РЕАКТОР Российский патент 1995 года по МПК H01F38/00 H01F27/28 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к прессующим устройствам обмоток реакторов без стали.

В известном устройстве-прототипе имеются цилиндрическая обмотка, нижний и верхний прессующие узлы, каждый из которых размещен между соответствующим торцом обмотки и соответствующей ярмовой балкой и состоит из прессующего винта и металлической пяты.

Недостатком такой прессовки обмоток является то, что в процессе эксплуатации, вследствие релаксации напряжений в картонных прокладках, установленных между катушками обмотки, а также большой высоты обмотки усилие прессовки (напряжение механического сжатия) распределяется по высоте обмотки неравномерно: наибольшее значение в верхней части, наименьшее в нижней части (фиг.2). Это приводит к тому, что в пределах одной обмотки верхние витки запрессованы сильнее, чем в средней и нижней частях обмотки, что снижает динамическую стойкость этих витков обмотки и приводит к снижению надежности электрического реактора без стали в целом.

Цель изобретения повышение надежности при коротких замыканиях (КЗ) за счет выравнивания механического напряжения сжатия (силы прессовки) по высоте обмотки.

Для достижения цели в предлагаемом устройстве, содержащем цилиндрическую обмотку и прессующие узлы, размещенные на противоположных торцах обмотки, для прессующего устройства, расположенного в нижней части обмотки между нижней ярмовой балкой и обмоткой, сила прессовки меньше силы прессовки верхнего прессующего устройства на величину удвоенного веса обмотки. Благодаря этому происходит разгрузка нижней прессующей части системы, т.е. требуется меньшее число прессующих винтов, чем достигается экономия металла.

На фиг.1 приведена активная часть реактора, поперечный разрез; на фиг.2 эпюра распределения по высоте обмотки механического напряжения осевого сжатия для устройства прототипа; на фиг.3 аналогичная эпюра для предлагаемого реактора; на фиг.4 эпюра осевой составляющей электродинамических сил, возникающих в обмотке реактора при протекании токов КЗ; на фиг.5 аналогичная эпюра при наличии сил прессовки на верхнем и нижнем торцах реактора; на фиг.6 эпюра суммарных сил, возникающих в реакторе, с учетом электродинамических сил от токов КЗ и сил прессовки.

Реактор содержит верхнюю и нижнюю конструкционные плиты 1, соединенные между собой с помощью стяжных шпилек 2, обмотку 3, на торцах которой установлены через изоляционные шайбы 4 и 5 верхнее и нижнее прессующие кольца 6 и 7, которые запрессованы относительно верхней и нижней конструкционных плит 1 с помощью верхнего и нижнего прессующих винтов 8 и 9 и чашеобразных металлических пят 10 и 11.

Реактор работает следующим образом.

Сила прессовки передается от верхнего прессующего винта 8 через чашеобразную металлическую пяту 10 и верхнее прессующее кольцо 6 на верхнюю часть обмотки 3, а от нижнего прессующего винта 9 через чашеобразную металлическую пяту 11 и нижнее прессующее кольцо 7 и изоляционную шайбу 5 на нижнюю часть обмотки 3. В результате эпюра распределения механического напряжения сжатия σ_сж имеет симметричный вид относительно середины обмотки (фиг.3). Это обеспечивается тем, что сила прессовки нижнего прессующего винта 9 меньше силы прессовки верхнего прессующего винта 8 на величину удвоенного веса обмотки 3.

Таким образом, механическое напряжение сжатия в предлагаемом реакторе (фиг. 3) имеет более равномерное распределение по высоте обмотки 3 по сравнению с устройством-прототипом (фиг.2). При протекании токов КЗ через обмотку реактора осевые силы F_ос, создаваемые радиальным полем В_рад, имеют наибольшее значение на концах обмотки, в середине ее высоты их значение равно нулю, меняя при этом знак (фиг.4).

Для компенсации воздействия осевой силы F_ос на обмотку реактора сила прессовки F_п выбирается равной или большей осевой силы, т.е. F_п ≥ F_ос. На фиг.5 показана эпюра требуемых максимальных сил прессовки на верхнем и нижнем торцах F_п.в. и F_п.н.т. Однако на практике требуются несколько меньшие F¹_п.в.т. и F¹_п.н.т. (фиг.6).

Таким образом, наличие прессующих устройств в верхней и нижней частях реактора позволяет создать более равномерное распределение механического напряжения сжатия по высоте обмотки по сравнению с прототипом. Это приводит к повышению стойкости обмотки 3 реактора к действию электродинамических сил при токах КЗ.

Использование: в электротехнике, в частности в прессующих устройствах обмоток реакторов без стали. Сущность изобретения: устройство содержит верхнюю и нижнюю конструкционные плиты 1, соединенные между собой с помощью стяжных шпилек 2, обмотку 3, на торцах которой установлены через изоляционные шайбы 4 и 5 верхнее и нижнее прессующие кольца 6 и 7, которые запрессованы относительно верхней и нижней конструкционных плит 1 с помощью верхнего и нижнего прессующих винтов 8 и 9 чашеобразных металлических пят 10 и 11. Сила прессовки нижнего прессующего винта меньше силы прессовки верхнего прессующего винта на величину удвоенного веса обмотки 3 для повышения надежности при коротких замыканиях за счет выравнивания механического напряжения сжатия по высоте обмотки. 6 ил.

РЕАКТОР, содержащий цилиндрическую обмотку, нижнее и верхнее прессующие узлы, каждый из которых размещен между соответствующим торцом обмотки и соответствующей ярмовой балкой и состоит из прессующего винта и металлической пяты, отличающийся тем, что сила прессовки нижнего прессующего узла меньше силы прессовки верхнего прессующего узла на величину удвоенного веса обмотки.