Силовой трансформатор

 

СИПОВОЙ ТРАНСФОРМАТОР, содержащий магнитопровод и первичную и вторичную обмотки, причем в первичной обмотке вьтолнено не менее двух регулировочных ветвей с отводами для пересоединения их параллельно или последовательно, о т л ичающийся тем, что, с целью снижения потерь энергии в трансформаторе , регулировочные ветви выполнены и во вторичной обмотке, причем отношение чисел витков в регулировочных ветвях обеих обмоток равно отношению общих чисел витков этих обмоток, а регулировочные ветви в каждой обмотке соединены между со (Л бой и со своей обмоткой одинаково. :о Фиг.1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (1)) рц4 Н 01 F 21/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3641249/24-07 (22) 12.09.83 (46) 23.09.85. Бюл. Ó 35 (72) А.Г. Бунин, И.Ю. Мелешко и А.П. Смагин (71) Всесоюзный ордена Дружбы народов научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт трансформаторостроения (53) 621.314. 214. 323 (088. 8) (5e) Трансформаторы трехфазные силовые масляные общего назначения класса напряжения 110 кВ.

ГОСТ 12965-74.

Патент США Р 3845437, кл. 336-147, опублик. 1974. (54) (57) СИЛОВОЙ ТРАНСФОРМАТОР, содержащий магнитопровод и первичную и вторичную обмотки, причем в первичной обмотке выполнено не менее двух регулировочных ветвей с от водами для пересоединения их параллельно или последовательно, о т л и-. ч а ю шийся тем, что, с целью снижения потерь энергии в трансформаторе, регулировочные ветви выполнены и во вторичной обмотке, причем отношение чисел витков в регулировочных ветвях обеих обмоток равно отношению общих чисел витков этих обмоток, а регулировочные ветви в каждой обмотке соединены между собой и со своей обмоткой одинаково.

1180994

Изобретение относитея к электро= технике, в частности к трансформаторам для распределительных электросетей.

Цель изобретения — снижение потерь энергии в трансформаторе.

На фиг. 1 приведена схема силового трансформатора с двумя регулировочными ветвями (последовательное соединение регулировочных вет- 10 вей); на фиг. 2 — то же (параллельное соединение регулировочных ветвей обмоток); на фиг. 3 — схема силового трансформатора, не содержащего нерегулируемые части обмоток 15 (последовательное соединение регулировочных ветвей обмоток); на фиг. 4 — то же (параллельное соединение регулировочных ветвей обмоток); на фиг. 5 схема, силового 20 трансформатора с четырьмя регулиро.вочными ветвями (последовательное соединение регулировочных ветвей обмоток):; на фиг. 6 и 7 — то же (смешанное соединение регулировоч- 25 ных ветвей обмоток); на фиг. 8то же (параллельное соединение.регулировочных ветвей обмоток); на фиг. 9 — кривые суммарных потерь трансформатора (фиг. 1 и 2) в зависимости от его нагрузки на фиг. 10 — кривые суммарных потерь трансформатора (фиг. 5-8) в зависимости от его нагрузки. А, Х— начало и конец обмотки высшего напряжения, а, х — начало и конец об35 мотки низшего напряжения.

Трансформатор состоит из соединенных последовательно нерегулируемой части 1 обмотки высшего напряжения (ВН) и регулируемой ее части, образованной регулировочными ветвяГ и 2, аналогичных частей 3 и 4 ,обмотки низшего напряжения (НН) и магнитопровода 5 из электротех" нической стали. Все регулировочные ветви 2, как и ветви 4, имеют одинаковое число витков, а отношение чисел витков в ветвях 2 и 4 примерно равно отношению чисел витков в нерегулируемых частях 1 и 3. Точное равенство указанных отношений не всегда достижимо из-за тога, что числа витков в регулировочных ветвях могут быть только целыми.

Каждая обмотка силового трансформатора, не содержащего нерегулируемые части (фиг. 3 и 4), состоит из двух одинаковых регулировочных ветвей 2 и 4.

Кривая 6 (фиг. 9) отражает потери прн последовательном соединении регулировочных ветвей обеих обмоток трансформатора (фиг. 1), кривая 7 — при параллельном соединении (фиг. 2) .

При последовательном соединении регулировочных ветвей общее число витков в обеих обмотках увеличивается, что при неизменном питающем напряжении приводит к уменьшению основного магнитного потока без изменения коэффициента трансформации между обмотками. При этом потери холостого хода уменьшаются, а потери короткого замыкания возрастают за счет увеличения омического сопротивления обмоток и добавочных потерь. Поэтому кривая 6 име" ет меньшую ординату при $ = О (потери холостого хода) по сравнению с кривой 7„ но большую крутизну роста потерь с увеличением нагрузки. Точка пересечения кривых 6 и 7 соответствует пороговой нагрузке, для которой потери при параллельном и последовательном соединении регулировочных ветвей одинаковы.

В предлагаемом трансформаторе используется не только последовательное .(фиг. 5) и параллельное (фиг. 8), но и смешанное соединение регулировочных ветвей (фиг. 6 и 7).

Кривыми 8-11 (фиг. 10) обозначены зависимости для схем фиг. 5-8 соответственно. Точки пересечения кривых 8 и 9, 9 и 10, 10 и 11 соответствуют трем пороговым нагрузкам, при переходе через которые производится пересоединение регулировочных ветвей на одну из схем фиг. 5-8.

Трансформатор позволяет осуществлять более плавное многоступенчатое (на фиг..5-8 — четырехступенчатое) регулирование потерь и получать больший эффект. Однако в конструктивном отношении этот вариант более сложен.

При работе трансформатора с наг.— рузкой выше пороговой (для варианта по фиг. 5-8 †. выше верхней пороговой) регулировочные ветви всех обмоток соединяют параллельно, а при нагрузке нижней этой величины все регулировочные ветви или часть их

Пересоединение регулировочных ветвей в процессе эксплуатации трансформатора может осуществляться как вручную обслуживающим персоналом в соответствии с годовыми и сеф зонными колебаниями нагрузки, так и автоматически с помощью электромеханических или электронных коммутирующих устройств, реагирующих на величину текущей нагрузки транс15

1180994 соединяют последовательно. Благодаря этому потери при нагрузке выше пороговой остаются такими же, как в обычном трансформаторе (без регулирования потерЬ), а потери при наг- 5 рузке ниже пороговой снижаются за счет уменьшения потерь холостого хода. Одновременно с этим снижается и уровень шума трансформатора.

4

:форматора. Если трансформатор имеет более двух обмоток, то остальные обмотки выполняют аналогично обмоткам ВН и НН..

Возможно также использование регулировочных ветвей обмоток для регулирования напряжения путем пересоединения с параллельного íà последовательное регулировочных ветвей одной из обмоток. При наличии в одной из обмоток трансформатора регулировочной части, специально предназначенной для регулирования напряжения, это регулирование производится независимо от регулирования потерь согласно изобретению.

Использование изобретения обеспечивает снижение потерь электроэнергии в трансформаторе в среднем на

8-f2X.

Фиг.2

Фиг. 3

1180994

1180994 ю p@ArppS о,ю о,т о,о о„ф у sag

Язв.У

1180994

I,O

0,8

0,7

0.2

О,/ 0,2 0,3 0,4 0,8 0,t 0,7 0,8 0.У - 1,0 8,tC

Фгп. 0

Заказ 5936/52 Тираж 678

ВНИИПИ Государственного комитета ССОР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель А. Панибратец

Редактор Т. Кугрышева Техред Л.Микеш Корректор И. Эрдейи,