Винтовая обмотка мощного трансформатора Советский патент 1991 года по МПК H01F27/28 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в винтовых обмотках электроиндукционных аппаратов, например мощных трансформаторов.

Цель изобретения - повышение динамической стойкости обмотки к действию тангенциальных усилий притоках короткого замыкания.

На фиг.1 показан общий вид обмотки с двумя дополнительными бандажами; на фиг.2 - обмотка и эпюра скручивающего момента; на фиг.З - расчетная модель обмотки в виде бруса и упрощенная эпюра скручивающего момента.

Концевые витки обмотки 1 фиксированы с соседними витками 2 при помощи банда- жировки 3. На наружной поверхности обмотки 1 по винтовой линии в направлении,

противоположном намотке витков, в верхней части обмотки 1 установлен дополнительный бандаж 4, закрепленный одним концом самостягивающейся петлей на верхнем выводе 5, а другим концом 6 на витке обмотки 1, расположенном на определенном расстоянии (порядка 1/10 высоты обмотки) от верхнего крайнего витка и в точке, противолежащей точке закрепления бандажа 4 на верхнем выводе 5 обмотки 1. На наружной поверхности обмотки 1 по винтовой линии в направлении, противоположном намотке витков, в нижней части обмотки 1 установлен второй дополнительный бандаж 7, закрепленный одним концом самостягивающейся петлей на нижнем выводе 8, а другим концом 9 на витке обмотки 1. расположенном на определенном расстояо

ы о

нии (порядка 1/10 высоты обмотки) от нижнего крайнего витка и в точке, противолежащей точке закрепления бандажа 7 на нижнем выводе 8 обмотки 1. Перемещения витков обмотки, находящейся под действием тангенциальных сил, изменяются по ве- личине от нуля до некоторого максимального значения по мере удаления витков от середины обмотки к ее торцам. Таким образом, имеют место перемещения витков относительно друг друга по направлению винтвой линии намотки и закручивания половины обмотки относительно ее середины. В таком случае каждую половину обмотки можно приближенно рассматривать как брус кольцевого поперечного сечения, жестко защемленный одним концом и нагруженный скручивающими моментами Мв и Мн Н - высота обмотки. Заменим эпюру моментов MB и Мн пофиг.2 упрощенной (фиг.З), а обмотку (фиг.2) - стержнем (фиг.З).

Такая замена основывается на незначительности угловых перемещений точек обмотки с осевыми координатами от

и середины до у - Мви от середины до Н/2пн, т.е. обмотка представляется состоящей из трех зон (фиг.2), из которых подвергаются скручиванию только зоны 1 и 3.

Из опыта динамических испытаний .O,1 Н. В каждом конкретном случае величина h может быть уточнена динамическими испытаниями или расчетам тангенциальных сил.

Максимальное угловое и линейное перемещение имеет место для крайних витков, где возникает наибольший крутящий момент MB.

Линейное перемещение 5В крайних витков:

.

Коб

где Коб - коэффициент жесткости обмотки при кручении.

Для уменьшения деформаций обмотки необходимо увеличить ее жесткость. Одним из способов увеличения жесткости механической системы является введение в эту систему дополнительных механических связей между отдельными элементами системы, между которыми возможны относительные перемещения.

Введем в рассмотренную ранее расчетную схему дополнительный элемент - ленточный бандаж, имеющий жесткость КБ и соединяющий концевую точку крайнего витка обмотки с точкой зоны 2 (фиг.2), располо- женный на наружной цилиндрической поверхности обмотки, так, что он совершает

не менее половины оборота по поверхности обмотки в направлении, противоположном намотке витков обмотки (фиг.1).

Линейное перемещение концевой точки крайнего витка в системе обмотка бандаж

будет равно

5В

МВ

Коб + Кб

с5в

Таким образом, введением достаточно жесткого бандажа можно существенно уменьшить деформации обмотки от тангенциальных сил.

В устройстве винтовой обмотки мощного трансформатора по сравнению с известным устройством длина дополнительного бандажа уменьшается в 2,5-3 раза, возрастает его жесткость и, следовательно, уменьшаются деформации обмотки при

сдвиге ее витков от действия тангенциальных динамических сил.

Формула изобретения 1. Винтовая обмотка мощного трансформатора, снабженная бандажом, расположенным на наружной поверхности обмотки по винтовой линии в направлении, противоположном намотке витков обмотки, и закрепленным на торцах крайних витков обмотки, отличающаяся тем, что, с

целью повышения динамической стойкости обмотки при.действии тангенциальных динамических сил, бандаж выполнен из двух не связанных между собой частей, при этом один из концов каждой части бандажа

закреплен на торцах крайних витков обмотки самостягивающейся петлей, а второй конец прикреплен к виткам обмотки в месте, расположенном на половине оборота по поверхности обмотки.

2. Обмотка по п.1, о т л и ч а ю ща я с я тем, что, место крепления второго конца каждого бандажа к виткам обмотки отстоит от соответствующего торца обмотки не менее чем на 1/10 часть Bbicofbi обмотки.

Изобретение относится к электротехнике и касается винтовых обмоток мощных силовых трансформаторов. Цель изобретения - повышение динамической стойкости обмотки к действию тангенциальных сил при токах короткого замыкания. На наружной поверхности обмотки 1 по винтовой линии в направлении, противоположном намотке витков, установлены бандажи 4 и 7, каждый из которых прикреплен одним концом к торцовому (верхнему 5 или нижнему 8) витку обмотки, а другим концом - к витку обмотки, расположенному на расстоянии не менее 1/10 высоты обмотки и не менее 180 по азимуту от соответствующего торцового витка. Жесткость дополнительных бандажей 4 и 7 увеличивает общую жесткость обмотки на скручивание и уменьшает деформацию обмотки 1зп ф-лы,3ил.

Фиг. I

/f.

В

/

н

MH

Л

ъ

I

/

«fc