ТРАНСФОРМАТОР ТОКА НАРУЖНОЙ УСТАНОВКИ Российский патент 1998 года по МПК H01F38/30 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования на электрических станциях и подстанциях для релейной защиты и измерения тока в цепях, не допускающих непосредственного включения измерительных приборов.

Известны высоковольтные трансформаторы тока с газовым заполнением, содержащие несколько вторичных обмоток, навитых на кольцевые магнитопроводы, кольцевой экран, охватывающий вторичные обмотки с магнитопроводами, первичную обмотку в виде прямолинейного проводника, расположенного в окне магнитопроводов со вторичными обмотками, металлический бак, расположенный над изоляционной покрышкой и при помощи фланца с цилиндрическим экраном герметично присоединенный к ней, трубку, открывающуюся внутрь кольцевого экрана и проходящую внутри изоляционной покрышки [1].

Однако такие трансформаторы имеют низкую надежность и высокую повреждаемость, что может привести к серьезным авариям.

Известны трансформаторы тока наружной установки с газовым заполнением, содержащие несколько кольцевых магнитопроводов с вторичными обмотками, первичную обмотку, пустотелый кольцевой экран, металлический экран, расположенный над изоляционной покрышкой и герметично присоединенный к ней, трубку и экран, закрывающий нижний фланец бака [2]. В изоляционных промежутках между первичной и вторичными обмотками, трубкой и экраном расположена твердая изоляция в виде навитых полос электроизоляционного материала и промежуточные экраны, что уменьшает степень неоднородности электрического поля изоляционных промежутков. Первичная обмотка расположена в окне пустотелого экрана, имеющего кольцевую или тороидальную форму.

Однако такие трансформаторы имеют большие габариты и вес.

Техническая задача предлагаемого трансформатора наружного исполнения заключается в уменьшении габаритов,повышении эксплуатационной надежности и упрощения технологии сборки.

Поставленная задача достигается тем, что известный трансформатор тока наружной установки, содержащий опорную изоляционную покрышку с нижним и верхним фланцами, заполненную газовым диэлектриком, вторичные обмотки, расположенные на кольцевых сердечниках и размещенные в тороидальном экране, образуя блок вторичных обмоток, первичную обмотку, расположенную в окне тороидального экрана, и трубчатую опору блока вторичных обмоток, закрепленную на нижнем фланце изоляционной покрышки, снабжен юстировочным узлом для симметрирования положения первичной обмотки в окне тороидального экрана, расположенным между трубчатой опорой и тороидальным экраном блока вторичных обмоток и частично установленным ниже верхнего торца изоляционной покрышки.

Кроме того, юстировочный узел имеет горизонтальную плиту, жестко закрепленную на трубчатой опоре, стойку, установленную на горизонтальной плите с возможностью перемещения вдоль нее, на стойке установлена скоба с возможностью ее перемещения вдоль стойки, внутри стойки расположен регулировочный элемент, опирающийся на скобу.

На фиг. 1 показан общий вид трансформатора тока; на фиг. 2 приведен блок юстировки вторичных обмоток; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг.2.

Трансформатор тока содержит изоляционную, например фарфоровую, покрышку 1 с герметично соединенными с ней нижним 2 и верхним кольцевым 3 фланцами, заполненную газовым диэлектриком. На верхнем кольцевом фланце 3 герметично установлен металлический кожух 4 с защитной мембраной 5, расположенной в верхней его части, и первичной обмоткой 6, выполненной в виде прямолинейного проводника, со стержневыми выводами 7, которые проходят сквозь боковую поверхность кожуха 4 через узел газового уплотнения 8. Вторичные обмотки 9, расположенные на кольцевых сердечниках 10, размещены в тороидальном экране 11, образуя блок вторичных обмоток, жестко соединенном, например сваркой, с юстировочным узлом 12 для симметрирования положения первичной обмотки 6, расположенной в окне тороидального экрана 11. Узел 12 своей горизонтальной плитой 13 приварен к трубчатой опоре 14 блока вторичных обмоток, через внутреннюю полость которой и узел вывода вторичных обмоток 15, герметично установленный в отверстии нижнего фланца 2, проходят выводы 16 вторичных обмоток 9. На нижнем фланце 2 трансформатора расположен узел подачи и контроля давления газа 17. Тороидальный экран 11 частично утоплен в полость фарфоровой покрышки 1, т.е. установлен ниже верхнего торца верхнего кольцевого фланца 3 изоляционной покрышки 1.

Юстировочный узел 12 имеет также скобу 18 с прорезями 19 для горизонтальных элементов крепления 20, жестко закрепленную, например, с помощью сварки по образующей к тороидальному экрану 11. Скоба 18 фиксируется горизонтальными элементами крепления 20 и регулируется вертикальными элементами 21 относительно вертикальной наклонной стойки 22, которая закрепляется на горизонтальной плите 13 с помощью сухарей 23. Внутри скобы 18 имеется горизонтально расположенная пластина 24 с отверстиями, сквозь которые проходят элементы крепления 20 и 21, образуя регулировочный элемент.

При работе трансформатора выводы 7 первичной обмотки 6 подключаются в разрыв высоковольтной линии электропередачи, а выводы 16 вторичных обмоток 9 - к низковольтным цепям измерения и релейной защиты, что позволяет безопасно измерять ток в линии и обеспечивать ее аварийное отключение. При коротких замыканиях в линии через обмотки трансформатора начинает протекать ток, превышающий рабочий в десятки и сотни раз, приводящий к возникновению электродинамических сил, воздействующих на конструкцию трансформатора.

В процессе подготовки трансформатора тока к работе производится центровка тороидального экрана 11 блока вторичных обмоток 9 с помощью юстировочного узла 12 в трех направлениях. При этом любое изменение положения экрана 11 в вертикальном направлении осуществляется перемещением скобы 18 вдоль вертикальной наклонной стойки 22 с помощью вертикального элемента крепления 21, находящегося в резьбовом соединении с встроенной горизонтальной пластиной 24. При этом вертикальные элементы крепления 21 должны упираться в скобу 18, а горизонтальные элементы крепления 20 не должны препятствовать перемещению скобы 18 вдоль вертикальной наклонной стойки 22, т.е. элементы крепления 20, например болты, окончательно не затянуты. Перемещение основания вертикальной наклонной стойки 22 по поверхности горизонтальной плиты 13 приводит к изменению положения экрана 11 в горизонтальной плоскости в обоих направлениях. После центровки тороидального экрана 11 фиксируется вертикальная наклонная стойка 22 на горизонтальной плите 13 с помощью сухарей 23, а на скобе 18 - горизонтальными элементами крепления 20, т. е. осуществляется их окончательная затяжка. Регулировочный элемент юстировочного узла 12 обеспечивает относительную центровку первичной обмотки 6 в окне тороидального экрана 11 блока вторичных обмоток 9 при любых сочетаниях допусков сопрягаемых деталей с высокой точностью. Это приводит к технологичности сборки и с высокой надежностью позволяет обеспечить заданные условия по электрической прочности изоляционных промежутков.

Тороидальный экран 11 с блоком вторичных обмоток 9 монтируется на юстировочном узле 12, закрепленном на трубчатой опоре 14, проходящей внутри изоляционной покрышки 1, выполняющей функции опорного изолятора, и заполненную через узел 17 газовым диэлектриком, например элегазом. Нижняя поверхность тороидального экрана 11 блока вторичных обмоток 9 расположена ниже уровня торца верхнего кольцевого фланца 3 покрышки 1, что позволяет уменьшить высоту металлического кожуха 4 и длину трубчатой опоры 14, что приводит к уменьшению общих габаритов трансформатора тока и снижает консольные нагрузки на экран 11 с обмотками 9 при электродинамическом ударе, избежав необходимости дополнительного крепления экрана 11 к верхнему металлическому кожуху 4.

При появлении избыточного давления внутри трансформатора тока выше допустимого фольговая мембрана 5, расположенная в верхней части металлического кожуха 4, разрывается, что приводит к сбросу давления элегаза до атмосферного, защищая конструкцию трансформатора от разрушения. Трансформатор после срабатывания указанной защиты сохраняет работоспособность, так как его изоляция выбирается с соответствующим запасом. При этом часть элегаза, попадающая в окружающую среду, не наносит экологического вреда и не приводит к пожарной опасности по причине его нейтральности и негорючести.

Использование: в электротехнике. Сущность изобретения: трансформатор тока содержит фарфоровую покрышку 1 с герметично соединенными с ней фланцами 2 и 3, заполненную элегазом. На кольцевом верхнем фланце 3 расположен металлический кожух 4 с первичной и вторичными обмотками, расположенными в тороидальном экране II, жестко соединенным с узлом юстировки 12 блока вторичных обмоток. Нижняя часть экрана II утоплена в полости фарфоровой покрышки. Узел юстировки 12 содержит юстировочную скобу с прорезями для элементов крепления, приваренную по образующей к экрану II. Изменение положения экрана II в трех плоскостях производится с помощью юстировочного узла 12. Наклон оси экрана II корректируется изменением уровня вертикального перемещения элементов. Сам узел 12 обеспечивает относительную центровку первичной 6 и вторичных 9 обмоток при любых допусков сопряженных деталей с высокой точностью, что приводит к однородности поля и высокой электрической прочности главной изоляции трансформатора. Изобретение позволяет уменьшить габариты трансформатора тока и повысить его эксплуатационную надежность. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. Трансформатор тока наружной установки, содержащий опорную изоляционную покрышку с нижним и верхним фланцами, заполненную газовым диэлектриком, вторичные обмотки, расположенные на кольцевых сердечниках и размещенные в тороидальном экране, образуя блок вторичных обмоток, первичную обмотку, расположенную в окне тороидального экрана, и трубчатую опору блока вторичных обмоток, закрепленную на нижнем фланце, отличающийся тем, что он снабжен юстировочным узлом для симметрирования положения первичной обмотки в окне тороидального экрана, расположенным между трубчатой опорой и тороидальным экраном блока вторичных обмоток, который частично установлен ниже верхнего торца изоляционной покрышки. 2. Трансформатор по п. 1, отличающийся тем, что юстиривочный узел имеет горизонтальную плиту, жестко закрепленную на трубчатой опоре, стойку, установленную на горизонтальной плите с возможностью перемещения вдоль нее, на стойке установлена скоба с возможностью ее перемещения вдоль стойки, внутри стойки расположен регулировочный элемент, опирающийся на скобу.