Электроиндукционное устройство

 

Изобретение относится к электротехнике , в частности к силовым трансформаторам и реакторам, подвергающимся действию грозовых перенапряжений . Цель изобретения состоит в уменьшении расхода материала за счет уменьшения радиального размера межобмоточ ной изоляции и упрощении конструкции. Устройство содержит обмотку высшего напряжения (ВН) 1, состоящую из катушек 2, вьтолненных из витков 3.1, 3.2, ..., Зп и межкатушечных каналов 4, вьфавнивающую однослойную обмотку 5, вьтолненную из витков 6.1, 6.2, ..., 6п, охлаждаю ций канал 7, межобмоточную изоляцию 8 из чередующихся каналов 9 и картонных барьеров - цилиндров 10, обмотку 11 низшего напряжения (НН). Для уменьшения напряженности на охлазкдающем канале 7 средний виток выравнивающей обмотки соединен перемычкой 12 со средним витком обмотки ВН 1. Это позволяет прилегающий к выравнивающей обмотке 5 цилиндр 10 приблизить к ней вплотную, а последующие цилиндры удалить один от другого на одинаковое расстояние, равное 3-6 мм, что уменьшает на 10% размер межобмоточной изоляции. 8 ил. i (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„.80„„Я70672 А1 (50 4 Н О1 Р 27/32

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4099865/24-07 (22) 12.08.86 (46) 30.01.88. Бюл. Ф 4 (7S) Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт трансформаторостроения (72) P.Ï.Äoëþê (53) 621 ° 314.21.042.52(088.8) (Se) Авторское свидетельство СССР

У 900326, кл. Н. 01 F 27/32, 1976. (54) ЭЛЕКТРОИНДУКЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к силовым трансформаторам и реакторам, подвергающимся действию грозовых перенапряжений. Цель изобретения состоит в уменьшении расхода материала эа счет уменьшения радиального размера межобмоточ, ной изоляции и упрощении конструкции.

11 ЮЭ

Устройство содержит обмотку высшего напряжения (ВН) 1, состоящую из катугггегс 2, выполненных из витков 3.1, 3.2, ..., Зп и межкатушечных каналов

4, выравнивающую однослойную обмотку 5, выполненную иэ витков 6.1, 6.2, ..., 6п, охлаждающий канал 7, межобмоточную изоляцию 8 иэ чередующихся каналов 9 и картонных барьеров — цилиндров 10, обмотку 11 низшего напряжения (НН) ° Для уменьшения напряженности на охлаждающем канале 7 средний виток выравнивающей обмотки соединен перемычкой 12 со средним витком обмотки ВН 1. Это позволяет прилегающий к выравнивающей обмотке 5 цилиндр 10 приблизить к ней вплотную, а последующие цилиндры удалить один от другого на одинаковое расстояние, равное 3-6 мм, что уменьшает на 10Х размер межобмоточной изоляции. 8 ил, 1370672

Изобретение относится к электротехнике, в частности к силовым трансформаторам и реакторам, подвергающимся действию грозовых перенапряже5 ний.

Целью изобретения является экономия материалов и упрощение конструкции за счет уменьшения радиальных равмеров межобмоточной изоляции. 10

На фиг.1 схематично показано пред. лагаемое электроиндукционное устройство; на фиг.2 — график распределения напряжения по обмотке ВН и по выравнивающей обмотке, на фиг.3-5 — 15 расчетная модель электроиндукционного устройства для определения электрического поля в межобмоточной изоляции; на фиг.б — кривая возрастания запаса электрической прочности эле- 20 мента изоляции возле выравнивающей обмотки; на фиг.7 и 8 — схема соединения выравнивающей обмотки с обмоткой ВН.

Электроиндукционное устройство содержит обмотку 1 высшего напряжения (ВН), состоящую из катушек 2, выполненных из витков 3.1, 3.2, ..., З.п и межкатушечных каналов 4, выравнивающую однослойную обмотку 5, выполненную иэ витков 6.1, 6.2, ..., б.п, канал 7, межобмоточную изоляцию 8 из чередующихся каналов 9 и картонных барьеров (цилиндров) 10, обмотку 11 низшего напряжения. 35

Средний виток выравнивающей обмотки 5 соединен перемычкой 12 со средним витком обмотки 1.

Ступенчатый график 13 (фиг.2) показывает распределение напряжения по 4р обмотке ВН, а график 14 — прямолинейное распределение напряжения по выравнивающей обмотке, буквой Н (фиг.1) обозначена высота, приходящаяся на одну катушку части обмотки ВН, а бук- 45 вой h — высота одного витка выравнивающей обмотки.

На фиг.3-5 показана расчетная модель для определения электрического поля в межобмоточной изоляции в трех ситуациях, где 15 — область изоляции в сечении, линии 16-19 представляют собой соответственно обмотки низшего и высшего напряжений, нижний торец у нейтрали и линию напротив линейного вывода обмотки ВН.

Расчетная модель на фиг.3 отображает основную составляющую электрического поля, создаваемого в изоляции выравнивающей обмоткой с напряжением 14, вдоль радиальных линий 20 образуется равномерное распределение напряжения 21 в изоляции.

Расчетная модель на фиг.4 отображает дополнительную составляющую электрического поля, создаваемую в изоляции током распределения 22. Эта составляющая существует только в небольшой верхней части изоляции.

На фиг.5 расчетная модель отображает дополнительную составляющую электрического поля, создаваемую в изоляции обмоткой ВН при отсутствии выравнивающей обмотки, она создается разностью 23 напряжений 14 и 13, разность 23 знакопеременная, поэтому область 15 изоляции разделяется линиями 24 нулевого потенциала на полоски 25, в которых поле распределяется только вблизи границы 17 (представляющей обмотку ВН) на расстояние Н/2 от обмотки ВН (выравнивающая обмотка

I такого поля не создает, что и дает возможность разместить крайний барьер (цилиндр) 10 плотно прилегающим к ней).

При прилегании крайнего барьера 10 к выравнивающей обмотке 5 происходит скачкообразное (фиг.б) возрастание запаса электрической прочности элемента изоляции возле выравнивающей обмотки.

Из эпюры 21 (фиг.3) видно, что вдоль радиальной линии 20 напряженность Е постоянна.

Согласно кривой возрастания на фиг.б видно, что с уменьшением масляного канала (приблизительно крайнего барьера к выравнивающей обмотке) запас электрической прочности элемента изоляции возле выравнивающей обмотки резко увеличивается, что подтверждено испытаниями.

На фиг.7 представлено соединение обмотки ВН из двух параллельных ветвей, а на фиг.8 соединение обмотки

ВН, состоящей из одной ветви. Соединение 12 между электрически средними витками размещено в охлаждающем канале между обмотками 1 и 5, если обмотка ВН имеет две параллельные ветви, то соединение 12 выполняется только от среднего витка одной из ветвей.

В существующих электроиндукционных устройствах изоляционные каналы в изоляции неодинаковы, меньшая их толщина порядка 7-10 мм находится у об

13706 мотки, остальные слои имеют увеличенную толщину, крайний цилиндр отстает от обмотки.

Такое соотношение толщин слоев

5 масла вызвано составляющей поля (фиг.5): возле обмотки напряженность поля увеличена, поэтому уменьшают до

7-10 мм толщину этого канала, ибо допустимая напряженность канала повышается при уменьшении его толщины, но плотное прилегание крайнего барьера (цилиндра) к обмотке недопустимо, последующие слои масла имеют увеличенную толщину, так как на них действует уменьшенная напряженность.

Соединение выравнивающей обмотки с обмоткой высокого напряжения по средним по напряжению виткам позволило в два раза снизить напряжение в охлаждающем канале при коротких замыканиях и соответственно в два раза уменьшить ширину охлаждающего канала и приблизить вплотную к выравнивающей обмотке первый цилиндр межобмоточной изоляции, что исключило необходимость выполнять каналы между осталь-, ными цилиндрами разной ширины и принять одинаковую ширину для всех кана лов, минимально допустимую по условиям охлаждения.

В сочетании все эти признаки обеспечивают уменьшенное межобмоточное расстояние, соответственно уменьшаются диаметры обмотки высокого напряжения, выравнивающей обмотки и цилиндров, что снижает расход материалов.

В предлагаемом устройстве благодаря наличию выравнивающей обмотки напряженность распределяется равно- 40 мерно (эпюра 20), что позволило все слои масла выполнить одинаковыми с оптимальной толщиной 3-6 мм, при этой толщине допусТимая напряженность всех

72

4 слоев масла увеличена. Эта толщина еще обеспечивает циркуляцию масла в слоях, что создает благоприятные условия ..для изоляции, элементарные объемы масла не постоянны, а только определенный промежуток времени нахо дятся в зоне наибольшего напряжения и йапряженности благодаря перемещению.

Крайний барьер (цилиндр) плотно прилегает к выравнивающей обмотке что повышает в несколько раз допустимую напряженность этого элемента изоляции. Кроме того, прилегающий ци-.. линдр служит механической опорой и технологической оправкой для выравнивающей обмотки при ее намотке.

Формула изобретения

Электроиндукционное устройство, преимущественно трансформатор, содержащее катушечную обмотку высокого напряжения, однослойную выравнивающую обмотку, гальванически соединенную через охлалдающий канал с обмоткой высокого напряжения, обмотку низкого напряжения и межобмоточную изо" ляцию из концентрично установленных мелду выравнивающей обмоткой и обмоткой низкого напряжения цилиндров иэ диэлектрика, разделенных вертикальными каналами, о т л и ч а ю щ е е— с я тем, что, с целью экономии материалов и упрощения конструкции эа счет уменьшения радиальных размеров межобмоточной изоляции, соединение выравнивающей обмотки с обмоткой высокого напряжения выполнено мелду средними по напряжению витками, при этом смежный с выравнивающей обмоткой цилиндр прилегает к ее виткам, а остальные цилиндры межобмоточной изоляции равноудалены друг от друга.

1370672!

370672

Фцс, 7.

Составитель Ф. Чиркина

Техред И. Ходанич Корректор И. Эрдейи

Редактор Ю.Середа

Заказ 423/50 Тирах 746 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, ю. Ухгород, ул. Проектная, 4 л