Обмотка трансформатора Советский патент 1982 года по МПК H01F27/28 H01F27/36 

(54) ОБМОТКА ТРАСФОРМАТОРА Изобретэчие относится к электрогехн ке, в частности к обмоткам силовых высоковольтных трансформаторов и реакторов, ко-торые в условиях эксплуатации и при испытаниях подвергаются действию грбаовых импульсов перенапряжений. Известна непрерывная обмотка, содержащая не менее двух экранирующих витков, соединенных между собой последовательно, в которой экранирующие витки размещень на наружной поверхно сти катушек, расположенных на краях части обмотки, состоящей не менее чем из трех катушек и изолированы от ввода. В отдельных катушках эти экранирую щие витки могут быть вмотаны в катушкииЗНедостатком такой обмотки является малый эффект снижения перенапряжений из-за того, что холостые экранирующие витки примыкают к рабочим виткам лишь одной боковой поверхностью и создают с ними малую электрическую емкость; соединительные переходы размешены на поверхности ряда катушек и образуют изоляционные промежутки, на .которые действует напряжение нескольких катушек, а сами переходы должны &ггь удалены от поверхности обмотки и приводит к увеличению напряженности в главной изоляции. Наиболее близкой к изобретеггаю является обмотка трансформатора, содержащая чередующиеся токонесущие в холостые экранирующие вктки, образующие пары катушек с токонесущими, а также экранирукяпими витками на наружной .поверхности обмоток, при этом крайнйе внутренние и наружные токонесущие витки всех пар катушек соединены переходами последовательно, а крайние наружные холостые экранирукяцие витки каждой пары катушек соединены перехо - ДомС2 . Недостатком этой обмотки является наличие внутрикатущечных и п1ульснЬ1Х перенапряжений, действукнаих между витками катушек (в середине радиально36го размера) и требующих увеличения межкатушечньк каналов (в обмотке умен , шены напряжения лишь на краю катушек) Задача заключается в том, чтобы най ти такое взаимное расположение токонесущих и холостых витков, при котором компенсируются магнитные потоки, создаваемые токами высокой частоты, проходящими при перенапряжениях по указанным виткам и через электрическую емкость между ними. Целью изобретения является уменьше ние межкагушечной изоляции путем снижения амплитуды внутрикагушечных перенапряжений. Указанная цель достигается тем, что в обмотке трансформатора, содержащей чередующиеся токонесзтдие и холостые экранирующие витки, образующие пары катушек с токонесущими, а также экранирующими витками на наружной поверхности обматок, при этом крайние внутренние И наружные токонесущие витки всех пар катушек соединены перехода ми последовательно, а крайниенаружны холостые экранирующие витки каждой пары катушек соединены переходом, общая длина частей экранирующих холостых витков на наружной поверхности обмотки равна общей цлине часгей токонесущ витков на этой же поверхности обмотки. Равная общая длина внешних частей холостьЬс и токонесущих витков приводит к тому, что магнитные потоки высокой частоты, созданные указанными частями витков, не11трализуют один другого, что, в СБОЮ очередь, исключаб т внутрикатуше ные перенапряжения или сушественно сни жает их амплитуду до безопасных величин. В рабочем режиме ток в холостых витках отсутствует, а при импульсных перенапряжениях протекает волновой ток имеющий противоположное направление волновому току токонесущих витков данной катущки. Снкясение амплитуды перенапряжений в катушках позволяет уменьшить высоту каналов между катушками, что, в свою очередь, позволяет уменьшить габаритные размеры обмоток и всего трансформатора. На фиг. 1, 2, 3 изображены схемы расположения токонесущих и холостых витков в четырех катушках обмотки; на фиг. 4 - эквивалентная схема пары катушек, поясняющая достигнутый физи- ческий эффект устранения внутрикатушеч ных перенапряжений. 74 На фиг. 1 показана предлагаемая обмотка с чередованием катушек, имекмих наружный холостой виток, с катушками, имеющими наружный токонесущий виток; токонесущие витки 1 образуют катущки, рядом с ними размещены холостые витки 2, токонесущие переходы 3 находятся на обеих поверхностях обмотки, холостые переходы 4 находятся на внешней поверхности в каналах между катушками пары; первая, третья и другие нечетные катушки имеют на внешней поверхности холостые витки 2; вторая, четвертая и другие четные катушки имеют на внешней поверхности токонесущие витки 1. На фиг. 2 показана предлагаемая обмотка с чередованием пар катушек, имеющих на поверхности токонесущие витки 1, с парами катушек, имеющих на внешней поверхности холостые витки 2; аи X обозначают начало и конец ряда витков в катушке (а х - токонесущие витки первой катушки; а х - холостые витки первой катушки; а х, - токонесушие ёитки второй катушки; а .Х4холостые витки второй катушки). На фиг. 2 показаны также токонесущие переходы 3 холостые переходы 4. На фиг. 3 показан вариант обмотки по фиг. 2 с уменьшенной высотой холостых витков 2. На фиг. 4 токонесущие витки 1 и холостыё, витки 2 условно развернуты в линию. Кроме того, обозначены переходы 3между крайними витками 1, переходы 4между крайними витками 2; токи высокой частоты « ; емкости 5 между витками 1 и витками 2 в катушке. Ток протекает по токонесущим виткам а х первой катушки и а з 1°Р°й катушки в направлении от а к х, а по холостьп виткам Хд а первой катушки второй катущки от х к а, т.е. и Хд ад вст речно. Равенство обшей длины частей витков 1 общей длине частей витков 2 на внешней поверхности пар катушек обеспечивает полное вычитание магнитных потоков, образованных током -i. Это условие приводит к устранению перенапряжений внутри пары катушек. Применение предлагаемой конструкции приводит к увеличению удельного заполнения объема обмотки активным проводом в 1,1 раза и к снижению в таком же отношении затрат /материалов, что обеспечивает экономический эффект около 3,О тыс. руб. на трансформатор. о р м у л а Р е т е н и Обмотка трансформатора, содержащая чередующиеся токонесущие и холостые экранирующие витки, образующие пары к тушек с токонесущими, а также экранирующими витками на наружной поверхности ойроток, при этом крайние внутренние и наружные токонесущие витки всех пар катущек соединены переходами последовательно, а крайние наружные холостые экранирующие витки каждой пары катушек соединены переходом, о т л ичающая-ся тем, что, с целью 9 7 уменьшения межкатушечной изоляции путем снижения амплитуды внутрикатушечных перенапряжений, о&цая длина частей экранирующих холостых витков на наружной поверхности обмотки равна обшей длине частей токонесущих витков на этой же поверхности обмотки. Источники информации, принятые во внимание при эвспертиэе, 1.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2839279/24-О7, кл. Н 01F 27/28, 1979. 2.Патент Великобритании . № 1158325, кл. Н О1 Т, 1965.

2

V

т