Активная часть трансформатора Советский патент 1982 года по МПК H01F27/36 

1

Изобретение относится к электротехнике, в частности к активной части мощных высоковольтных трансформаторов с твердой изоляцией.

Известна конструкция бумажномасляной изоляции активной части трансформаторов, где охлаждающий канал образуется соединенными между собой металлическими обкладками J.

В этой конструкции металлические соединенные между собой обкладки искажают электрическое поле в изоляции, причем в одной части (между обмоткой высшего напряжения и каналом) при этом напряжение увеличивается в 2 раза, а в другой - (между каналом и обмоткой низшего напряжения или баком) уменьшается в 2 раза по сравненшо с напряжением при отсутствии обмоток, это экономически нецелесообразно применять в трансформаторах, так как значительно увеличивается радиальный размер межоболочной изоляции и, следовательно, габариты и вес трансформатора,

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является активная часть трансформатора, содержащая концентрически расположенные обмотки высшего и низшего напряжений и твердую изоляцию между ними с осевым охлаждающим каналом,

10 к стенкам которого прилегают одинаковые слои изолированных, примыкающих один к другому вдоль оси металлических разомкнутых концентрцческих экранирующих витков, которые

15 попарно соединены между собой через канал, и число которых равно числу , катугнек в обмотке высшего напряжения

Эта конструкция позволяет ис20ключить частичные электрические разряды в охлаждающем канале при условии неискажения электрического поля в твердой изоляции, однако

технология изготовления такого канала обладает большой трудоемкостью, поскольку требуется осуществить ряд операций (заготовка металлических обкладок, изолировка их, устанока обкладок на стенках канала и попарное их гальваническое соединение например пайкой), препятствующих механизации работ по изготовлению активной части трансформатора. Кроме того, на торцах разомкнутых экранирующих витков возникает повышенная электрическая напряженность.

Целью изобретения является механизация изготовления охлаждающего канала и исключение повышенной напряженности электрического поля на поверхности экранирующих витков.

Цель достигается тем, что в активной части трансформатора, содержащей концентрически расположенные обмотки высшего и низшего напряжений и твердую изоляцию между ними с осевым охлаждающим каналом, к стенкам которого прилегают одинаковые слои изолированных примыкающих один к другому вдоль оси металлических разомкнутых концентрических экранирующих витков, экранирующие вит соединены последовательно и уложены путем 1епрерывной намотки, причем отношение числа экранирующих витков каждого слоя к числу витков обмотки высшего напряжения равно отношению толдины изоляции между каналом и обмоткой низшего напряжения к толщине изоляции методу обмотками.

На фиг. 1 изображена активная часть трансформатора, схематическое сечение; на фиг. 2 - слой экранирующих витков, -общий вид; на фиг.Зактивная часть, когда обмотка высшего напряжения имеет линейный ввод в середине высоты.

Активная часть мощного высоковольтного трансформатора состоит из обмотки 1высшего напряжения (ВН), обмоткн 2 низшего напряжения (НН) прилегающей к обмотке ВН изоляции

3,прилегающей к обмотке НН изоляци

4,охлаждающего канала 5 и двух сло 6 для исключения частичных электрических разрядов в указанном канале, каждый из которых имеет одинаковое число экранирующих витков 7, изолированных витковой изоляцией 8.

Слои 6, плотно прилегающие к каждой стенке канала 5, намотаны в вид последовательно соединенных витков

7, причем отношение числа витков 7 к числу витков обмотки ВН paiSHO отношению толщины изоляции 4 к общей толщине изоляции 3 и 4. Нри этом рабочее напряжение на витках 7 соответствует рабочему напряжению в изоляции без установки слоев 6.

Витки слоев имеют одинаковое напряжение намотки, при этом рабочее напряжение между витками одинаковог номера слоев отсутствует.

При действии грозовых импульсов напряжения единичной амплитуды на обмотку ВН предлагаемой активной части на слоях 6 возникает потенциал и, который (с некоторой погрешностью) равен

у - 7 S26 ....,.f Ь- W, . S...S,J,r

л 5 6+526 (1)

- числа витков обмотки

где W , W

т 6 1 и слоя 6;

толш;ина изоляции между

26 обмоткой I и слоем 6 и между слоем 6 и обмоткой 2;

UJ - частота собственных колебаний слоя витков 6; t - время.

Число витков Wg, выбранное по изобретению, обеспечивает отсутствие колебаний, т..е.

- л

(2)

52.

Отношение

или соответSl6- -S26

ствующее отношение электрических емкостей изоляции между обмотками и слоем) дает величину потенциала на охлаждающем канале, имеющем известную конструкцию активной части.

Отношение указывает величину рабочего потенциала на канале предлагаемой конструкции активной части.

Выражение (2) обеспечивает требуемые условия для изоляции. При этом слой 6 витков 7, находясь в изоляции и воспринимая действие электрического к магнитного полей, приобретает свойство электромагнитной устойчивости (неколебательности), свойство невлияния на раснределение электрического поля в изоляции Два таких слоя вместе, не искажая электрического поля в изоляции. исключают радиальную напряженность (разность потенциалов между слоями равна нулю) в охлажденном канале, а также частичные электрические разряда в нем. Также исключаются торцы витков за счет последовательного их соединения и непрерывной намотки из одного провода и повышенная напряженность электрического поля на поверхности витков отсутств ет. Эти свойства созданы сочетанием признаков: наличие обмотки (она индуктирует на каждом слое 6 потенциал в соответствии с отношением ); размещение слоев в изоляции (нахождение слоев в изоляции обеспечивает на них емкостную составляю щую потенциала в соответствии с отношением ё (,2(, наличие в слое числа витков Wg, соответствующего условию (2), обеспечивает отсутствие разности напряжений и частичных разрядов в канале. На фиг. 3 обозначено: 1 и полуобмотки ВН; 6 и 6 - полуслои витков для исключения частичных электрических разрядов; 9 - обмотка НН (или электростатический экран на стержне магнитопровода). Полуслои 6 и 6 имеют одинаковое направление намотки соответственно с полуобмотками 1 и . При равенстве S 26 число витков ,5W . Данное изобретение обеспечивает механизацию изготовления слоев витков в охлаждающем канале и исключает повышенную напряженность электрического поля на поверхности витФормула изобретения Активная часть трансформатора, содержащая концентрически расположенные обмотки высшего и низшего напряжения и твердую изоляцию между ними с осевым охлаждающим каналом, к стенкам которого прилегают одинаковые слои изолированных примыкающих один к другому вдоль оси металлических разомкнутых концентрических экранирующих витков, отличающаяся тем, что, с целью механизации изготовления и исключения повышенной напряженности электрического поля на поверхности экранирующих витков, экранирующие витки соединены последовательно и уложены путем непрерывной намотки, причем отношение числа экранирующих витков каждого слоя к числу витков обмотки высшего напряжения равно отношению толщины изоляции между каналом и обмоткой низшего напряжения к толщине изоляции между обмотками. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент Франции № 1108219, кл. Н 01 F 27/36, 1960. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2341573/24-07, кл. Н 01 F 27/36, 1976.

фиг. 1

I

1 OX 3 6„5

t

/ ix

4фие.З