Transformador subterráneo.

Transformador subterráneo (10, 50), que comprende un núcleo de transformador estratificado

(12, 42, 52, 92, 112, 114) y al menos un arrollamiento eléctrico (14, 16, 54, 56, 58, 60, 62, 64) atravesado por éste a lo largo de un eje del brazo (76, 78, 80), caracterizado porque en las dos zonas extremas axiales (82, 84) del núcleo del transformador (12, 42, 52, 92, 112, 114) está previsto, respectivamente, un dispositivo de retención (18, 20, 66, 68, 70, 72, 74, 94, 116) que colabora mecánicamente con éste, que está diseñado para una solicitación de fuerza de tracción de este tipo, de tal forma que el transformador subterráneo (10, 50) puede ser soportado en suspensión por estos dispositivos de retención (18, 20, 66, 68, 70, 72, 74, 94, 116) cuando el eje del brazo (76, 78, 80) está alineado aproximadamente horizontal.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E11008877.

Solicitante: ABB TECHNOLOGY AG.

Nacionalidad solicitante: Suiza.

Dirección: AFFOLTERNSTRASSE 44 8050 ZURICH SUIZA.

Inventor/es: WEBER,BENJAMIN, Mönig,Wolfgang, LUCKEY,MICHAEL, BOCKHOLT,MARCOS.

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... > H01F27/06 (Montajes, soportes o suspensiones de transformadores, reactancias o bobinas de choque)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS > IMANES; INDUCTANCIAS; TRANSFORMADORES; EMPLEO DE... > Detalles de transformadores o de inductancias en... > H01F27/26 (Fijación de las partes del núcleo entre sí; Fijación o montaje del núcleo en la envoltura o sobre un soporte)

PDF original: ES-2481397_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Transformador subterráneo La invención se refiere a un transformador subterráneo, que comprende un núcleo de transformador estratificado y al menos un arrollamiento eléctrico atravesado por éste a lo largo de un eje del brazo.

Se conoce, en general, que para la transmisión de energía eléctrica están disponibles redes de suministro por cable correspondientes. De acuerdo con la potencia eléctrica a transmitir, éstas presentan una tensión nominal de, por ejemplo, 380kV, 110 kV o también 10kV, empleándose típicamente un a frecuencia de la red de 50 o bien 60 Hz. Una red de suministro para el abastecimiento de consumidores estacionarios está constituida típicamente de forma trifásica, es decir, que está disponible un sistema con tres líneas de alimentación, en las que en el estado simétrico la corriente y la tensión con un desplazamiento de fases de 120º , respectivamente, son iguales en cuanto al importe entre sí.

Los sistemas de suministro de energía para consumidores móviles, como por ejemplo trenes y tranvías, están constituido típicamente monofásicos, es decir, que la alimentación se realiza a través de una línea de alimentación individual, de manera que el conducto de retorno se realiza entonces a través del carril metálico. En el caso de autobuses de línea aérea, en virtud de la ausencia del carril y utilizable como conductor de retorno, están previstas, en general, dos líneas de alimentación. Normalmente, la frecuencia de la red en tales aplicaciones al menos en Europa es 16 2/3, 25, 50 ó 690 Hertzios, en algunos casos como en los tranvías se emplea también tensión continua individualizada.

Para la transformación de la tensión de alimentación alterna típica de 10kV a 15kV están previstos transformadores móviles, que son integrados entonces en la zona subterránea de un tren de viajeros.

Éstos tienen disponible, en virtud de la disposición subterránea, solamente un espacio muy limitado especialmente con relación a la altura y la mayoría de las veces están realizados como transformadores de aceite. El aceite sirve en este caso, por una parte, como refrigerante para la disipación del calor de pérdida que se produce en el funcionamiento como también como medios de aislamiento, a través del cual se pueden realizar distancias de aislamiento más reducidas y, por lo tanto, una forma de construcción compacta.

Sin embargo, en este caso es un inconveniente que un transformador de este tipo solamente se puede disponer la mayoría de las veces vertical, por razones mecánica, es decir, con eje del brazo alineado vertical, lo que, sin embargo, se opone a la oferta de espacio plano en la zona subterránea. Además, por razones de seguridad, hay que evitar, a ser posible, el aceite como medio combustible en un medio de tráfico. Una disposición horizontal aprovecha mejor la oferta de espacio disponible, pero se plantean problemas con la carga de presión del arrollamiento tendido entonces, a través del cual se descarga el peso del núcleo. También se conocen variantes de realización con transformadores secos, que están dispuestos en virtud de la problemática de la carga de presión de los arrollamientos, sin embargo, de la misma manera verticales, debiendo proporcionarse aquí en virtud de la ausencia de aceite todavía una refrigeración intensificada.

Partiendo de este estado de la técnica, el cometido de la invención es indicar un transformador seco, que debe disponerse horizontal, para aplicaciones móviles.

Este cometido se soluciona por medio de un transformador seco del tipo mencionado al principio. Éste se caracteriza porque en las dos zonas extremas axiales del núcleo del transformador está previsto, respectivamente, un dispositivo de retención que colabora mecánicamente con éste y que está diseñado para una solicitación de fuerza de tracción tal que el transformador subterránea puede ser soportado suspendido por estos dispositivos de retención con el eje del brazo alineado aproximadamente horizontal.

La idea básica de la invención consiste en prever el transformador subterráneo para una disposición suspendida, de manera que los dispositivos de retención inciden directamente en los dos extremos axiales del núcleo del transformador y se evita una erosión del peso del núcleo sobre el al menos un arrollamiento eléctrico atravesado por éste a lo largo del eje del brazo. En el caso de una disposición horizontal, hay que prever en cambio, en efecto, el arrollamiento cilíndrico hueco para una solicitación a presión en dirección radial, es decir, en el caso de la disposición del arrollamiento en posición de montaje horizontal en dirección vertical hacia abajo. Especialmente los canales de refrigeración previstos en transformadores secos verticales a lo largo del eje del brazo no pueden hacer frente a una carga de peso de, por ejemplo, hasta algunas toneladas, porque en una disposición vertical típica solamente el peso propio del arrollamiento se puede descargar sobre éste, estando alineados entonces los canales de refrigeración verticalmente y no están sometidos a ninguna carga de peso.

De acuerdo con una forma de realización preferida del transformador subterráneo de acuerdo con la invención, las capas adyacentes del núcleo de transformados estratificado están encoladas entre sí a lo largo de al menos un eje del brazo. En una forma de realización correspondientemente alargada del núcleo de transformador subterráneo de acuerdo con la invención, en el caso de una suspensión en los dos extremos axiales del núcleo, se puede producir,

en efecto, una flexión de los brazos del núcleo, que está condicionada tanto por el peso propio del núcleo del transformador como también por el peso del arrollamiento. A través de la forma de realización estratificada del núcleo del transformador, se reduce su capacidad de cara transversalmente al eje del brazo en disposición horizontal, a saber, en comparación con un núcleo macizo, siendo inevitable en otro caso una formación de chapa del núcleo para la prevención de pérdidas de corriente parásita. Un encolado de capas de chapa adyacentes, en particular en la zona de los brazos del transformador, eleva la estabilidad mecánica del brazo. En el caso del encolado de todas las capas de chapa entres sí, la capacidad de carga del brazo del transformador corresponde entonces aproximadamente a la forma de realización maciza no de chapa. Con ello de manera ventajosa se pueden realizar también formas de realización alargadas del transformador subterráneo de acuerdo con la invención, por ejemplo con una longitud del núcleo, que corresponde a 3 a 6 veces la anchura del núcleo, sin problemática de flexión.

Otra posibilidad de acuerdo con la invención para la estabilización del núcleo del transformador, en particular de sus brazos, cosiste en que el núcleo del transformador estratificado presenta al menos una placa de estabilización a lo largo de al menos un eje del brazo. La placa de estabilización presenta un espesor elevado en comparación con la chapa del núcleo, por ejemplo de 3 a 10 veces su espesor o algunos milímetros. De acuerdo con la selección de la placa de estabilización se producen allí de la misma manera corrientes parásitas, que son, sin embargo, por otra parte casi insignificantes en virtud de la porción reducida de la placa de estabilización en la sección transversal del brazo. No obstante, también son concebibles materiales no magnéticos y no conductores de electricidad, como por ejemplo materiales compuestos, que se caracterizan de manera ventajosa por un peso reducido, lo que es ventajoso en aplicaciones móviles.

En el caso de materiales conductores de electricidad se pueden utilizar especialmente acero o aluminio como material de partida para la placa... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Transformador subterráneo (10, 50) , que comprende un núcleo de transformador estratificado (12, 42, 52, 92, 112, 114) y al menos un arrollamiento eléctrico (14, 16, 54, 56, 58, 60, 62, 64) atravesado por éste a lo largo de un eje del brazo (76, 78, 80) , caracterizado porque en las dos zonas extremas axiales (82, 84) del núcleo del transformador (12, 42, 52, 92, 112, 114) está previsto, respectivamente, un dispositivo de retención (18, 20, 66, 68, 70, 72, 74, 94, 116) que colabora mecánicamente con éste, que está diseñado para una solicitación de fuerza de tracción de este tipo, de tal forma que el transformador subterráneo (10, 50) puede ser soportado en suspensión por estos dispositivos de retención (18, 20, 66, 68, 70, 72, 74, 94, 116) cuando el eje del brazo (76, 78, 80) está alineado aproximadamente horizontal.

2. Transformador subterráneo de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque las capas (48, 49) adyacentes del núcleo de transformador estratificado (12, 42, 52, 92, 112, 114) están encoladas entre sí a lo largo de al menos un eje del brazo (76, 78, 80) .

3. Transformador subterráneo de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el núcleo del transformador estratificado (12, 42, 52, 92, 112, 114) presenta al menos una placa de estabilización (44, 46) a lo largo de al menos un eje del brazo (76, 78, 80) .

4. Transformador subterráneo de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado porque la al menos una placa de estabilización (44, 46) es una placa de acero o de aluminio.

5. Transformador subterráneo de acuerdo con la reivindicación 3 ó 4, caracterizado porque la al menos una placa de estabilización (44, 46) está adyacente a la delimitación exterior del núcleo del transformador estratificado (12, 42, 52, 92, 112, 114) .

6. Transformador subterráneo de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado porque la al menos una placa de estabilización (44, 46) está doblada alrededor del eje del brazo (76, 78, 80) .

7. Transformador subterráneo de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado porque la al menos una placa de estabilización (44, 46) está doblada a lo largo del eje del brazo (76, 78, 80) .

8. Transformador subterráneo de acuerdo con una de las reivindicaciones 3 a 7, caracterizado porque la placa de estabilización (44, 46) está encolada al menos en secciones con el núcleo del transformador estratificado (12, 42, 52, 92, 112, 114) .

9. Transformador subterráneo de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque al menos un brazo está arrollado con al menos una capa de mechas de fibras impregnadas con una resina.

10. Transformador subterráneo de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque al menos un dispositivo de retención (18, 20, 66, 68, 70, 72, 74, 94, 116) presenta un elemento de amortiguación (22, 24, 98, 118) .

11. Transformador subterráneo de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el núcleo del transformador (12, 42, 52, 92, 112, 114) atraviesa a lo largo de un eje del brazo (76, 78, 80) varios arrollamientos eléctricos (54, 56; 58, 60; 62, 64) axialmente adyacentes, de manera que entre arrollamientos adyacentes está previsto al menos otro dispositivo de retención (72, 116) que colabora con el núcleo del transformador (12, 42, 52, 92, 112, 114) .

12. Transformador subterráneo de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque están previstos varios ejes de brazo (76, 78, 80) paralelos.

13. Vehículo ferroviario, caracterizado porque éste presenta una zona subterránea, en la que está dispuesto en suspensión en una estructura de soporte (100, 112) que se encuentra encima un transformador subterráneo (10, 50) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 12.