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Title:
ASSEMBLY CONSISTING OF A TRANSFORMER TANK AND A NACELLE OF A WIND TURBINE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/121040
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an assembly comprising a transformer tank (1) which is arranged in a nacelle of a wind turbine. The transformer tank is designed to be filled with a gas or a liquid in order to cool the active part of the transformer, and the active part is enclosed by the transformer tank in a liquid-tight or gas-tight manner. The aim of the invention is to facilitate the use of the transformer tank as a reinforcement or a bracing of the steel construction of the nacelle with as little additional material expenditure as possible for the transformer. This is achieved in that the transformer tank (1) is integrated into the mechanical support structure (7) of the nacelle such that the transformer tank forms a part of the mechanical support structure of the nacelle and at least one bracing (3) is provided in the interior of the transformer tank (1), said bracing connecting mutually opposing wall regions of the transformer tank.

Inventors:
GANGEL JÜRGEN (AT)
REITBAUER FRANZ (AT)
TRIEB DOMINIC (AT)
Application Number:
EP2018/083825
Publication Date:
June 27, 2019
Filing Date:
December 06, 2018
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AG (80333, DE)
International Classes:
F03D80/80; F03D80/60; H01F27/00
Foreign References:
EP2565445A12013-03-06
DE102007062622A12009-06-25
EP2063119A22009-05-27
CN201092937Y2008-07-30
DE202014004373U12014-06-24
Attorney, Agent or Firm:
MAIER, Daniel (Siemens Aktiengesellschaft, Postfach 22 16 34, München, 80506, DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Anordnung umfassend einen Transformatorkessel (1), der in einer Gondel einer Windenergieanlage angeordnet ist, wobei der Transformatorkessel dazu ausgebildet ist, mit einem Gas oder einer Flüssigkeit befüllt zu werden, um den Aktivteil des Transformators zu kühlen, wobei der Aktivteil vom Transformatorkessel flüssigkeitsdicht oder gasdicht umschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Transformatorkessel (1) derart in die mechanische Stützkonstruktion (7) der Gondel eingefügt ist, dass der Transformatorkessel einen Teil der mechanischen

Stützkonstruktion der Gondel bildet und dass zumindest eine Verstrebung (3) im Inneren des Transformatorkessels (1) vorgesehen ist, die einander gegenüberliegende Wandbereiche des Transformatorkessels verbindet.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die einander gegenüberliegenden Wandbereiche einander gegenüberliegende Seitenwände (2) oder einander

gegenüberliegende Wandbereiche einer umlaufenden

Seitenwand sind.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch

gekennzeichnet, dass die Verstrebung (3) zumindest teilweise als gerader Träger ausgebildet ist.

4. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest zwei

gegenüberliegende Wandbereiche des Transformatorkessels (1) fest mit der mechanischen Stützkonstruktion (7) der Gondel verbunden sind.

5. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass die Verstrebung (3) dort mit der Wand des Transformatorkessels (1) verbunden ist, wo die Wand des Transformatorkessels (1) mit der mechanischen Stützkonstruktion (7) der Gondel verbunden ist . Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Verstrebung (3) durch den Aktivteil des Transformators gebildet wird.

Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil der Verstrebung (3) durch einen Bauteil einer Presskonstruktion des Transformatorkerns gebildet wird.

Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil der Verstrebung (3) durch einen Bauteil einer Presskonstruktion für die Wicklungen gebildet wird.

Description:
Beschreibung

Anordnung aus Transformatorkessel und Gondel einer

Windenergieanlage

GEBIET DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft eine Anordnung umfassend einen

Transformatorkessel , der in einer Gondel einer

Windenergieanlage angeordnet ist, wobei der

Transformatorkessel dazu ausgebildet ist, mit einem Gas oder einer Flüssigkeit befüllt zu werden, um den Aktivteil des Transformators zu kühlen, wobei der Aktivteil im

Betriebszustand des Transformators vom Transformatorkessel flüssigkeitsdicht oder gasdicht umschlossen ist.

Die erfindungsgemäße Anordnung kann für verschiedene

Transformatortypen Anwendung finden, insbesondere für flüssigkeitsgefüllte Transformatoren. In der Regel betrifft die Erfindung Leistungstransformatoren.

Der in der Windenergieanlage eingesetzte Transformator umfasst das Transformatorgehäuse und den Aktivteil. Der Aktivteil eines Transformators umfasst die Wicklungen des Transformators und den Transformatorkern. In der Regel umfasst der Aktivteil bei Leistungstransformatoren auch Vorrichtungen, welche die Lage und/oder die Form des

Transformatorkerns und/oder der Wicklungen festlegen, wie etwa Pressvorrichtungen.

STAND DER TECHNIK

Eine Windenergieanlage umfasst einen Turm, eine an dem Turm verdrehbar befestigte Gondel sowie einen Rotor, wobei die Gondel den Rotor trägt, den Triebstrang der Windenergieanlage enthält sowie elektrische Anlagenteile der Windenergieanlage. Entsprechend dem Stand der Technik befindet sich der zur Windenergieanlage gehörende Transformator in der Gondel oder im Turm, siehe hierzu etwa DE 20 2014 004 373 Ul.

Der Transformatorkessel des Transformators dient

grundsätzlich der Kühlung des Aktivteils des Transformators und als Behälter für die Flüssigkeiten und/oder Gase zur Kühlung. Der Transformatorkessel hatte bisher in

Windenergieanlagen keine tragende Funktion für andere

Bestandteile der Windenergieanlage. Es gibt Bestrebungen, den Transformatorkessel als versteifendes Element in der

mechanischen Struktur der Gondel zu verwenden. Diese

mechanische Struktur ist meist eine Stahlbaukonstruktion.

Bisherige Vorschläge zielten darauf ab, den

Transformatorkessel selbst, also seine Wände, so zu

verstärken, dass der Transformatorkessel bzw. seine Wände selbst stabiler gemacht werden, indem diese etwa verstärkt werden, z.B. dicker ausgeführt werden als bei einem

Transformator, der keine tragende Funktion übernehmen muss. Dies führt jedoch zu einer Vergrößerung des Gewichts des Transformatorkessels , die aber z.B. den Transport des

Transformators in die Gondel erschwert.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Es ist somit eine Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung umfassend einen Transformatorkessel, der in einer Gondel einer Windenergieanlage angeordnet ist, bereit zu stellen, welche die Nachteile des Stands der Technik überwindet und insbesondere die Verwendung des Transformatorkessels als Versteifung oder Verstrebung der Stahlbaukonstruktion der Gondel mit möglichst geringem zusätzlichen Materialaufwand für den Transformator ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine

Wicklungsanordnung nach Anspruch 1 gelöst. Ausgangspunkt ist eine Anordnung umfassend einen Transformatorkessel, der in einer Gondel einer Windenergieanlage angeordnet ist, wobei der Transformatorkessel dazu ausgebildet ist, mit einem Gas oder einer Flüssigkeit befüllt zu werden, um den Aktivteil des Transformators zu kühlen, wobei der Aktivteil vom

Transformatorkessel flüssigkeitsdicht oder gasdicht

umschlossen ist. Dabei ist vorgesehen, dass der

Transformatorkessel derart in die mechanische

Stützkonstruktion der Gondel eingefügt ist, dass der

Transformatorkessel einen Teil der mechanischen

Stützkonstruktion der Gondel bildet und dass zumindest eine Verstrebung im Inneren des Transformatorkessels vorgesehen ist, die einander gegenüberliegende Wandbereiche des

Transformatorkessels verbindet.

Mit einer oder mehreren Verstrebungen im Inneren des

Transformatorkessels kann auf einfache Weise und mit

vergleichsweise geringem Materialaufwand die Steifigkeit des Transformatorkessels erhöht werden, ohne die Wände des

Transformatorkessels massiver gestalten zu müssen.

Unter den Begriff der Wandbereiche des Transformatorkessels fallen entweder begrenzte Wandbereiche wie der Boden, der Deckel und die einzelnen Seitenwände des

Transformatorkessels . In der Regel ist der

Transformatorkessel im Wesentlichen quaderförmig aufgebaut. Der Boden und der Deckel sind im Betriebszustand parallel zur Aufstandsfläche in der Gondel ausgerichtet, die - insbesondere vier - Seitenwände (bzw. eine mantelförmig umlaufende Seitenwand, wenn der Transformatorkessel nicht quaderförmig ausgebildet ist) normal zur Aufstandsfläche. Ein Wandbereich des Transformatorkessels kann aber bei einer mantelförmig umlaufenden Seitenwand auch ein Bereich dieser Seitenwand sein.

So kann vorgesehen sein, dass die einander gegenüberliegenden Wandbereiche, die mittels einer oder mehrerer Verstrebungen miteinander verbunden sind, einander gegenüberliegende Seitenwände oder einander gegenüberliegende Wandbereiche einer umlaufenden Seitenwand sind. Es ist aber nicht

ausgeschlossen, dass Verstrebungen auch zwischen Deckel und Boden des Transformatorkessels vorgesehen sind.

Eine vorteilhafte Ausführungsvariante der Erfindung besteht darin, dass die Verstrebung zumindest - insbesondere

bezüglich ihrer Längserstreckung - teilweise als gerader Träger ausgebildet ist. Die Verstrebung kann etwa ganz oder teilweise als profilierter Stahlträger ausgebildet sein.

Eine vorteilhafte Ausführungsvariante der Erfindung besteht darin, dass zumindest zwei gegenüberliegende Wandbereiche des Transformatorkessels fest mit der mechanischen

Stützkonstruktion der Gondel verbunden sind.

In diesem Fall kann vorgesehen sein, dass die Verstrebung dort mit der Wand des Transformatorkessels verbunden ist, wo die Wand des Transformatorkessels mit der mechanischen

Stützkonstruktion der Gondel verbunden ist.

Die Verstrebungen können mit besonders geringem

Materialaufwand hergestellt werden, wenn zumindest ein Teil der Verstrebung durch den Aktivteil des Transformators gebildet wird. Konstruktive Bauteile des Aktivteils, die an sich nicht mit einer Wand des Transformatorkessels in mechanischer Verbindung stehen, können also mit zusätzlichen Verbindungselementen verbunden werden, die dann eine

Verbindung zu den Wänden des Transformatorgehäuses

hersteilen, wobei der Bauteil des Aktivteils mit den

zusätzlichen Verbindungselementen die Verstrebung bildet. Die zusätzlichen Verbindungselemente können z.B. als Stahlträger ausgebildet sein.

Insbesondere kann vorgesehen sein, dass ein Teil der

Verstrebung durch einen Bauteil einer Presskonstruktion des Transformatorkerns gebildet wird. Wenn der Transformatorkern aus einzelnen Blechen aufgebaut ist, werden diese mit gegenüberliegend angeordneten Pressplatten oder Pressträgern, die durch Zugmittel miteinander verbunden sind,

zusammengepresst. Diese Pressplatten oder Pressträger, z.B. profilierte Träger, können einen Teil der erfindungsgemäßen Verstrebung bilden.

Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass ein Teil der Verstrebung durch einen Bauteil einer

Presskonstruktion für die Wicklungen gebildet wird. Um die Wicklungen während des Transports und des Betriebs des

Transformators in einer definierten Position zu halten, werden die Wicklungen parallel zu ihrer Wicklungsachse mit gegenüberliegend angeordneten Pressplatten oder Pressträgern, die durch Zugmittel miteinander verbunden sind,

zusammengepresst. Diese Pressplatten oder Pressträger, z.B. profilierte Träger, können einen Teil der erfindungsgemäßen Verstrebung bilden.

Bei der Verwendung von Bauteilen einer bestehenden

Presskonstruktion müssen also keine zusätzlichen

Verstrebungen, z.B. Träger, eingesetzt werden, die selbst eine Wand des Transformatorkessels mit einer

gegenüberliegenden Wand des Transformatorkessels verbinden, sondern es reicht aus, wenn die Bauteile auf beiden Seiten, z.B. mittels Trägerstücken, verlängert werden und diese Verlängerungen mit den Wänden bzw. Wandbereichen des

Transformatorkessels verbunden werden.

Selbstverständlich kann ein im Inneren mit einer oder mehreren erfindungsgemäßen Verstrebungen versehener

Transformator auch in anderen mechanischen

Stützkonstruktionen eine tragende Funktion übernehmen.

KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird im nachfolgenden Teil der Beschreibung auf die schematische Figur Bezug genommen, aus der weitere vorteilhafte Einzelheiten und mögliche Einsatzgebiete der Erfindung zu entnehmen sind. Die Figur ist als beispielhaft zu verstehen und soll den

Erfindungscharakter zwar darlegen, ihn aber keinesfalls einengen oder gar abschließend wiedergeben. Die Figur zeigt einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Anordnung.

WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG

Die Figur zeigt einen Längsschnitt durch einen quaderförmigen Transformatorkessel 1. Der Aktivteil des Transformators ist nicht eingezeichnet. Die beiden sichtbaren Wände sind einander gegenüberliegende Seitenwände 2 des

Transformatorkessels 1. Zwischen den Seitenwänden 2 sind zwei gerade Verstrebungen 3 eingezeichnet, von denen eine näher am Deckel 4 des Transformatorkessels 1 eine näher am Boden 5 des Transformatorkessels 1 angeordnet ist. An den Stellen, wo die obere Verstrebung 3 mit den Seitenwänden 2 verbunden ist, ist an der Außenseite der Seitenwände 2 ein Verbindungselement 6 angebracht, etwa eine Schiene, welche normal zur Zeichenebene verläuft. Dieses Verbindungselement 6 dient der Verbindung mit der mechanischen Stützkonstruktion 7 der Gondel. Das Verbindungselement 6 ist dort mit der Seitenwand 2 verbunden, wo die obere Verstrebung 3 mit der Innenseite der Seitenwand 2 verbunden ist.

Im Transformatorkessel 1 können natürlich weitere

Verstrebungen 3 - insbesondere deckungsgleich zu den beiden dargestellten Verstrebungen 3 - vor und/oder hinter der Schnittebene angeordnet sein.

Bezugszeichenliste :

1 Transformatorkessel

2 Seitenwand

3 Verstrebung Deckel

Boden

Verbindungselement

mechanische Stützkonstruktion der Gondel