ТРАНСФОРМАТОР Российский патент 2003 года по МПК H01F27/14 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к трансформаторам, размещенным в подвагонном пространстве с ограниченной высотой проема.

Известен трансформатор с диэлектрической жидкостью, содержащий основной бак, расширительный бак, трубопровод, начало которого находится в верхней части основного бака, а конец - в нижней части расширительного бака, систему циркуляционного охлаждения, состоящую из охладителя, насоса с электродвигателем и трубопровода, образующего совместно с охладителем, насосом и основным баком замкнутый контур охлаждения. (А.В. Сапожников. Конструирование трансформаторов. - М.: Госэнергоиздат, 1959).

Этот трансформатор характеризуется тем, что давление диэлектрической жидкости внутри основного бака трансформатора создается за счет давления, создаваемого диэлектрической жидкостью, находящейся в расширительном баке, расположенном над основным баком. Этот трансформатор имеет высоко расположенный расширительный бак, что не позволяет поместить трансформатор в подвагонном пространстве.

Известен трансформатор с диэлектрической жидкостью, содержащий основной бак, расширительный бак, трубопровод, соединяющий основной бак с расширительным баком, причем начало трубопровода находится в верхней части основного бака, конец трубопровода расположен в нижней части расширительного бака, трубопровод выведен через боковые стенки основного и расширительного баков (Патент РФ 2143762).

Расширительный бак этого трансформатора расположен на одном уровне с основным баком, что позволяет значительно снизить высоту трансформатора и поместить его в подвагонном пространстве. Однако этот трансформатор имеет недостаток. В процессе работы жидкость в основном баке нагревается и увеличивается в объеме. Поэтому часть жидкости перемещается в расширительный бак. После отключения трансформатора жидкость в основном баке уменьшается в объеме, при этом часть жидкости возвращается в основной бак. Однако давление жидкости, находящейся в трубопроводе, соединяющем основной бак с расширительным, препятствует перетеканию жидкости из расширительного в основной бак. В верхней части основного бака создается разрежение и свободная от диэлектрической жидкости полость.

Целью настоящего изобретения является создание трансформатора, у которого в процессе работы создается давление диэлектрической жидкости, устраняющее свободную полость под крышкой трансформатора.

Указанная цель достигается тем, что в трансформатор с жидким диэлектриком, содержащий основной бак, расширительный бак, трубопровод, соединяющий расширительный бак с основным баком, начало которого находится в верхней части основного бака, конец - в нижней части расширительного бака и который выведен через боковые стенки основного и расширительного баков, а также систему циркуляционного охлаждения, состоящую из охладителя, насоса с электродвигателем и трубопровода, образующего совместно с указанным насосом, охладителем и основным баком замкнутый контур циркуляции, при этом выходной патрубок насоса присоединен к охладителю, а входной - к основному баку, введен дополнительный трубопровод с запорным устройством, начало дополнительного трубопровода расположено в нижней части расширительного бака, а конец присоединен к входному патрубку указанного насоса, при этом гидравлическое сопротивление дополнительного трубопровода выполнено меньшим, чем гидравлическое сопротивление трубопровода, соединяющего расширительный бак с основным баком.

Запорное устройство может быть выполнено в виде обратного клапана или электроклапана, питание которого связано с питанием электродвигателя насоса.

Необходимость и достаточность указанных отличительных признаков для достижения цели подтверждается следующим. В предлагаемом трансформаторе при работающем насосе и открытом запорном устройстве возникает дополнительный поток жидкости из расширителя по контуру через дополнительный трубопровод с открытым задорным устройством, насос, охладитель, основной бак, трубопровод, соединяющий основной бак с расширительным баком, расширительный бак. Поскольку гидравлическое сопротивление дополнительного трубопровода выполнено меньшим, чем гидравлическое сопротивление трубопровода, соединяющего расширительный бак с основным баком, жидкость заполняет основной бак полностью и в нем создается избыточное давление, определяемое характеристиками насоса и системы охлаждения.

На чертеже представлена схема заявляемого трансформатора.

Трансформатор содержит: основной бак - 1, расширительный бак - 2, трубопровод - 3, соединяющий основной бак с расширительным баком, систему циркуляционного охлаждения с охладителем - 4, насосом - 5, трубопроводом - 6. В трансформатор введен дополнительный трубопровод - 7 с запорным устройством - 8.

В нерабочем состоянии запорное устройство 8 закрыто и препятствует перетеканию жидкости в расширитель. Жидкость в основном баке 1 вследствие остывания уменьшает свой объем. Это уменьшение объема не может быть скомпенсировано жидкостью из расширительного бака, т.к. в какой-то момент наступает состояние, когда давление столба жидкости в трубопроводе 3 и низкий уровень жидкости в расширительном баке препятствуют перетеканию жидкости в основной бак. Поэтому в верхней части основного бака возникает воздушная полость из-за подсоса воздуха через уплотнения. При включении насоса 5 открывается клапан 8. Под действием насоса 5 возникают два контура циркуляции жидкости:
- основной - по трубопроводу системы охлаждения;
- дополнительный контур - по трубопроводам 3 и 7.

Гидравлическое сечение трубопровода 3 превышает гидравлическое сечение трубопровода 7, поэтому основной бак быстро заполняется до крышки жидкостью из расширительного бака.

Использование: в трансформаторах, размещенных в подвагонном пространстве с ограниченной высотой проема. Расширительный бак трансформатора расположен на одном уровне с основным баком, что позволяет значительно снизить высоту трансформатора и разместить его в подвагонном пространстве. Технический результат заключается в устранении воздушной полости под крышкой основного бака. Трансформатор с жидким диэлектриком содержит основной бак, расширительный бак, систему циркуляционного охлаждения, состоящую из охладителя, насоса с электродвигателем и трубопровода, а также дополнительный трубопровод с запорным устройством. В предлагаемом трансформаторе при работающем насосе и открытом запорном устройстве возникает дополнительный поток жидкости из расширителя через дополнительный трубопровод с открытым запорным устройством в основной бак, в котором создается избыточное давление, определяемое характеристиками насоса и системы охлаждения. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Трансформатор с жидким диэлектриком, содержащий основной бак, расширительный бак, трубопровод, соединяющий расширительный бак с основным баком, начало которого находится в верхней части основного бака, конец - в нижней части расширительного бака и который выведен через боковые стенки основного и расширительного баков, а также систему циркуляционного охлаждения, состоящую их охладителя, насоса с электродвигателем и трубопровода, образующего совместно с указанным насосом, охладителем и основным баком замкнутый контур циркуляции, при этом выходной патрубок насоса присоединен к охладителю, а входной - к основному баку, отличающийся тем, что он содержит дополнительный трубопровод с запорным устройством, начало дополнительного трубопровода расположено в нижней части расширительного бака, а конец присоединен к входному патрубку указанного насоса, при этом гидравлическое сопротивление дополнительного трубопровода выполнено меньшим, чем гидравлическое сопротивление трубопровода, соединяющего расширительный бак с основным баком. 2. Трансформатор по п. 1, отличающийся тем, что в качестве запорного устройства дополнительного трубопровода использован обратный клапан либо электроклапан, цепь питания которого соединена с цепью питания электродвигателя насоса.