Трансформатор Советский патент 1980 года по МПК H01F27/34 

1

Изобретение относится к трансформаторам, в частности к мощным силоивым высоковольтным и сверхвысоковольтным трансформаторам.

Известны трансформаторы, в которых для увеличения элек,трической прочности главной маслобарьерной изоляции и для улучшения емкостного распределения напряжения использованы электростатические экраны, устанавливаемые на стержни магнитопровода под первые обмотки и не соединяемые с обмоткой 1. Он также может илеть потенциал земли, величина которого определяется емкостной связью oGMOiOK, магнитопровода и экрана.

При таком конструктивном исполнении трансформатора улучшается емкостное распределение напряжения, .экран частично облагораживает поле, однако не облагораживает электрическое поле на торце обмотки с линейным выводом, так как экран не облегает .торцовую.часть обмоток.

Известен также трансформатор, содержащий магнитопровод на стержнях которого установлены обмотки с емкостными кольцами, размещенными у линейного вывода на краю обмотки.

межобмоточную изоляцию в виде цилиндров и угловых шайб и электроста тические экраны, облегающие цилиндрические поверхности и торцы обмо5 ток и гальванически соединенные с ней 2. Экрану сообщается потенциал емкостного кЪльца. Он облагораживает поверхности обмотки, благодаря чему изоляционный промежуток буtO мажно-масляной изоляции выбирается для облегченных условий.

К числу недостатков такой конструкции трансформаторов относится то, что электростатическийэкран

I с используется только для обмоток слоевого типа. Экран не подразделяет изоляционный промежуток и не регулирует напряженность электрического поля в нем, а только обла20 гораживает ту поверхность, которую он облегает (в данном случае - внутреннюю поверхность обмотки и eivixocTное кольцо), что ограничивает возможности по уменьшению изоляционного

25 промежутка.

Целью изобретения является снижение материалоемкости за счет уменьшения межо&иоточных изоляционных йромежутков путем повьпиения электри3Q ческой прочности изоляции. С этой целью в известном транс. форматоре, содержащем магнитопровод на стержнях которого установлены обмотки с емкостными кольцами, размещенными у линейного вывода на кра обмотки, -межобмоточную изоляцию в виае цилиндров и угловых шайб и электростатиче кие экраны, облегающие цилиндрические поверхности и то цы обмоток и гальваническисоединен ные с ней, экраны расположен: с интервалами, равными 3-10% размера межобмоточной изоляции, и первый от обмотки экран удален от обмотки и емкостного кольца на то же расстояние и гальванически соединен с одной из секций входной зоны , а последующие экраны гальванически соединены с секциями обмотки в последующих зонах обмотки, электростатический экран может быть выполненЭ виде полого тороида, охватывающего часть обмотки. На фиг. 1 изображена фаза трансформатора с несколькими электростатическими экранами; на фиг. 2 фаза трансформаторас одним тороидным электростатическим экраном. Мощный силовой высоковольтный трансформатор (см.фиг.1) содержит магнитопровод 1, обмотки 2, размещенные на стержнях магнитопровода 1 и снабженными емкостными кольцами 3 установленными на торцах обмотки у линейного вывода 4, маслобарьёрную 1 изоляцию 5 и электростатические экра ны 6, установленные на обмотках высшего напряжения. Изоляционный промежуток л между обмотками, например, низшего и высшего напряжений (или между стержнем магнитопровода и первой от стержня обмоткой)разбивается электростатичес кими экранами б на ряд промежутков. Первый экран б устанавливается на расстоянии от обмотки и емкостного кольца, соответствующем 3-10% раз мера изоляции а межд обмотками. Расстояние меяоду последукяцими экранами также равно 3-10% размера межоб моточной изоляции. Экраны 6 гальванически соединяютс .с обмоткой, например, в месте перехо да из секции, в. секцию. Первый экран 6 гальванически соед неы с обмоткой во входной зоне, удаленной от линейного вывода на 5-15 секций, что обеспечивает ему потенц от потенциала емкостного коль ца. Последующие экраны гальванически соединяются с обмоткой в последующих зонах через 5-15 секций. Кс1ждому экрану 6 сообщается свой потенциал, убывающий по величине от первого. Например, когда линейный вывод 4 расположен на торце (на краю обмотки (а не в сер едине) емкостное кольцо 3, соединенное с последним, имеет потенциал, равный 100% потенциала линейного вывода (при всех видах воздействия). Таким образом первому экрану сообщается потенциал равный 100% - д и 90-85%, второму 100% - AUa 70-65% и т.д. Причем ли,, uUj, и 2 7 и и т.д. Величина потенциала и место присоединения экрана для каждого типа трансформатора подлежит расчету. На каждый промежуток между экранами 6 воздействует разность потенциалов, задаваемая обмоткой, величина которых зависит от класса изоляции обмотки и материалов изоляционного, промежутка. Для циркуляции хладагента в экранах в части экрана, обращенной к емкостному кольцу и расположенной между секциями обмотки, имеются отверстия. В конструкциях транс(|)орматоров с линейным выводом на краю обмотки (см. фиг. 2) в некоторых случаях, например, когда конец (край) обмотки имеет большое значение испытательных напряжений, целесообразно выполнять первый от обмотки электростатический экран б в виде полого тороида, который также, как и вышеописанный, гальванически соединяется с обмоткой в зоне, удаленной от линейного вывода на 5-15 секций, и имеет потенциал, равный (100% -ди), т.е. имеет тот же потенциал, что и первый экран на фиг. 1. Выполненные исследования показали, что установкаэлектростатических экранов, выполненных согласно изобретению, позволяет выравнивать электрическое поле в промежутке емкостное кольцо - экран за счет сообщения экраном заданного значения потенциала, что позволяет снизить электрическую напряженность в этом промежутке и, следовательно, уменьшить его размеры. Так как радиус закругления экрана больше радиуса закруглания емкостного кольца, то промежуток обмотка низшего напряжения - обмотка среднего напряжения (или другая) , как и промежуток прессующее кольцо (или остов) - электростатический экран может быть уменьшен. Снижение напряженности лшеуказанных изоляционных промежутков повышает надежность трансформаторов, а уменьшение размеров межобмоточных изоляционных промежутков снижает расход меди на 5%, стали электротехнической на 3%, а это, в свою очередь, обеспечивает снижение потерь холос-. того хода и короткого замыкания на 5%. Формула изобретения 1. Трансформатор, содержащий магнитопровод, на стержнях которого ус