ТРАНСФОРМАТОР С ЖИДКИМ ДИЭЛЕКТРИКОМ ДЛЯ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА СКОРОСТНЫХ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ Российский патент 1999 года по МПК H01F27/14 

Изобретение относится к области электротехники, а именно к трансформаторам, размещаемым в подвагонном пространстве, ввиду чего к ним предъявляется требование минимального размера по высоте. Известен трансформатор, содержащий гофрированный бак с жидким диэлектриком, который может изменять свой объем при колебаниях температуры [1]. Такие трансформаторы не имеют расширительного бака, выполненного в виде одной конструктивной единицы и располагаемого, как правило, над баком с активной частью и поэтому их размер по высоте минимальный. Однако, трансформаторы с гофрированными баками могут быть использованы только в стационарных установках ввиду относительно малой жесткости стенок бака.

Известны также трансформаторы герметизированные с газовой подушкой, например азотной [2], которая выполняет роль компенсатора изменения объема жидкого диэлектрика. Конструктивно объем, который заполнен газом, имеет размеры по ширине и длине, равные размерам крышки бака трансформатора, и поэтому размер трансформатора по высоте за счет газовой подушки увеличивается незначительно; однако, это решение для трансформаторов подвижного состава неприемлемо, т.к. при ускорениях, которые могут достигать 4q, возможно смещение жидкого диэлектрика в одну какую-либо сторону бака. При этом отдельные узлы активной части и отводов, находящиеся под потенциалом, могут оказаться вне жидкого диэлектрика, что приведет к пробою изоляции трансформатора и выходу его из строя.

Наиболее близким к заявляемому является трансформатор [3], заполненный жидким диэлектриком, содержащий основной бак с активной частью и крышкой, расширительный бак, трубопровод, соединяющий основной бак с расширительным баком, отсек для газонаполнения, соединенный с трубопроводом, причем начало трубопровода находится в верхней части крышки, расширительный бак расположен над основным баком, а трубопровод, соединяющий оба бака, выходит непосредственно из крышки основного бака. Описанный трансформатор без какого-либо ограничения решает задачу компенсации изменения объема жидкого диэлектрика в основном баке. Однако, высота трансформатора в этом случае, как минимум, определяется суммой высот основного бака, части трубопровода и газового реле. Для подвижного состава скоростных железных дорог электрооборудование, размещаемое в подвагонном пространстве, должно быть выполнено с минимальными размерами по высоте, а изложенная традиционная компоновка не позволяет сконструировать трансформатор с учетом предъявляемых требований.

Целью настоящего изобретения является создание трансформатора с жидким диэлектриком с минимально возможной его высотой.

Указанная цель достигается тем, что в трансформаторе с жидким диэлектриком, содержащем основной бак с крышкой, расширительный бак, трубопровод, соединяющий основной бак с расширительным баком, отсек для газонаполнения, соединенный с трубопроводом, причем начало трубопровода находится в верхней части крышки, предложено в крышке основного бака выполнить полость для сбора газа, начало трубопровода разместить внутри бака в верхней части полости для сбора газа, трубопровод вывести из бака через его боковую стенку, отсек для газонаполнения соединить с трубопроводом после выхода трубопровода из стенки бака.

Необходимость и достаточность указанных отличительных признаков для достижения цели подтверждается следующим. В трансформаторах [3] полость для сбора газа располагается в трубопроводе. Для обеспечения прохождения газов в полость требуется ориентация трубопровода вверх, в сторону расширительного бака, что увеличивает размер трансформатора по высоте.

В предлагаемом трансформаторе полость для сбора газов расположена в крышке основного бака, начало трубопровода, соединяющего бак с активной частью с расширительным баком, размещено внутри бака, отсек для газонаполнения соединен с трубопроводом после его выхода из стенки бака и находится в пределах габаритов основного бака по высоте. Таким образом, над крышкой основного бака нет каких-либо конструкций, которые могли бы увеличить размер трансформатора по высоте.

В разрабатываемом трансформаторе мощностью 2000 кВА для подвижного состава скоростных железных дорог допустимый размер по высоте составляет 650 мм. Если на крышке бака разместить часть трубопровода и газовое реле, то размер трансформатора по высоте увеличится минимум на 250 мм, т.е. на 35%. Кроме того, такое размещение не имеет доступа для обслуживания газового реле, необходимое в процессе эксплуатации трансформатора.

В заявляемом трансформаторе контроль газовыделения выполняется с помощью полости для сбора газа, расположенной в крышке бака, и отсека для газонаполнения, соединенного с трубопроводом после его выхода из стенки бака.

На чертеже представлена схема заявляемого трансформатора.

Трансформатор содержит основной бак с активной частью 1, крышку бака 2 с полостью для сбора газа 3, трубопровод 4, соединенный с отсеком для газонаполнения 5 и расширительным баком 6.

При работе трансформатора, в случае газовыделения из-за неисправности, газ скапливается под крышкой 2 и попадает в полость для сбора газа 3. При этом верхний конец трубопровода 4 оказывается в газовой среде. Повышение температуры жидкого диэлектрика или продолжающееся выделение газов повышает давление в баке, сжимает газ в полости 3, газ выдавливается в трубопровод 4 и задерживается в отсеке для газонаполнения 5 с целью контроля его наличия с помощью соответствующих приборов.

Предлагаемая компоновка трансформатора позволяет получить минимальный размер его по высоте с обеспечением контроля газовыделения.

Использование: в трансформаторах, размещенных в подвагонном пространстве. Технический результат: уменьшение размеров по высоте за счет размещения трубопровода между основным и расширительным баками, а также размещения газового реле не выше уровня крышки основного бака. Трансформатор содержит основной бак с активной частью (1), крышку бака (2) с полостью для сбора газа (3), трубопровод (4), соединенный с отсеком для газонаполнения (5) и расширительным баком (6). При работе трансформатора в случае газовыделения из-за неисправности газ скапливается в полости для сбора газа (3). Продолжающееся выделение газа повышает давление в баке, сжимая газ в полости (3) и выдавливая его в трубопровод (4). В отсеке для газонаполнения (5) контролируется его наличие с помощью соответствующих приборов. 1 ил.

Трансформатор с жидким диэлектриком, содержащий основной бак с крышкой, расширительный бак, трубопровод, соединяющий основной бак с расширительным баком, отсек для газонаполнения, соединенный с трубопроводом, причем начало трубопровода находится в верхней части крышки, отличающийся тем, что крышка основного бака имеет полость для сбора газа, начало трубопровода находится внутри бака в верхней части полости для сбора газа, трубопровод выведен из бака через его боковую стенку, отсек для газонаполнения соединен с трубопроводом после выхода трубопровода из стенки бака.