СИЛОВОЙ ТРАНСФОРМАТОР С ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЕМ СЕКЦИЙ ОБМОТОК ТРАНСФОРМАТОРА Российский патент 2014 года по МПК H01F27/14 

Изобретение относится к силовому масляному трансформатору, содержащему, также масляный, переключатель секций обмоток трансформатора.

Как для силовых масляных трансформаторов, так и для масляных переключателей секций обмоток трансформатора требуется предусматривать средства для компенсации термического расширения масла.

Обычно для этого используются расширительные сосуды для масла, которые посредством трубопровода связаны с масляным баком трансформатора или масляным баком переключателя секций обмоток трансформатора.

Далее, известны так называемые «расширительные радиаторы», которые устанавливаются на боковых сторонах трансформатора и которые одновременно используются для охлаждения и восприятия термического расширения масла. Таким образом, отпадает обычно имеющийся, расширительный сосуд, подлежащий частой разгрузке, который обычно устанавливается на крышке трансформатора. С помощью этих расширительных радиаторов можно создать замкнутую систему, в которой трансформаторное масло не имеет никакого контакта с наружным воздухом и поэтому не может окисляться (старение масла, образование шлама). Такие герметически замкнутые системы позволяют применение трудно воспламеняемых, биологически разрушаемых эфирных масел, базирующихся на дополнительно вырастающем сырье, которые, безусловно, следует защищать от окисления.

Расширительные радиаторы имеют системную величину, которая получается на основе оптимальной величины охлаждаемой поверхности и изменяемого объема. При этом изменяемый объем выставляет большие требования к стойкости применяемого материала.

Встроенный в трансформатор переключатель секций обмоток трансформатора посредством трубопровода связан с собственным расширительным радиатором, который служит лишь для восприятия расширения объема масла в переключателе секций обмоток трансформатора. На основе очень незначительного изменения объема масла в переключателе секций обмоток трансформатора, по сравнению с изменением объема масла трансформатора, расширительный радиатор, предусмотренный для переключателя секций обмоток трансформатора, имеет бόльшие во много раз размеры.

Далее, известно решение с раздельными сосудами для трансформатора и переключателя секций обмоток трансформатора, газовое пространство которых заполнено азотом. С помощью трубопроводов газовые пространства непосредственно соединены с компенсационным сосудом, содержащим азот, размеры которого рассчитаны таким образом, чтобы соотношения давлений, которые устанавливаются на основе расширения объема масла по всей области рабочих температур, оставались в заданной допустимом диапазоне (например, 0-0,5 бар превышения давления). Недостатком в этом случае являются большие емкости с азотом, которые увеличивают наружные размеры трансформаторов приблизительно на 20%. В другом варианте выполнения подушка азота находится непосредственно под крышкой трансформатора или переключателя секций обмоток трансформатора, так что можно отказаться от какого-либо расширительного сосуда. На основе явно меньшего объема газа в этом случае следует осуществить активное регулирование давления посредством устройства регулирования давления, с помощью которого можно автоматически, как недопустимо высокое давление сбросить в окружающую атмосферу посредством клапана, так и пониженное давление выровнять путем вдувания дополнительного азота из газового баллона высокого давления. Трансформатор нуждается в специальных выводах высокого напряжения, с помощью которых можно надежно перекрыть изолированные участки в газовом пространстве. Так как переключатель секций обмоток трансформатора имеет газовое пространство, отделенное от трансформатора, то для переключателя секций обмоток трансформатора предусмотрено собственное устройство регулирования азота. Недостатком при этом решении являются повышенные дополнительные технические издержки для систем регулирования азота.

Далее, известны решения с раздельными расширительными сосудами для трансформатора и переключателя секций обмоток трансформатора, в которых во внутреннем пространстве расширительного сосуда находится резиновый мешок или резиновая мембрана, с помощью которых достигается выталкивание масла воздухом. Внутренняя часть резинового мешка или поверхность резиновой мембраны, противоположная маслу, через сушильную накладку (Trocknungsvorlage) связана с воздухом окружающей среды. Недостатком при этом является ограниченный срок службы резинового мешка или резиновой мембраны, так как вследствие процессов старения резина через 10-15 лет становится пористой и, таким образом, проницаемой для кислорода.

Задачей изобретения является предложить простое решение, с помощью которого при небольших конструкционных издержках возможно выравнивание термического расширения как масла в баке трансформатора, так и отдельного масла в переключателе секций обмоток трансформатора.

Эта задача решается с помощью силового трансформатора, содержащего переключатель секций обмоток трансформатора с признаками одного из п.п.1 и 2 формулы изобретения.

Зависимый пункт формулы изобретения относится к предпочтительному усовершенствованию каждой из обеих возможностей согласно п.п.1 или 2.

Общая изобретательская идея, которая лежит в основе обеих возможностей следующих друг за другом, состоит в том, чтобы обойтись единственным расширительным сосудом как для трансформатора, так и для переключателя секций обмоток трансформатора.

В соответствии с одним вариантом выполнения согласно изобретению при этом фланец, имеющийся у головной части переключателя секций обмоток трансформатора, который согласно уровню техники предусмотрен для соединения с отдельным расширительным сосудом только для переключателя секций обмоток трансформатора, теперь посредством трубопровода соединен с масляным баком трансформатора. Фланец на трансформаторе для присоединения расширительного сосуда - и только этот - фактически посредством другого трубопровода соединяется с единственным расширительным сосудом. Единственный теперь расширительный сосуд воспринимает, таким образом, ступенчато, как изменения объема масла масляного бака переключателя секций обмоток трансформатора, так и масляного бака трансформатора.

В соответствии с другим вариантом выполнения согласно изобретению, в основе которого лежит одинаковая общая идея, оба фланца, как переключателя секций обмоток трансформатора, так и трансформатора, соединены между собой посредством трубопровода, и этот трубопровод с помощью другого соединения посредством труб снова соединен с единственным расширительным сосудом.

В обоих вариантах выполнения согласно изобретению в соединительном трубопроводе, ведущем от фланца переключателя секций обмоток трансформатора, расположено реле потока масла, которое при превышении определенного предельного значения потока масла выключает силовой выключатель трансформатора. Таким образом, потоки масла выше предельного значения, специфического для переключателя секций обмоток трансформатора, которые означают, возможно, неправильное функционирование переключателя секций обмоток трансформатора, можно надежно обнаруживать.

В обоих вариантах выполнения изобретения целесообразно на головную часть переключателя секций обмоток трансформатора установить известный само по себе клапан сброса давления, который при превышении предварительно жестко установленного повышенного давления, например, 20 psi, открывается почти незамедлительно и ограничивает сверхдавление до максимально допустимого значения. Тем самым предотвращаются бόльшие механические повреждения на переключателе секций обмоток трансформатора, а также на трансформаторе.

Изобретение поясняется, далее, более подробно в качестве примера на основе чертежей. Показывают:

Фиг.1a - первый вариант выполнения изобретения согласно п.1 формулы изобретения

Фиг.1b - второй вариант выполнения изобретения согласно п.2 формулы изобретения

Сначала следует пояснить фиг.1a. Там представлен в схематическом изображении электрический силовой трансформатор 1 и соединенный с ним переключатель 2 секций обмоток трансформатора. В показанном варианте выполнения переключатель 2 секций обмоток трансформатора имеет селектор 2.1, расположенный снизу, который посредством электрических соединительных проводов соединен с ответвлениями обмоток силового трансформатора 1, а также с переключателем 2.2 нагрузки, расположенным над ним, имеющим собственный сосуд переключателя нагрузки, заполненный маслом. Вся конструкция находится в баке 3 трансформатора, заполненном маслом. Переключатель 2 секций обмоток трансформатора имеет верхний фланец 4, бак 3 трансформатора совершенно аналогично (имеет) верхний фланец 5. Оба фланца 4, 5 согласно уровню техники связаны с отдельными расширительными емкостями для масла, расширительными радиаторами или иными средствами компенсации объемов. Согласно изобретению здесь фланец 4 переключателя секций обмоток трансформатора снабжен трубопроводом 6, который входит в бак 3 трансформатора, заполненный маслом. В этот трубопровод 6 введено реле 7 потока масла. Только фланец 5 бака 3 трансформатора через другой трубопровод ведет к единственному расширительному сосуду 8 для масла. Например, осуществляется герметичное перекрытие масла с помощью резинового мешка 11, внутренняя часть которого находится в контакте с воздухом окружающей среды.

Фиг.1b показывает преобразованный вариант выполнения. Одинаковые конструктивные элементы снабжены одинаковыми обозначениями, от повторного объяснения общей конструкции можно, поэтому, отказаться. В качестве отличия при этом варианте выполнения фланец 4 переключателя 2 секций обмоток трансформатора, а также фланец 5 бака 3 трансформатора соединены посредством общего трубопровода 9. В этот трубопровод 9 снова включено реле 7 потока масла. Этот общий, соединяющий оба фланца 4, 5 трубопровод 9, в свою очередь, снова находится в связи с единственным расширительным сосудом 8 для масла.

В обоих вариантах выполнения целесообразно предусмотреть над головной частью переключателя секций обмоток трансформатора, т.е. вне бака 3 трансформатора, клапан 10 сброса давления, который, например, можно получить под торговой маркой MpreC^®. Способ его действия уже был пояснен выше.

Изобретение относится к электротехнике, к охлаждению силовых трансформаторов. Технический результат состоит в обеспечении выравнивания термического расширения как масла в баке трансформатора, так и отдельно в переключателе секций его обмоток. В силовом трансформаторе с масляным переключателем секций его обмоток предусмотрен лишь единственный расширительный сосуд для масла, который через соответствующий фланец связан как с объемом масла в переключателе секций обмоток трансформатора, так и с баком трансформатора, который также заполнен маслом. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Силовой трансформатор с переключателем секций обмоток трансформатора, причем как силовой трансформатор, так и переключатель секций обмоток трансформатора заполнены маслом, причем переключатель секций обмоток трансформатора расположен в баке трансформатора, при этом как трансформатор, так и переключатель секций обмоток трансформатора на своих верхних сторонах имеют соответственно присоединительный фланец, причем присоединительный фланец переключателя секций обмоток трансформатора посредством трубопровода ведет во внутреннее пространство бака трансформатора силового трансформатора, отличающийся тем, что конец трубопровода (6), ведущий во внутреннее пространство бака (3) трансформатора, открыт таким образом, что объемы масла переключателя (2) секций обмоток трансформатора и силового трансформатора (1) связаны между собой,
что в этом трубопроводе (6) расположено реле (7) потока масла,
и что лишь присоединительный фланец (5) бака (3) трансформатора ведет к единственному расширительному сосуду (8) для масла.

2. Силовой трансформатор с переключателем секций обмоток трансформатора по п.1, отличающийся тем, что над головной частью переключателя (2) секций обмоток трансформатора установлен клапан (10) сброса давления, который находится в связи с объемом масла в переключателе (2) секций обмоток трансформатора.

3. Силовой трансформатор с переключателем секций обмоток трансформатора, причем как силовой трансформатор, так и переключатель секций обмоток трансформатора заполнены маслом, причем переключатель секций обмоток трансформатора расположен в баке трансформатора, и причем как трансформатор, так и переключатель секций обмоток трансформатора на своих верхних сторонах имеют соответственно присоединительный фланец, отличающийся тем, что присоединительный фланец (4) переключателя (2) секций обмоток трансформатора, а также присоединительный фланец (5) бака (3) трансформатора соединены между собой посредством трубопровода (9),
что в этом трубопроводе (9) расположено реле (7) потока масла,
и что общий трубопровод (9) ведет к единственному расширительному сосуду (8) для масла.

4. Силовой трансформатор с переключателем секций обмоток трансформатора по п.2, отличающийся тем, что над головной частью переключателя (2) секций обмоток трансформатора установлен клапан (10) сброса давления, который находится в связи с объемом масла в переключателе (2) секций обмоток трансформатора.