Активная часть электроиндукционного аппарата

 

Изобретение относится к электротехнике , в частности к электроиндукционным устройствам высокого напряжения. Целью изобретения является повышение надежности, снижение трудоемкости. Активная часть содержит магнитопровод со стержнями 2 и ярмами 2, послойно концентрично охватывающую стержень изоляцию 3 и 4, концентрично размещенные на краю изоляций между ее слоями 9 в верхней ее части токопроводящие обкладки 10, концентрично прилегающую к верхнему слою изоляции обмотку 1 и расс оо ел ю ел 4:2 СО

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1352543 А1 (51) 4 Н 01 F 27/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1О

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3952579/24-07 (22) 14.08.85 (46) 15.11.87. Бюл. Ф 42 (71) Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт трансформаторостроения (72) P.П.Долюк, 3.M.Белецкий, В.Ю.Френкель, В.Ф.Братусь и Н.А.Цуркан (53) 621. 314. 214 (088. 8) (56) Сиротинский Л.И. Техника высо.ких напряжений. Ч.2. M.-Л.: Госэнергоиздат, 1953, с. 174.

Патент Германии N - 708665, кл. 21 d, 29,1941. (54) АКТИВНАЯ ЧАСТЬ ЭЛЕКТРОИНДУКЦИОН

НОГО АППАРАТА (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к электроиндукционным устройствам высокого напряжения. Целью изобретения является повышение надежности, снижение трудоемкости. Активная часть содержит магнитопровод со стержнями 2 и ярмами 2, послойно концентрично ох1 ватывающую стержень изоляцию 3 и 4, концентрично размещенные на краю изоляции между ее слоями 9 в верхней ее части токопроводящие обкладки

10, концентрично прилегающую к верхнему слою изоляции обмотку 1 и рас1352543 положенную между обмоткой 1 и ярмом . торцовую изоляцию 5, содержащую кольцевые барьеры 12 с последовательно уменьшающимся по мере удаления от обмотки внутренним диаметром. Слои изоляции выполнены ступенчато, и их торцы выступают за диагональ,прочеденную от внутреннего угла обмотки

Изобретение относится .к электротехнике,а именно к электроиндукционным устройствам высокого напряжения, например к силовым трансформаторам и реакторам.

Цель изобретения — повышение надежности за счет повышения электрической прочности, снижение трудоемкости.

На фиг. 1 изображена активная часть предлагаемого электроиндукционного аппарата — двухобмоточного трансформатора большой мощности и высокого напряжения; на фиг. 2 — активная часть трансформатора с катушечной обмоткой; на фиг. 3 — то же, со слоевой обмоткой; на фиг. 4 — карта электрических потенциалов в угловой части изоляции при условии, когда металлические обкладки боковой части не продлены в угловую часть;на фиг. 5 — то же, металлические обкладки боковой части продолжены с постоянными диаметрами до линии, соединяю щей угол обмотки с углом окна магнитопровода.

Активная часть электроиндукционного устройства (трансформатора) содержит обмотку 1 низкого напряжения (НН) например 35 кВ (фиг. 1) или 110 кВ (фиг. 2), магнитопровод со стержнем 2 и ярмами 2, боковую

3, угловую 4 и торцовую 5 части изоляции обмотки НН (эти части условно разделены пунктирными линиями б и 7), изоляцию 8 катушек обмотки 1,слои 9 изоляции,послойно концентрично охва-. тывающие стержень 2, токопроводящие обкладки 10, концентрично размещенные на краю изоляции между ее слоями в верхней области боковой части изолядо угла магнитопровода, а торцы обкладок прилегают к ней. Внутренние диаметры кольцевых барьеров торцовой изоляции примыкают к торцам слоев изоляции. При таком расположении изоляции обкладок и кольцевых барьеров достигается равномерное распределение напряжения в изоляции. 5 ил.

2 ции и продолженные с постоянными диаметрами в угловую часть так,что их края доходят до линии 11, соединяющей угол обмотки с противоположным углом окна магнитопровода (торцы слоев изоляции выступают за указанную линию), кольцевые барьеры 12 торцовой изоляции между обмоткой и ярмом с последовательно уменьшающимся по мере удаления от обмотки внутренним диаметром, примыкающие к торцам слоев изоляции, канал 13 в обмотке I, служащий для ее охлаждения {фиг. 1) обмотку 14 высшего напряжения (ВН), например 500 кВ (фиг. 1), отделенную от обмотки НН изоляцией 15. В активН0Н части электроиндукционного аппарата с обмоткой НН 110 кВ (фиг. 2) канал 13 для охлаждения находится

20 между катушками и экранирующим слоем витков 1б.

Изготовление активной части тран25 сформатора производят по следующей технологии.

Боковую часть изоляции 3 и при,мыкающий к ней . сектор угловой части изоляции 4 наматывают путем вращения оправки и плотной укладки слоев

9 электротехнической бумаги, через несколько листов бумаги в верхнюю область изоляции вкладывают обкладки

10 в виде разомкнутых витков из фольги или металлизированной бумаги, 35 наматывают обмотку 1 с изоляцией 8 катушек. Изготовленный блок изоляции и обмотки НН насаживают на остов и устанавливают дистанцированные прокладками кольцевые барьеры 12, 40 далее устанавливают изоляцию 15 и насаживают обмотку 14 ВН.

1352543

Ширина боковой части 3 изоляции уменьшена в 2-3 раза, что, кроме снижения диаметра обмотки, приводит к полному исключению грозовых перенапряжений на обмотке НН, передаваемых через емкость изоляции 15 с обмотки BH на обмотку НН.

Соседние обкладки 10 образуют между собой одинаковые электрические емкости, напряжения между ними одинаковы.

Равномерное распределение потенциала благодаря тому,что обкладки продолжены с постоянными диаметрами в угловую часть до линии 11, устанавливается на линии 1 1.

Края слоев 9 твердой изоляции выполнены выше краев обкладок 10 и образуют благоприятное строение вдоль линии 11, что обеспечивает электрическую прочность по наклонной псверхности изоляции. Обкладки 10 выполнены с разрывом для того,чтобы они не образовывали короткозамкнутого витка.

Опробован и другой способ изготов. ления боковой части изоляции путем литья из бумажной массы.

На фиг. 4 показана карта значений потенциалов в угловой части изоляции без металлических обкладок в ней. Граничные линии слева и сверху представляют собой поверхности магнитогровода с нулевым потенциалом, снизу и справа разграничительные линии 6 и 7 с равномерным распределением потенциалов 17 от О до 1,0.

Линия 11, соединяющая угол обмотки с противоположным углом окна магнитопровода, делит угловую часть изоляции на нижний и верхний секторы.

Расчетная сетка из горизонтальных

18 и вертикальных 19 линий образует узлы с указанными в них значениями потенциалов. Наибольшие разности потенциалов находятся вдоль линии

11:0,36 (1-0,64); 0,28 (0,64-0,36);

0»2 (0»36 О» 16); О» 12 (О» 16 0»04)»

0,04.

На фиг. 5 показана карта значений потенциалов в угловой части изоляции предлагаемого устройства с металлическими обкладками в ней.Верхний сектор угловой части изоляции образбван поверхностью ярма 2 магнитопровода (верхняя линия нулевого потенциала), разграничительной линией 7 и угловой линией 11 с распределением потенциалов 17 от О до

1,0. Горизонтальные !8 и наклонные

20 линии образуют сетку, в узлах которой указаны значения потенциалов: по всем наклонным линиям между узлами одинаковые напряжения 0»2» на угловой линии 11 получен наименьший градиент потенциала (разность

10 потенциалов, отнесенная к длине линии).

Полученный минимальный градиент потенциала на угловой линии) позволяет исключить изогнутые слои изоля15 ции и изогнутые металлические обкладки, снизить размеры боковой изоляции (что приводит к уменьшению диаметра обмоток), исключить технологические операции изгибания метал2р лических обкладок, снизить габариты, массу и трудоемкость изготовления устройства.

Проведена экспериментальная проверка на модели, содержащей непре25 рывную обмотку напряжением 35 кВ, слой экранирующих витков, боковую, угловую и торцовую части изоляции, боковая часть изоляции шириной 8 мм вместе с прилегающим сектором угло30 вой части намотана на оправке в виде слоев из кабельной бумаги толщиной 80 мкм, через каждые 10 витков бумаги размещены обкладки из алюминиевой фольги толщиной 10 мкм и

З5 высотой 30 мм, на верхний слой изоляции намотаны непрерывно и плотно витки экранирующего слоя.

Обмотка намотана отдельно и насажена на блок изоляции и экранирую4р щего слоя. Образуя охлаждающий канал между слоем экранирующих витков и обмоткой, изоляционные детали (кольцевые барьеры) высотой 30 мм в торцовой части и верхнем секторе yr45 ловой части установлены после насадки обмотки. Количество их выбирается из расчета,что промежутки меж-. ду ними составляют 5-10,так как при этих размерах обеспечивается необходимое охлаждение и электричес. кая прочность.

Проведенные измерения и испытания показали,что практически равномерное распределение потенциалов в боко 5 вой и торцовой частях образуется самостоятельно беэ обкладок (обусловлено малым значением отношения ширины изоляции к диаметру, в мощных трансформаторах и реакторах это от-

2543

135

1Z р

5 ношение составляет 0,05-0, 1).установленные в верхней области боковой

I I части изоляции и продолженные постоянными диаметрами в прилегающий сектор угловой части металлические обкладки выполняют функцию выноса равномерного распределения потенциала иэ боковой в угловую часть изоляции.Размещение краев металлических обкладок на угловой линии является наилучшим,так как только в этом случае горизонтальные изоляционные детали (кольцевые барьеры 12) находятся в эквипотенциальных точках угловой линии 11 и разграничительной линии 7, при этом каждая изоляционная деталь в торцовой части и верхнем секторе угловой части находится в оптимальных условиях — размещена на эквипотенциальной поверхности.

На угловой линии действует наименьший градиент потенциала, здесь наибольшая длина поверхности,что обеспечивает достаточную электрическую прочность по поверхности краев слоев изоляции: при длине угловой лиЧ нии в 31 мм поверхность выдержала испытательные импульсы, напряжения промышленной частоты и длительные рабочие напряжения для класса 35 кВ.

При этом в ходе изготовления и сборки аппарата не допускается загрязнение торцовой поверхности изоляции по угловой линии, Формула и з о б р е т е н и я

Активная часть электроиндукционного аппарата, в частности трансформатора высокого напряжения, содержащая магнитопровод со стержнями и ярмами,концентрично послойно охватывающую стержень, изоляцию токопроводящие обкладки,концентрично размещенные между слоями изоляции по диагонали, торцовую изоляцию, о т л и ч а-. ю щ а я с я тем,что, с целью повышения надежности за счет повышения электрической прочности, снижения трудоемкости, слои изоляции и обкладки выполнены с постоянными диаметрами по всей их длине и ступенчато так, что торцы обкладок доходят до диагонали, а торцы слоев изоляции выступают за диагональ, между углами обмотки и окнами магнитопровода.

1352543

Ю ZP

Составитель В.Мясникова

РедактоР M.ÀHäÐÓøåíêo ТехРед И.Попович Корректор М Шароши

Заказ 5570/51 Тираж 697 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4