Сериесный трансформатор для устройства продольной компенсации в высоковольтных линиях Советский патент 1943 года по МПК H02J3/18 H01F27/28 

СЕРИЕСНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР ДЛЯ УСТРОЙСТВА ПРОДОЛЬНОЙ КОМНЕНСАЦИИ В ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ ЛИНИЯХ

Заявлено 7 апреля 1940 г. за № 31435/302099

с присоединением заявки № 32316 от 7 мая 1940 г.

в Народный Комиссариат электропромышленности СССР

Сериесная компенсация, как известно, может быть применена для повышения устойчивости на дальних линиях нередач и повышения их пропускной способности. При этом в рассечку линии вставляются статические конденсаторы или синхронные компенсаторы и ими компенсируется индуктивность цени.

Метод особенно актуален для высоких напряжений. В таком случае сериесные синхронные компенсаторы (или также статические) должны приключаться через трансформатор типа трансформатора тока. Однако такой трансформатор тока должен иметь изоляцию высоковольтной обмотки во всех точках, в том числе и у ярем, рассчитанную на полное напряжение. В этом случае при 400 кв ярмовая изоляция получается практически неприемлемых размеров.

Согласно- изобретению предлагается схема сериесного трансформатора, позволяющая уменьшить изоляцию для сериесной обмотки.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема включения компенсатора; на фиг. 2-схема соединения обмоток трансформатора; на фиг. 3- то же, второй вариант.

Трансформатор имеет два ввода на полное напряжение, оба - в средней части сердечника и нейтраль N, расположенную под ярмом. Нейтраль при рабочем режиме имеет потенциал нуль и может быть заземлена или включена на импидор. Обмотки включены на схеме параллельно, но могут быть включены и последовательно, по так называемой схеме Z (переходы с сердечника на сердечник).

Трансформатор - однофазный (три единицы в трехфазной группе) и имеет два основных и один холостой сердечник. К низковольтной обмотке аЬ присоединен сериесный компенсатор С (его нейтраль п заземляется-)............

2 Эта обмотка так намотана, что при токе / О э.д.с. в ее цепи не возникает. Если же / О, то возникает магнитный поток, показанный пунктирными стрелками и наводящий в обмотке а6 э.д.с., пропорциональную перепаду напряжения на участке АВ. Эффект ничем не отличается от того, который имеем при трансформаторе тока.

Часто около сериесного компенсатора нужпо иметь параллельный компенсатор (его зажимы обозначены буквами пгр на фиг. 1 и 2). Такая необходимость, в частности, возникает для поддержания устойчивости сериесного синхронного компенсатора. В таком случае достаточно намотать обмотку тр (фиг. 2). Обмотка аЬ реагирует на разность потоков основных сердечников, а обмотка тр - на сумму.

Если требуется, кроме того, иметь постоянный (пропорциональный фазовому напряжению) перепад напряжения на заж-имах АВ, то на холостой сердечник может быть насажена обмотка pq или на главные сердечники наложены дополнительные обмотки, намотанные так же, как обмотки аЬ. К этим обмоткам подводится напряжение от синхронного генератора или компенсатора, или от специальных низковольтных обмоток других фаз. Вместо этого высоковольтные обмотки могут быть сделаны с различными количествами витков W./L W.

Для данной системы нужны два ввода в бак. Если напряжение между зажимами невелико, то может быть сделан один двухпроводный ввод.

Описанный трансформатор потребляет довольно значительную .мощность.

Действительно, вся обмотка пропускает колный рабочий ток; одновременно с тем в ней индуктируется полное фазовое напряжение.

С целью снижения мощности трансформатора предлагается схема, изображенная на фнг. .3 чертежа.

Как видно из чертежа, высоковольтная обмотка представляет собой автотрансформатор. Крайние точки ее представляют собой ввод А или В (в середину стержня) и нейтраль N (под ярмом). Промежуточный отвод С соединяется с аналогичным промежуточным отводом дру гого сердечника.

Поток в магнитопроводе можно разложить на два: на идуидий в обоих сердечниках вверх, и на круговой, идущий в сердечниках по разным направлениям, не заходя в средний сердечник показан сплошными стрелками).

Первый поток (при данной намотке) наводит э.д.с. в обмотках АВ н аЬ, второй - одинаковые э.д.с. в обмотки AN и BN, а также и в обмотке тр.

Если к обмотке тр ничего не приключено, а обмотка аЬ приключена ксериесному компенсатору, то на обмотке/1В возникает нанряжение, пропорциональное напряжению на обмотке аЬ, и направления их векторов совпадают. Обмотка аЬ намотана лищь на участках 55. Проходящий ток / идет лищь на участках г5. Следовательно, сечение меди велико лишь ча участках SS, а от 5 к нейтрали Л пригодны тонкие провода.

На этих последних участках можно уложить много витков, беря их в то же время относительно малого сечения. Дл-ина участка SN зависит лищь от условий электрической прочности. Нейтраль Л может быть наглухо заземлена и длина участка SN должна быть достаточной для тоги, чтобы не было продольных разрядов, чтобы можно было установить компенсаторы внутренней емкостной защиты и т. д.

Если требуется также щунтовая компенсация, то к обмотке тр приключают соответственный аппарат. Обмотка тр. как уже ясно из предыдущего, должна быть намотана на протяжении всего стержня, от Л до N.

При потреблении мощности от обмотки тр провод высоковольтной обмотки па участках SN соответственно утолщается.

Линия конечного (индуктивного) распределения перенапряжений в данном случае может представ.тять собою ломаную, и емкостная защита подбирается соответственно этому распределению.

На чертен-се намотка показана так, что поток в холостом сердечнике, как уже сказано, связан с э.д.с. в обмотке АВ, а круговой поток - с э.д.с. в обмотке AN. Может быть сделано и наоборот. Для этого достаточно изменить направление намотки всех обмоток на одном из сердечников. Тогда при разомкнутой обмотке тр (или при отсутствии ее) холостой сердечник может быть сделан тонким.

Предмет изобретения

1.Сериесный трансформатор для устройства продольной компенсации в высоковольтных линиях, имеющий магнитную систему из трех сердечников на фазу, отличающийся тем, что, с целью уменьшения требуемой изоляции для сериесной обмотки, последняя выполнена на каждом из крайних сердечников из двух параллельных ветвей, общий ввод для которых сделан в середине сердечника и другие концы которых, расположенные по концам катушки, соединены нейтралью с другой такой же парой на другом сердечнике.

2.Форма выполнения трансе|)орматора поп. 1, отличающаяся тем, что вторичная обмотка, включаемая на компенсатор, состоит из двух частей, налол ;енных на крайние сердечники и намотанных так, чтобы в них индуктировалась электродвижущая сила лищь отразности напряжений между вводами трансформатора.

3.В трансформаторе по пп. 1 и 2 применение обмоток для параллельной компенсации и для создания постоянного перепада на высоковольтных вводах.

4.Форма выполнения трансформатора по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью снижения мощности трансформатора, высоковольтные обмотки соединены по схеме автотрансформатора.

- 3 -№ G2504

цгг