電流負(fù)載能力。根據(jù)本發(fā)明的變壓器典型情況下包括兩支腿芯，其具有各兩個(gè)彼此嵌套的繞組裝置。顯然，也可能的是，例如將在同一繞組裝置中彼此嵌套的多個(gè)相應(yīng)的第一繞組段、第二繞組段和/或第三繞組段串聯(lián)連接。
[0027]此外，根據(jù)本發(fā)明還規(guī)定，至少一個(gè)第一繞組段和至少一個(gè)第二繞組段電串聯(lián)連接，使得形成自耦變壓器。所述自耦變壓器可選地具有多個(gè)抽頭，并且其特征在于特別高的功率密度。
[0028]其他有利的擴(kuò)展可能性從其他從屬權(quán)利要求中得出。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0029]根據(jù)附圖中所示的實(shí)施例詳細(xì)描述本發(fā)明、其他實(shí)施方式和其他優(yōu)點(diǎn)。
[0030]圖1示出示例性的中空柱狀的冷卻通道的剖面；
圖2示出示例性彼此嵌套的繞組段的第一剖面；
圖3示出示例性彼此嵌套的繞組段的第二剖面；
圖4示出示例性的第一干式變壓器的剖視圖；
圖5示出示例性的第二干式變壓器的剖視圖。【具體實(shí)施方式】
[0031]圖1示出示例性的中空柱狀的冷卻通道的剖面10，其中，未示出徑向內(nèi)部和外部的相鄰繞組段。在徑向外邊界12和徑向內(nèi)邊界14之間構(gòu)成中空柱狀的冷卻通道，在所述冷卻通道中在徑向方向上布置條狀的間隔元件24、26、28，所述間隔元件沿著繞組的軸延伸。所述間隔元件例如由玻璃纖維增強(qiáng)的復(fù)合材料或?qū)訅杭埌逯瞥?。由此，在這些間隔元件24、
26、28之間沿著軸向延伸構(gòu)成通道16、18、20、22，根據(jù)本發(fā)明，所述通道設(shè)置為用于流過(guò)空氣的冷卻通道。在其期望定向上示出冷卻通道，其中，在下方區(qū)域中更密集地、即以彼此更小的間隔來(lái)布置間隔元件24、26、28。因此，冷卻通道在其下方區(qū)域中的抗壓能力增大，使得由此能夠均衡未示出的變壓器或者變壓器芯的重量，而沒(méi)有發(fā)生冷卻通道的變形或者由冷卻通道所構(gòu)成的擴(kuò)散通道的變形。
[0032]圖2示出示例性彼此嵌套的繞組段32、34的第一剖面30，所述繞組段在這種情況下具有近似矩形的橫截面。這樣的橫截面形狀有利于增大填充因子或者最大地利用在鐵路車(chē)輛或機(jī)車(chē)的地板下區(qū)域中有限的空間提供。第一繞組段34和第二繞組段32的徑向隔開(kāi)通過(guò)條狀的間隔元件40、42來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中，在第一繞組段34和第二繞組段32之間構(gòu)成相應(yīng)的冷卻通道36、38。彼此嵌套的繞組段在其期望定向上示出，即水平的，其中，在下方區(qū)域中示出支承面44。為了增大彼此嵌套的繞組段在徑向方向上相對(duì)于支承面44的抗壓能力，相應(yīng)地使這些間隔元件在下方區(qū)域中的分布密集。
[0033]圖3示出彼此嵌套的繞組段54、56、58的第二剖面，所述繞組段在這種情況下具有類(lèi)似圓形的橫截面。在繞組段54、56、58之間構(gòu)造用作冷卻通道的冷卻通道60、62，其中，在圖示中未示出設(shè)置在其中的間隔元件。徑向內(nèi)部的第一繞組段54包圍變壓器芯支腿52并且電方面看是低電壓繞組，例如用于列車(chē)供暖裝置的400V供電。徑向中間的第三繞組段是高電壓繞組，例如15kV的繞組，所述高電壓繞組由有軌電車(chē)電源的架空線饋電。徑向外部的第二繞組58是低電壓繞組，并且例如給未示出的機(jī)車(chē)的電驅(qū)動(dòng)裝置供電。
[0034]圖4示出示例性的第一干式變壓器的橫截面視圖70。水平布置在鋁殼體72中的是兩支腿變壓器芯86，所述兩支腿變壓器芯在其每一個(gè)支腿上由彼此嵌套的繞組段82、84的相應(yīng)的裝置包圍。各三個(gè)中空柱狀的繞組段彼此嵌套，其中，在所述繞組段之間在徑向上設(shè)置相應(yīng)的中空柱狀的冷卻通道或擴(kuò)散通道。在彼此嵌套的繞組段的裝置的相應(yīng)的下方區(qū)域中設(shè)置楔狀的并且與徑向外部的繞組段的支承面的外輪廓匹配的、由硬化橡膠材料制成的支撐元件78，通過(guò)所述支撐元件成比例地向下均衡繞組和變壓器芯的重量。支撐元件在其側(cè)布置在相應(yīng)的中間元件76——例如鋁條的中間元件上。在上方的區(qū)域中，設(shè)置從形狀上相似的相應(yīng)阻尼元件88，所述阻尼元件能夠?qū)崿F(xiàn)繞組82、84或者變壓器在殼體72中的固定，然而，所述阻尼元件顯然不用于均衡重量。繞組裝置82、84之間的空氣導(dǎo)流板74用于形成用于冷卻劑的相應(yīng)導(dǎo)向通道，所述導(dǎo)向通道沿著繞組段延伸。殼體的尺寸例如在高度方面是0.7m,在寬度方面是1.6m,而在長(zhǎng)度方面是2.4m。通過(guò)水平的布置，盡管由冷卻通道決定的增大的空間需求，還是能夠?qū)崿F(xiàn)在鐵路車(chē)輛的地板下區(qū)域中的布置。
[0035]圖5示出示例性的第二干式變壓器的剖視圖90。所述第二干式變壓器基本上相應(yīng)于圖4所示的干式變壓器，但以俯視透視圖示出。水平布置在殼體112中的是兩支腿變壓器芯92，所述兩支腿變壓器芯在其兩個(gè)支腿上由彼此嵌套的中空柱狀的繞組段94、96包圍。殼體112具有進(jìn)口 98和出口 100，其中，借助空氣導(dǎo)流板106、108、110來(lái)確保將進(jìn)入的空氣102蜿蜒地引導(dǎo)通過(guò)殼體。利用未示出的鼓風(fēng)機(jī)引入的空氣在以相應(yīng)的箭頭所指示的方向上流經(jīng)內(nèi)殼時(shí)變熱，并且然后在排出口 100處作為加熱的空氣流104重新排出。
[0036]參考標(biāo)記列表
10示例性的中空柱狀的冷卻通道的剖面
12冷卻管道的徑向外邊界
14冷卻管道的徑向內(nèi)邊界
16第一冷卻通道段
18第二冷卻通道段
20第三冷卻通道段
22第四冷卻通道段
24冷卻通道的第一間隔元件
26冷卻通道的第二間隔元件
28冷卻通道的第三間隔元件
30彼此嵌套的繞組段的第一剖面
32徑向外部的第二繞組段
34徑向內(nèi)部的第一繞組段
36嵌套的繞組段的第一冷卻通道段
38嵌套的繞組段的第二冷卻通道段
40第一間隔元件
42第二間隔元件
44支承面
50彼此嵌套的繞組段的第二剖面
52變壓器芯支腿
54第一繞組段
56第三繞組段
58第二繞組段
60第一冷卻通道
62第二冷卻通道
70示例性的第一干式變壓器的剖視圖 72殼體
74第一空氣導(dǎo)流板 76中間元件 78支撐元件 80空氣通道
82彼此嵌套的第一繞組段 84彼此嵌套的第二繞組段 86變壓器芯磁軛 88阻尼元件
90示例性的第二干式變壓器的剖視圖92變壓器芯
94彼此嵌套的第一繞組段
96彼此嵌套的第二繞組段
98進(jìn)口
100 出口
102進(jìn)入的空氣
104流出的空氣
106第二空氣導(dǎo)流板
108第三空氣導(dǎo)流板
110第四空氣導(dǎo)流板
112殼體。
【權(quán)利要求】
1.一種用于移動(dòng)式應(yīng)用的干式變壓器(70，90)，所述干式變壓器包括變壓器芯(52，86，92)和至少一個(gè)徑向內(nèi)部的中空柱狀的第一繞組段(34，54)和至少一個(gè)徑向外部的中空柱狀的第二繞組段(32，58)，所述第一繞組段和第二繞組段圍繞共同卷繞軸卷繞并且由所述變壓器芯(86，92)穿過(guò)，所述第一繞組段和第二繞組段彼此嵌套并且在徑向上彼此隔開(kāi)，使得在所述第一繞組段和第二繞組段之間形成中空柱狀的冷卻通道(10，60，62)，其中，為了所述隔開(kāi)而設(shè)有間隔元件(24，26，28，40，42)，所述間隔元件如此布置，使得在軸向方向上冷卻劑能夠流過(guò)所述冷卻通道(10，60，62)，其特征在于， 所述間隔元件(24，26，28，40，42)沿著所述冷卻通道(10,60,62)的徑向周邊、在所述冷卻通道的軸向長(zhǎng)度上如此形成和布置，使得能夠僅僅在所述至少一個(gè)第二繞組段(32，58)的恰好一個(gè)優(yōu)選支承面(44)上均衡該水平干式變壓器的成比例的重量，而沒(méi)有發(fā)生所述冷卻通道(10，60，62)的變形。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的干式變壓器，其特征在于，所述間隔元件(24，26，28，40，42)在徑向方向上相對(duì)于相應(yīng)的支承面(44)密集地布置，使得在所述冷卻通道(10，60，62)的相應(yīng)區(qū)域中得到增大的徑向抗壓能力。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的干式變壓器，其特征在于，所述間隔元件(24，26，28，40，42)形成為條狀的或通道狀的，并且優(yōu)選沿著所述卷繞軸延伸。
4.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的干式變壓器，其特征在于，所述間隔元件(24，26，28，40， 42)形成為點(diǎn)狀的支撐元件。
5.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的干式變壓器，其特征在于，設(shè)置嵌套在相應(yīng)的第一繞組段(34，54)和第二繞組段(32，58)之間的相應(yīng)的中空柱狀的第三繞組段(56)，其中，在這些相應(yīng)的繞組段(32，34，54，56，58)之間分別設(shè)置冷卻通道(10，60, 62)。
6.根據(jù)權(quán)利要求6所述的干式變壓器，其特征在于，設(shè)置至少一個(gè)徑向內(nèi)部的第一繞組段(34，54)和至少一個(gè)徑向外部的第二繞組段(32，58)用于低電壓，并且設(shè)置至少一個(gè)徑向中間的第三繞組段(56)用于高電壓。
7.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的干式變壓器，其特征在于，所述變壓器芯(52，86，92)具有恰恰兩個(gè)支腿(52)，至少一個(gè)第一繞組段(34，54)和至少一個(gè)第二繞組段(32，58)分別圍繞所述兩個(gè)支腿布置。
8.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的干式變壓器，其特征在于，所述干式變壓器布置在包圍其的殼體(72，112)中，所述殼體具有進(jìn)口(98)和出口(100)，其中，在所述殼體(72,112)內(nèi)設(shè)置空氣導(dǎo)流板(74，106，108，110)，所述空氣導(dǎo)流板如此布置，使得通過(guò)所述進(jìn)口(98)進(jìn)入的冷卻劑沿著相應(yīng)的嵌套的繞組段(30)被蜿蜒地引導(dǎo)通過(guò)所述殼體(72，112)或者所述冷卻通道(10，60，62)或者在所述冷卻通道中構(gòu)成的冷卻通道(16，18，20，22，36，38)至所述出口。
9.根據(jù)權(quán)利要求9所述的干式變壓器，其特征在于，以輕質(zhì)結(jié)構(gòu)類(lèi)型來(lái)制造所述殼體(72，112)以及所述殼體中使用的保持結(jié)構(gòu)。
10.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的干式變壓器，其特征在于，設(shè)置抑制振動(dòng)且與相應(yīng)的支承面(44)的形狀的匹配的支撐元件(78)，通過(guò)所述支撐元件將所述干式變壓器支撐和/或固定在所述支承面(44)上。
11.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的干式變壓器，其特征在于，彼此嵌套的繞組段(30)澆鑄在一起。
12.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的干式變壓器，其特征在于，相應(yīng)的第一繞組段(34，54)、相應(yīng)的第二繞組段(32，58)和/或相應(yīng)的第三繞組段(56)彼此電連接。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至12中任一項(xiàng)所述的干式變壓器，其特征在于，所述至少一個(gè)第一繞組段(34，54)和所述至`少一個(gè)第二繞組段(32，58)電串聯(lián)連接，使得構(gòu)成自耦變壓器。
【文檔編號(hào)】H01F27/32GK103688322SQ201280035579
【公開(kāi)日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2012年6月16日 優(yōu)先權(quán)日:2011年7月18日
【發(fā)明者】B.韋伯, M.盧凱, W.梅尼希, M.博克霍爾特 申請(qǐng)人:Abb 技術(shù)有限公司