Преобразовательный трансформатор Советский патент 1981 года по МПК H01F27/28 

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР Изобретение относится к электроте нике и предназначено для использования в трансформаторах для питания мо товых преобразовательных агрегатов с двенадцатифазной и более высокой пуль сности схемой выпрямления. Известны преобразовательные трансформаторы, содержащие вентильную обмотку, расщепленную на четное число частей, состоящих из катушек, расположенных вдоль стержня магнитопровода, при этом половина частей обмотки соединена в звезду, а половина - в треугольник, и катушки частей с разноименными схемами соединения вплетены друг в друга по высоте U Недостатком таких трансформаторов является высокая стоимость, обусловленная применением транспонированного провода и большой трудоемкостью из готовления вентильных обмоток. Наиболее близким по технической сущности является преобразовательный трансформатор, содержащий вентильную обмотку, расщепленную на четьфе части, состоящие из параллельно соединенных двойных дисковых катушек, расположенных вдоль стержня магнитопровода, При этом половина частей обмотки со единена в звезду, а половина - в треугольник, и двойные дисковые катушки частей с разноименными схемами соединения чередуются по высоте . Такие трансформаторы, обладая относительно малой стоимостью, обладают пониженной надежностью, обусловленной тем, что в режимах к.з. одной из частей двойные дисковые катущки, расположенные в середине обмотки сильно перегружаются по току, что приводит к резкому возрастанию радиальной составляющей поля рассеяния и, соответственно, к росту осевых усилий, а также к резкому снижению динамической устойчивости самой катушки как в осевом, так и в радиальном направлениях. Цель изобретения - повьштение надежности преобразовательного транс3форматора путем улучшения распределе ния тока. Указанная цель достигается тем, что, в преобразовательном трансформа торе, содержащем вентильную обмотку, расщепленную на четыре части, состоя щие из параллельно соединенных секций, расположенных вдоль стержня маг нитопровода, при этом половина частей соединена в звезду, а половина в треугольник, в торцевых зонах обмотки расположены секции частей, соединенных в звезду, в средней зоне обмотки расположены секции частей, соединенных в треугольник, между тор цевыми и средней зонами чередуются секции частей, именицие разные соединения, причем высота секции, ра положенной в средней зоне обмотки, в 1,3-4 раза больше, чем высота секции, расположенной между торцевыми и средней зонами. Причем средние секции вьтолнень в виде непрерывных катушечных Групп. Кроме того, секции, расположенные в средней зоне вентильной обмотки, выполнены в виде двухходовых двойных дисковых KaTyDjeK. На чертеже приведена схема вентильной обмотки преобразовательного трансформатора. Обмотка расщеплена на четыре част из которых части 1 и 2 обмотки соеди нены на трех стержнях магнитопровода в звезду, а части 3 и 4 - в треуголь ник. Вдоль магнитопровода 5 расположены параллельно соединенные секции 6-10. Верхняя секция выполнена в виде двухходовой двойной дисковой катушки с транспозицией между ходами Такое выполнение обусловлено необходимостью снижения плотности тока в крайней катушке, находящейся в горя чем масле. Остальные секции выполне ны в виде двойных дисковых катушек. Нижняя, соединенная.в звезду, часть обмотки состоит из пяти параллельно соединенных секций И-15, выполненных в виде двойных дисковых катушек. Часть 3 состоит из четырех секций 16-19. Секции 16-18 выполнены в виде двойных дисковых катушек. Секци 19 выполнена из четырех катушек непрерывного типа тем же проводом, что секции 16-18, причем для того, что бы числа витков секций 16-19 были ра ны, каждая катушка секции 19 имеет число витков в два раза меньшее, а 5 ЧИСЛО параллельных проводников в два раза больше, чем катушки секций 16-18. Аналогично части 3 часть 4 состоит из четырех секций 20-23, причем секция 20 вьтолнена точно также как секция 19, а секции 21, 22, 23 точно также как секции 16, 17, 18. Наиболее тяжелым режимом с точки зрения динамической устойчивости является режим частичного к.з. частей, соединенных в треугольник, например, части 3. В этом режиме секция 19 перегружается на 5-7% относительно тока, который протекал бы при равномерном токораспределении, тогда как . при выполнении вентильной обмотки по известному трансформатору, перегрузка двойной дисковой катушки, расположенной в середине обмотки достига- . ла 80%. При изготовлении обмотки по п. 3 формулы перегрузка максимально нагруженного хода стыковой секции составляет 50%, а при выполнении транспозиции между ходами аналогично секции 6, также как и в случае выполнения по п. 2 формулы - 5-7%. Вы-. полнение обмотки по п. 2 формулы приводит к гораздо более существенному снижению динамических усилий в сравнении с вьтолнением по п. 3 формулы, однако вьшолнение по п. 2 менее технологично. Снижение тока секции, расположенной в середине вентильной обмотки, приводит к возрастанию напряжения частичного к.з. и, соответственно, к снижению кратности тока при к.з. Из-за снижения ударного тока и снижения перегрузки стыковой секции уменьшаются осевые усилия в обмотке, повьшгается динамическая устойчивость перегруженной секции как в осевом, так и радиальном направлении. При работе трансформатора совместно с преобразователем улучшается токораспределение между частями вентильной обмотки, соединенными в звезду и треугольник. Причиной улучшения токораспределения является тот факт, что части вентильной обмотки, соединенные в звезду, занимают большую высоту, чем части, соединенные в треугольник. Сопротивление короткого замыкания коммутации частей, соединенных в звезду, меньше, чем сопротивление к.з. коммутаций частей, соеди-ненных в треугольник, а так как в большинстве трансформаторов линейное напряжение холостого хода частей. 5 соединенных в треугольник, на 1% бол ше, чем линейное напряжение двадцати частей, соединенных в звезду, то про исходит выравнивание распределения тока.; Секции 19, 20, расположенные в середине обмотки, резко недогружены по сравнению с остальными секция|ми по пятой и седьмой гармонике, что позволяет сдела-рь вывод о том, что дополиительного перегрева секций 10, 19, 20, 11, обусловленного добавочньв4и потерями от вихревых токов, создаваемых радиальной составлякщей поля рассеяния пятой и седьмой гармоник не будет. Таким образом, надежность предлагаемого трансформатора повышается ка в аварийных режимах при внезапных К.З., так и в рабочем режиме при его работе совместно с преобразователем. Формула изобретения J. Преобразовательный трансформатор, содержащий вентильную обмотку, расщепленную на четыре части, состоящие из параллельно соединенных секций, расположенных по высоте обмотки при этом половина частей обмотки соединена в звезду, а другая половина в треугольник, отличающий5с я тем, что, с целью повьппения надежности трансформатора путем улучшения распределения тока, в торцевых зонах обмотки расположены секции частей, соединенных в звезду, в средней зоне обмотки расположены секции частей, соединенных в треугольник, между торцевыми и средней зонами чередуются секции частей, имеющих разные соединения, причем высота секции, расположенной в средней зоне обмотки в 1,3-4 раза больше, чем высота секции, расположенной между торцевыми и средней зонами. 2.Трансформатор по п. I, о т л ичающийся тем, что секции, расположенные в средней зоне вентильной обмотки, выполнены в виде непрерывных катушечных групп. 1 , о т л и3.Трансформатор по п. чающийся тем, что секции, ра положенные в средней зоне вентильной обмотки, выполнены в виде двухходовых двойных дисковых катушек. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 631996, кл. Н 01 F 27/28, 1977. 2.Фишлер Я.Л., Урманов Р.Н. Преобразовательные трансформаторы. М., Энергия. 1974, с. 91-93.

s

N N N S N N N N N Ч Ч

/

ч ч ч ч ч ч ч ч ч ч ч