Обмотка трансформатора Советский патент 1982 года по МПК H01F27/28 

I

Изобретение относится к электротехнике, в частности к обмоткам силовых высоковольтных трансформаторов и реакторов, подвергающихся действию грозовых перенапряжений.

Известна обмотка с устройством для выравнивания перенапряжений, которое расположено по цилиндрической поверхности обмотки и представляет собой аксиально установленные конденсаторы, электроды которых свернуты так, что в радиальном се 1енип имеют форму плоской спирали L1 .

Такое устройство позволяет выровнять распределение перенапряжений в обмотке и выполнить обмотку непрерывной конструкции, однако обладает большой трудоемкостью. Технология предусматривает заготовку и изолировку электродов, группировку и шихтовку электродов, наложение изоляции на сгруппированные электроды, намотку, что сложно для механизации.

Наиболее близкой к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является обмотка трансформатора непрерывной конструкции, содержащая слой намотанных аксиально и концентрически поверхности обмотки экранирующих витков, число которых равно числу витков закрываемой слоем части обмотки, и один конец слоя подключен к обмот-

10 ке, а другой свободен. Слой экрани рукидих витков снижает напряженность электрического поля в изоляции трансформатора. Для выполнения функции выравнивания распределения перена15пряжений,в обмотке используется устройство 1 или сама обмотка выполняется переплетенной с различной схемой переплетения витков в катупгках12.

20

Недостатком такой обмотки является необходимость применения отдельного устройства для выравнива.ния перенапряжений (если обмотка непрерывной конструкции, наиболее экономичная нри изготовлении и в эк плуатации) , что связано со значительной трудоемкостью изготовления обмотки и невозможностью механизации изготовления указанного устройства. Цель изобретения - снижение трудоемкости изготовления обмоток за счет упрощения конструкции обмоток и механизации изготовления устройства (слоя) для выравнивания распределения перенапряжений и улучшение распределения напрялсений. Цель достигается тем, что в обмотке трансформаторанепрерывной конструкции, содержащей слой намотанных аксиально и концентрически поверхности обмотки гальванически соединенных между собой экранирую- щих витков, число которых равно чис лу витков закрываемой слоем части обмотки, и один конец слоя подключен к концу обмотки, а другой свобо ден, экранирующие витки слоя выполне1Ш из фольги и намотаны с перекрытием;Шаг намотки экранирующих витков фольги равен 0,15-0,8 ее ширины. Экранирующие витки из фольги наMOTBiibi в несколько слоев. На фиг. 1 изображена обмотка со слоем экранирующих витков для вырав нивания распределения грозовых пере напряжет-шй в обмотке; на фиг. 2 вариант обмотки с экранирующими вит ками для выравнивания распределения грозовых перенапряжений, расположен ными в два слоя; на фиг. 3 - фаза трансформатора с обмотками для случая, когда обмотка высокого напряже ния. имеет линейный ввод в середину Обмотки. Обмотка (фиг. ) высшего или низшего напряжения состоит из витков 1-100 и экранирующих витков 101-200 для выравнивания распределе ния грозовых перенапряжений, намотанных с перекрытием и образуюгщх слой 201, лежащий, на дистанцирующи рейках (не показагат) , образующих канал 202. Экранирующие витки 101-200 имею изоляцию толщиной 10-100 мк, вьшол ненную, Тапример, из конденсаторной бумаги. Смежные витки образуют межд собой электрическую емкость, котор несмотря на наличие гальванической .связи между витками, эффективно пр -4 является при кратковременных высоко- частотных процессах перенапряжения в трансформаторе. Такое расположение экранирующих витков улучшает распределение грозовых перенапряжений в предлагаемой обмотке по сравнению с известной. При необходимости обеспечения электрической емкости большей, чем дает расположение экранирующих витков 101-200 в один слой - 201, указанные витки располагают в два слоя 20 и 203 (фиг. 2). Длина слоя 203 и количество экранирующих витков в Нем меньше, чем в слое 201, и равно числу витков части обмотки, прикрытой этим слоем. Экранирующие витки слоев 201 и 203 имеют магнитносогласную намотку с витками обмотки 204 и между собой. По мере удаления экранирующих витков от линейного ввода А толщина изоляции на них может быть увеличена, а размер перекрытия уменьшен для обеспечения необходимой величины емкости вдоль обмотки; шаг намотки экранирующих витков может изменяться от О,15 до 0,8 ширины витка. На фиг. 3 показана фаза трансфорг матора, где обмотка 204 высокого напряжения имеет линейный ввод А в середине высоты обмотки. Слой 201 экранирующих витков также имеет ввод в середину, а экранирующих Витков в нем равн числу витков закрытой им части обмотки. Обмотка 205 низкого напряжения также имеет слой 201 с числом экранирующих витков, равным виткам обмотки 205, который защищает эту обмотку от перенапряжений, индуктируемых через изоляцию 206 на обмотке 205, когда на обмотку 204 высшего напряжения воздействует грозовое перенапряжение. Обмотка 204 высшего напряжения (фиг. З) имеет выравнивание перенапряжений в части обмотки, закрытой слоем 201 экранирующих витков. Равенство числа экранирующих витков слоя 201 числу витков обмотки (фиг. l) и размещение витков 101200 этого слоя рядом с обмоткой обеспечивает одинаковость напряжений в обмотке и слое и в рабочем режиме и при перенапряжениях (одинаковость, но не равномерность). Намотка экранирующих витков слоя ,: перекрытием, когда шаг намотки меньше аксиального размера витка.

обеспечивает дополнительный эффект равномерность распределения перенапряжений в обмотке (и в слое экранирующих витков тоже).

Сочетание равенства экранирующих витков, обеспечивающего магнитное выравнивание напряжений низкой частоты, и намотки экранирующих витков слоя с перекрытием, обеспечивающей электрическое выравнивание импульсных напряжений высокой частоты, обязательно, поскольку при неравенстве числа экранирующих витков слоя числу витков закрываемой части обмотки и рабочие напряжения и перенапряжения на них не одинаковы и возникает опасное напряжение на канале 202 (фиг. 1 - З)..

Реализация предлагаемого изобретения позволяет снизить на 25-30% трудоемсость изготовления обмоток, подвергающихся действию грозовых перенапряжений, за счет упрощения конструкции обмоток и механизации изготовления слоев для выравнивания распределения перенапряжений и улучшить выравнивание распределения напряжений.

Формула изобретения

1 . Обмотка трансформатора непрерывной конструкции, содержащая слой

намотанных аксиально и концентрически поверхности обмотки гальванически соединенных между собой экранирующих витков, число которых равно числу витков закрываемой части обмотки, причем один конец слоя подключен к концу обмотки, а другой свободен, отличающаяся тем, что, с целью снижения трудоемкости изготовления обмотки и улучшения распределения напряжений, экранирующие витки слоя выполнены из фольги и намотаны с перекрытием.

2.Обмотка по п. 1, о т л и чающаяся тем, что шаг намотки экранирующих витков фольги равен 0,15-0,8 ее ширины.

3.Обмотка по пп. 1 и 2, о т л и-чающаяся тем, что экранирующие витки из фольги намотаны в несколько слоев.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 456310, кл. Н 01 F 27/36, 1974.

2.Авторское свидетельство СССР

по заявке № 2393423/07,кл.Н 01 F 27/28 1977.

Н101

.т

т

. 201

П

W

I

tS9

Фиг.2