Transformador en triangulo con aislamiento de gas.

Un transformador en forma de triángulo encapsulado (10) para tensiones medias a altas, que comprende:

un alojamiento cerrado

(70) que encierra un volumen;

un transformador delta en forma de triángulo (20) situado en el alojamiento (70);

caracterizado por una chimenea (60, 100) para un fluido, que sobresale a través del alojamiento (70) y que incluye al menos una parte del eje central del transformador en forma de triángulo (20), donde el volumen encerrado por la chimenea (60, 100) está en conexión fluida con el exterior del alojamiento (70), y donde la chimenea (60, 100) comprende un elemento de conducción de calor (130, 150) en contacto con las paredes de la chimenea (100).

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2012/063418.

Solicitante: ABB RESEARCH LTD..

Nacionalidad solicitante: Suiza.

Dirección: AFFOLTERNSTRASSE 44 8050 ZURICH SUIZA.

Inventor/es: SMAJIC,JASMIN, GALLETTI,BERNARDO, IORDANIDIS,ARTHOUROS, STEINMETZ,THORSTEN, PETERMEIER,BERNHARD.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION H — ELECTRICIDAD > ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS > IMANES; INDUCTANCIAS; TRANSFORMADORES; EMPLEO DE... > Detalles de transformadores o de inductancias en... > H01F27/02 (Envolturas)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS > IMANES; INDUCTANCIAS; TRANSFORMADORES; EMPLEO DE... > Detalles de transformadores o de inductancias en... > H01F27/08 (Refrigeración; Ventilación)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS > IMANES; INDUCTANCIAS; TRANSFORMADORES; EMPLEO DE... > Transformadores fijos no cubiertos por el grupo H01F... > H01F30/12 (Transformadores bifásicos, trifásicos o polifásicos)

PDF original: ES-2531365_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Transformador en triangulo con aislamiento de gas

Campo técnico

La materia objeto descrita en el presente documento se refiere en general a transformadores poligonales para tensiones medias y altas y, más particularmente, a transformadores poligonales con aislamiento de gas con propiedades de refrigeración mejoradas.

Antecedentes de la invención

Los transformadores de tipo seco tienen diversas ventajas bien conocidas con respecto a las unidades en baño de aceite. Existe un menor riesgo de incendio y explosión, el respeto al entorno es más mayor, los mismos no requieren mantenimiento, y se pueden instalar más cerca del punto de consumo.

Los núcleos de transformadores de tipo triángulo con diferentes formas de sección transversal se han propuesto como una alternativa al diseño de núcleo apilado clásico con partes principales coplanares, ya que exhiben diversas ventajas comparativas: Las pérdidas sin carga son más bajas, el tamaño y el peso son típicamente más pequeños, la corriente de entrada es menor, y la distorsión armónica total es menor. La empresa china Haihong Transformer, por ejemplo, produce transformadores de núcleo en triángulo que incluyen tres anillos de núcleo bobinados, cada uno, con secciones transversales aproximadamente semicirculares. Otra implementación de un núcleo en triángulo bobinado se proporciona por la compañía sueca Hexaformer AB. El nombre Hexaformer proviene, por tanto, del hecho de que las secciones transversales de las partes principales forman hexágonos regulares, mientras que la disposición de las partes principales resulta todavía en un núcleo en forma de triángulo simétrico giratorio. El documento WO 2006/056057A1 desvela un transformador en forma de triángulo sin recinto con un canal de refrigeración proporcionado entre las partes principales 3 del núcleo en el centro del transformador. El calor se elimina del transformador mediante aire soplado en el interior del canal con ventiladores situados en los extremos del canal.

Actualmente, principalmente SF6 se utiliza como un gas aislante. Debido a las buenas capacidades dieléctricas y refrigeración del SF6, incluso transformadores de distribución de extremos elevados con tensiones nominales y potencias de hasta 170kV y 60MVA se fabrican con presiones de SF6 moderadas, por lo general iguales o inferiores a 2bar.

Sin embargo, debido a la ausencia de aceite, los transformadores de tipo seco son más exigentes con respecto al diseño dieléctrico y térmico y, en consecuencia, son más grandes y más pesados que los transformadores en baño de aceite correspondientes. El documento DE4029097A1 desvela un transformador en forma de triángulo en un alojamiento cilíndrico con aislamiento de gas de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1. Los canales de refrigeración se forman en cada esquina del núcleo en forma de triángulo entre dos partes principales de núcleo adyacentes. De esta manera se alcanza una circulación de gas dentro del alojamiento del transformador.

Cuando se aumentan las cargas eléctricas nominales de los transformadores secos, la refrigeración se convierte en un tema cada vez más importante, ya que no hay líquido -como en el caso de las unidades en baño de aceite -que 45 se pueda utilizar como medio de refrigeración. Más bien, típicamente el gas aislante sirve también para el transporte del calor producido al exterior del transformador. Sin embargo, el gas tiene típicamente una capacidad mucho menor para el transporte de calor que el mismo volumen de líquido. Por lo tanto, el transporte de calor al exterior de un transformador en forma de triángulo con aislamiento de gas requiere más atención en la fase de diseño que con un tipo en baño de aceite convencional.

Aún más, cabe señalar que debido a la simetría de giro de los transformadores en forma de triángulo, las paredes exteriores de las bobinas de alta tensión adyacentes a la línea central del transformador tienen casi la misma temperatura. Por esta razón, la disposición en forma de triángulo del transformador se caracteriza por un intercambio de calor por radiación limitado entre las partes de pared orientadas hacia su centro. Más bien, el calor emitido por 55 una bobina hacia las otras dos bobinas se absorbe por las mismas, lo que, en resumen, reduce eficazmente el calor emitido desde el transformador hasta un exterior, por ejemplo, cuando se compara con un diseño con tres bobinas dispuestas paralelamente en un plano (diseño coplanar) .

En vista de lo anterior, es deseable tener un diseño de transformadores en forma de triángulo con aislamiento de gas, que proporcione capacidades de refrigeración mejoradas.

Breve descripción de la invención

Los problemas establecidos anteriormente se resuelven al menos parcialmente por un transformador en forma de 65 triángulo encapsulado de acuerdo con la reivindicación 1.

De acuerdo con un primer aspecto, se proporciona un transformador en forma de triángulo encapsulado para tensiones medias y altas. El mismo comprende un alojamiento cerrado que encierra un volumen, un transformador en forma de triángulo situado en el alojamiento, y una vía de paso, en particular, en una chimenea para un fluido, que sobresale a través del alojamiento y que incluye al menos una parte del eje central del transformador en forma de triángulo, donde el volumen encerrado por la chimenea está en conexión fluida con un exterior del alojamiento. La chimenea comprende un elemento de conducción de calor en contacto con las paredes de la chimenea. La chimenea está en contacto físico con el elemento de conducción de calor, por lo que el calor se conduce por las paredes de la chimenea y el elemento de conducción de calor. El elemento de conducción de calor mejora el intercambio de calor de la chimenea, así que la superficie de toma de calor y/o la superficie de distribución de calor se alargan. Con los elementos de calor conductor, los sitios de emisión de calor del transformador en forma de triángulo se pueden alcanzar, que están más distantes de la chimenea y el calor se puede conducir de este modo de manera eficaz a la pared de la chimenea. La chimenea se coloca en el transformador en forma de triángulo de tal manera que al menos una parte del eje central del transformador en forma de triángulo se incluye, y mientras se utilice el espacio entre las extremidades del núcleo del transformador se puede optimizar el efecto de chimenea.

Otros aspectos, ventajas y características de la presente invención son evidentes a partir de las reivindicaciones dependientes, de la descripción y de los dibujos adjuntos.

Breve descripción de los dibujos

Una divulgación completa y propicia, que incluye el mejor modo de la misma, para un experto normal en la materia se expone, más particularmente, en el resto de la memoria, incluyendo la referencia a las figuras adjuntas en las que:

La Figura 1 muestra esquemáticamente un ejemplo de un transformador en forma de triángulo con un núcleo bobinado situado en un alojamiento cilíndrico;

La Figura 2 muestra esquemáticamente un transformador en forma de triángulo encapsulado con un núcleo bobinado de acuerdo con realizaciones;

La Figura 3 muestra una vista superior en sección transversal del transformador en forma de triángulo encapsulado de la Figura 2;

La Figura 4 muestra esquemáticamente un transformador en forma de triángulo encapsulado con un núcleo 35 bobinado de acuerdo con una realización comparativa;

La Figura 5 muestra una vista superior en sección transversal del transformador en forma de triángulo encapsulado de la Figura 4;

La Figura 6 muestra esquemáticamente un transformador en forma de triángulo encapsulado con un núcleo... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un transformador en forma de triángulo encapsulado (10) para tensiones medias a altas, que comprende:

un alojamiento cerrado (70) que encierra un volumen; un transformador delta en forma de triángulo (20) situado en el alojamiento (70) ;

caracterizado por una chimenea (60, 100) para un fluido, que sobresale a través del alojamiento (70) y que incluye al menos una parte del eje central del transformador en forma de triángulo (20) , donde el volumen encerrado por la 10 chimenea (60, 100) está en conexión fluida con el exterior del alojamiento (70) , y donde la chimenea (60, 100) comprende un elemento de conducción de calor (130, 150) en contacto con las paredes de la chimenea (100) .

2. El transformador en forma de triángulo encapsulado (10) de la reivindicación 1, en el que el alojamiento (70) tiene una forma cilíndrica y está herméticamente cerrado, y donde el eje central del cilindro (90) está orientado 15 verticalmente en un estado de funcionamiento del transformador en forma de triángulo (20) .

3. El transformador en forma de triángulo encapsulado (10) de la reivindicación 2, donde la chimenea (60, 100) sobresale desde un plano (75, 80) del alojamiento cilíndrico (70) hacia el otro.

4. El transformador en forma de triángulo encapsulado (10) de cualquier reivindicación anterior, donde el intercambio de calor con el entorno del transformador encapsulado (10) se proporciona a través de una única abertura (110, 120) en un extremo de la chimenea (60, 100) .

5. El transformador en forma de triángulo encapsulado (10) de cualquier reivindicación anterior, donde la chimenea 25 (60, 100) tiene una forma cilíndrica, triangular o hexagonal.

6. El transformador en forma de triángulo encapsulado (10) de cualquier reivindicación anterior, donde el elemento de conducción de calor (130) es un disipador de calor y está en contacto con el fluido dentro de la chimenea (60, 100) .

7. El transformador en forma de triángulo encapsulado (10) de cualquier reivindicación anterior, donde la chimenea (60, 100) comprende un intercambiador de calor, en particular, un tubo de calor.

8. El transformador en forma de triángulo encapsulado (10) de la reivindicación 7, donde el intercambiador de calor

comprende una primera parte que sirve para tomar el calor, y una segunda parte para distribuir el calor al aire circundante, a un condensador o a otro circuito de refrigeración con un medio de refrigeración, donde la primera parte se sitúa dentro de la chimenea (60, 100) , donde la segunda parte se encuentra fuera del transformador encapsulado (10) .

9. El transformador en forma de triángulo encapsulado (10) de cualquier reivindicación anterior, donde la chimenea (60, 100) está conectada a al menos un elemento de conducción de calor (150) dispuesto en el interior del alojamiento (70) .

10. El transformador en forma de triángulo encapsulado (10) de la reivindicación 9, donde el al menos un elemento 45 de conducción de calor es una placa (150) que sobresale radialmente hacia el exterior de la chimenea (100) .

11. El transformador en forma de triángulo encapsulado (10) de la reivindicación 10, donde al menos una parte de la placa (150) se sitúa entre dos partes principales adyacentes (50) del transformador en forma de triángulo (20) .

12. El transformador en forma de triángulo encapsulado (10) de cualquier reivindicación anterior, que comprende una multitud de otras chimeneas (200) situadas entre el transformador (10) y el alojamiento (70) , preferentemente sobresaliendo paralelamente al eje central del alojamiento (70) .

13. El transformador en forma de triángulo encapsulado (10) de la reivindicación anterior, donde las chimeneas (100, 55 200) están en parte interconectadas entre sí a través de placas (150) .

14. El transformador en forma de triángulo encapsulado (10) de cualquier reivindicación anterior, donde el alojamiento (70) comprende un gas aislante (35) a una presión de hasta 6 bares.

15. El transformador en forma de triángulo encapsulado (10) de cualquier reivindicación anterior, donde el transformador en forma de triángulo (20) comprende un núcleo apilado o un núcleo bobinado.