Трансформатор

 

ТРАНСФОРМАТОР,- содержащий активную часть, представляющую собой магнитопровод с насаженными на его стержни чередующимися обмотками, размещен (Л ю 00 ную в кожухе с боковыми гофрированными стенками, между катущками обмотки размещены тепловые трубы, тепловоспринимающая часть которых размещена между катущками обмотки, а теплоотдающая часть в гофрах кожуха, отличающийся тем, что с целью повыщения эффективности охлаждения , повыщения экономии металла и упрощения эксплуатации, тепловая.труба выйолнена плоской, в ее тепловоспринимающей части выполнен полукруглый вырез для размещения стержня магнитопровода, а теплоотдающая часть тепловой трубы выполнена из упругого металлического листового материала.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУ БЛИК

s(sg Н 01 F 27/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ,r,1, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

CO 3

М

00 (21) 3491353/24-07 (22) 17.09.82 (46) 07.02.84.Бюл. № 5 (72) Г. А. Кутелев, В.М. Грушко, МА. Нагорный и В. Н. Колчак (53) 621.314.2И.5 (088.8) (56) 1. Зайцев И. И. и др. Кварценаполненные взрьгвобезопасные шахтные трансформаторы и подстанции. «Энергия», 1970,с. 19, 2. Авторское свидетельство СССР № 714521,кл. Н 01 F 27/18, 1975, (54) (57) ТРАНСФОРМАТОР; содержащий активную часть, представляющую собой магнитопровод с насаженными на его стерж/ ни чередующимися обмотками, размещен„,SU„„1072118 А ную в кожухе с боковыми гофрированными стенками, между катушками обмотки размещены тепловые трубы, тепловоспринимающая часть которых размещена между катушками обмотки, а теплоотдающая часть— в гофрах кожуха, отличающийся тем, что с целью повышения эффективности охлаждения, повышения экономии металла и упрощения эксплуатации, тепловая. труба выполнена плоской, в ее тепловоспринимающей части выполнен полукруглый вырез для размещения стержня магнитопровода, а теплоотдающая часть тепловой трубы выполнена из упругого металлического листового материала.

1072118

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в трансформаторах с дисковыми чередующимися обмотками.

Известны трансформаторы с дисковыми чередующимися обмотками, содержащие активную часть, состоящую из магнитопровода; на стержнях которого размещены катушки дисковых чередующихся обмоток.

Между катушками проложены плоские теплоотводящие элементы (пластины), выполненные из немагнитного материала, например алюминия. Свободные концы теплоотводящих элементов заходят в боковые гофры кожуха, в котором размещена активная часть, Для улучшения отвода тепла от активной части к кожуху свободный его объем заполняется твердым изоляционным негорючим -материалом, например кварцевым песком.

Выделяемое в активной части тепло от обмоток через плоские теплоотводящие элементы и слой кварцевого песка передается гофрам кожуха. От поверхности кожуха в окружающую среду тепло отводится конвекцией воздуха и излучением. Снизить перепад температуры между свободными концами пластин и стенками горф удается благодаря применению заполнителя (1).

Недостатком известной конструкции является существенный перепад температуры между активной частью и гофрами кожуха.

По длине пластины перепад температуры составляет 20-25 С, а между пластиной и гофрами, кожуха 6-8 С, Монтаж активной части затруднен из-за необходимости обеспечения соосности гофр и теплоотводящих элементов, которая должна быть выполнена на стадии изготовления. Для повышения удобства монтажа толщину гофр приходится увеличивать, увеличивая таким образом тепловое сопротивление между теплоотводящей пластиной и кожухом.Для выдерживания необходимого размера требуется производитЬ корректировку расстояния между геплоотводящими пластинами путем увеличения толщины изоляции, что также приводит к ухудшению теплоотдачи.

Известно также устройство для отвода тепла в трансформаторах, где применены теплообменники в виде двух параллельных пластин из немагнитного материала с размещенными между ними тепловыми трубами. Использование такого устройства для охлаждения трансформатора позволяет снизить перепад температуры вдоль теплообменника до 5-8 С и не требует изменения конструкции трансформатора в целом (2).

Однако такое устройство не позволяет снизить тепловое сопротивление между теплообменниками и гофрами кожуха. Трудоемкость изготовления теплообменников повышена по сравнению с изготовлением пластин из-за необходимости применения двух пластин для каждого теплообменника, тепловых трубок и скрепления их между собой. Усложнен также монтаж и демонтаж активной части трансформатора из-за увеличения толщины теплообменника и повышения его жесткости. Для устранения этого недостатка приходится увеличивать ширину гофр, что приводит к уменьшению расстояния между стенками соседних гофр и ухуд10 шению отвода тепла в окружающую среду конвекцией воздуха. Необходимость обеспечения соосности теплообменников и гофр за счет добавления изоляции в конструкции не устранена.

Цель изобретения — повышение эффективности охлаждения трансформатора с одновременным снижением металлоемкости и трудоемкости монтажа и демонтажа.

Поставленная цель достигается тем, что в трансформаторе, содержащем активную часть, представляющую собой магнитопровод с насаженными на его стержни чередующимися обмотками, размещенную в кожухе с боковыми гофрированными стенками, между катушками обмотки размещены тепловые трубы, тепло воспринимающая часть которых размещена между катушками обмотки, а теплоотдающая часть — в гофрах кожуха, тепловая труба выполнена плоской, в ее тепловоспринимающей части выполнен полукруглый вырез для размеще30 ния стержня магнитопровода, а теплоотдающая часть выполнена из упругого металлического листового материала.

Выполнение свободных (теплоотдающих) частей теплообменников упругими позволяет свести к минимуму перепад температуры между теплообменниками и гофрами дает возможность уменьшить ширину гофр кожуха и приводит к повышению мощности трансформатора. Кроме того, снижается металлоемкость теплообменников, трудоемкость монтажа и демонтажа

4о активной части в кожухе трансформатора.

На фиг. 1 показан трансформатор, общий вид; на фиг. 2 — вариант выполнения тепловой трубы с параллельными боковыми сторонами; на фиг.3 — то же, со скошен-: нои боковои сторонои.

Трансформатор (фиг, 1) состоит из кожуха 1, в котором размещена активная часть, состоящая из магнитопровода 2, на стержни которого насажены катушки 3 дисковых чередующихся обмоток. Ярмовые

50 балки 4 служат для стягивания ярм магнитопровода 2 стяжными шпильками 5 и прессования обмоток и тепловых труб 6, заходящих тепловоспринимающей частью 7 между катушками 3 обмоток, а теплоотдающей частью 8 — в гофры 9 кожуха 1.

Тепловая труба 6 (фиг. 2) выполняется плоской. Тепловоспринимающая часть 7 выполняется жесткой со стенками 10 та10721

3 кой толщины, чтобы выдержать усилие прессования активной части и не допустить деформации при нагреве трансформатора и соответствующем повышении внутреннего давления. Стенки 11 теплоотдающей части 8 тепловой трубы б выполняются из упру гого металлического листового материала.

Стенки 10 тепловоспринимающей 7 и стенки 11 листового материала теплоотдающей

8 частей тепловой трубы 6 соединены по шву 12, например, при помощи сварки. В холодном состоянии стенки 11 теплоотдающей части 8 соприкасаются между собой, так как во внутреннем объеме 13 тепловой трубы 6 давление уменьшается и теплоноситель 14 находится в жидком состоянии.

На фиг. 3 приведен вариант выполнения и установки тепловой трубы относительно обмотки трансформатора. В этом теплообменнике нижняя боковая сторона 15 выполнена скошенной под углом не менее 15 .

Предусматривается также применение фитиля 16 для более равномерного распределения жидкости-теплоносителя в зоне испарения, размещенной между катушками

3 обмотки.

Тепловые трубы 6 размещаются в трансформаторе под некоторым углом к гори- 25 зонтальной плоскости, чтобы жидкостьтеплоноситель 14 находилась в тепловоспринимающей части тепловой трубы 6.

Исходя из допустимого угла отклонения от рабочего положения трансформатора до

15 (ГОСТ 15542-79 «Трансформаторы рудничние силовые взрывобезопасные. Общие технические условия»), теплообменники в трансформаторе устанавливаются под углом к горизонтальной плоскости не менее

18

15 . При выполнении тепловой трубы в соответствии с фиг. 3 соблюдение этого условия не является обязательным.

Монтаж и демонтаж части в кожухе 1 облегчен, так как теплоотдающая часть 8 тепловой трубы б, заходящая в гофры 9, гибкая и в холодном состоянии имеет толщину, равную двойной толщине стенки 11.

При работе трансформатора выделяющаяся в активных материалах энергия приводит к закреплению и испарению жидкости теплоносителя 14, повышению внутреннего давления и теплоотдающая часть 8 тепловой трубы 6, увеличиваясь в объеме, упругими стенками 11 прижимается к стенкам гроф 9 тем сильнее, чем выше температура. Тепловое сопротивление на участке теплообменник — гофры снижается, и перепад температуры составляет 1 — 2 С.

Предлагаемая конструкция обеспечивает по сравнению с известными повышение эффективности охлаждения за счет уменьшения теплового сопротивления между тепловыми трубами и гофрами кожуха при работе трансформатора, уменьшения ширины гофр и увеличения расстояния между ними; снижение металлоемкости за счет применения упругого металлического листового материала, снижение трудоемкости монтажа и демонтажа активной части в кожухе за счет гибкости и уменьшения толщины теплоотдающих частей теплообменников; снижение трудоемкости изготовления, так как не требуется строго выдерживать соосность теплообменников и гофр путем добавления изоляции.

Использование изобретения позволяет повысить мощность трансформатора на

5 — 8 /О.

l2

1072118

Составитель Ф. Чиркина

Редактор Н. Безродная Техред И. Верес Корректор А. Ференц

Заказ 11580/45 Тираж 687 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1) 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4