Взрывобезопасный трансформатор

 

О П И С А Н И Е 92086.Союз Соеетсмих

Социалистическик

Реслублик

К АВТОРСКОМУ СВИД6ТЕЛЬСщУ (61) Дополнительное к авт.. свид-ву— (22) Заявлено 30.05.80 (21) 2933396/24-07 (51) М. Кл. с присоединением заявки ¹вЂ”

1 (23) Приоритет—

Н 01 F 27 08

Гоаудорстеееный комлтет

СССР

Опубликовано 15.04.82. Бюллетень №14

Дата опубликования описания 25.04.82 (53) УДК 621.314..211 (088.8 ) ео делам изобретений и открытий

Н. В. Баранецкий, И. А. Горбань, А.

Э. П. Михайленко, А. И. Плетнев,,Е. В и Е. А. Сорока (72) Авторы изобретения

Всесоюзный научно-исследовательски проектно- "" конструкторский и технологический(HHcTHvgT :.,:.: t,„„. взрывозащищеиного и рудничного электрооЧ76 удоъан (71) Заявитель (54) ВЗРЫВОБЕЗОПАСНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР

I

Изобретение относится к электротехнике, в частности к трансформаторостроению, и может быть использовано при разработке мощных взрывобезопасных трансформаторов для электроснабжения шахт.

Известны сухие взрывобезопасные трансформаторы с вертикальным расположением стержней магнитопровода и концентрически установленными на них обмотками высшего и низшего напряжения (1).

В данной конструкции трансформаторов охлаждение активной части осуществляется только за счет естественной конвекции воздуха внутри герметичной оболочки, вследствие чего по сравнению с другими конструкциями она имеет более напряженный тепловой режим. Для улучшения эффективности охлаждения магнитопровод трансформатора имеет охлаждающие каналы в центрах стержней и ярем. Однако эффективность охлаждения, несмотря на это, попрежнему остается сравнительно низкой, так как сечение каналов строго ограничивается допустимой толщиной стержней, является недостаточным, каналы имеют значительную длину и циркуляция охлаждаю2 щего агента в них при естественном охлаждении наблюдается весьма незначительная.

Известен также сухой трансформатор с вертикально расположенными стержнями и концентрически установленными обмотками, s в активной части которого установлены охлаждающие элементы, работающие на принципе тепловой трубы. Тепловоспринимающие части указанных охлаждающих элементов расположены в каналах обмоток в зонах наибольшего их нагрева, а теплоотводящие — выступают за пределы обмоток и смываются воздухом внутри оболочки, 2) .

При указанной конструкции системы охлаждения тепло, выделяющееся в обмотках за счет испарительно-конденсационного эф15 фекта, хорошо передается только изнутри обмоток наружу, а далее, в окружающую среду, передается значительно хуже (обычным способом — за счет естественной конвекции).

Цель изобретения — увеличение эффективности охлаждения активной части.

Поставленная цель достигается тем, что взрывобезопасный трансформатор, содержащий расположенную в оболочке активную часть со встроенными охлаждающими

920862 элементами в виде тепловых труб, каждая .из которых включает теплоотводящую часть, снабжен продольными шинами, теплоотводящие части выполнены V-образной формы, при этом продольные шины жестко скреплены с оболонкой. и V-образными теплоот- 5 водящими частями тепловых труб.

На фиг. 1 приведена схема трансформатора с цилиндрическими обмотками, вертикально расположенными стержнями и предлагаемой системой охлаждения, вид сбоку; на фиг. 2 — то же, поперечный разрез; 10 на фиг. 3 — вариант конструкции и установки тепловых труб в обмотках.

В герметичной оболочке 1 трансформатора (см. фиг. 1 и 2) помещается активная часть 2. В стержни и ярмо магнитопровода 3 (в каналы) встроены вертикально охлаждающие элементы 4 в виде тепловых труб, работающих на принципе испарительно-конденсационного охлаждения. Во внутрь герметичных элементов 4 залит хладагент.

Им может быть спирт, ацетон, фреоны и др. жидкости с температурой кипения 40 — 80 С.

Тепловоспринимающие части указанных тепловых труб располагаются в зонах наибольшего нагрева стержней, ярма (и обмоток), а теплоотводящие части выполнены развет- 25 вленными V-образной формы, выступают наружу за пределы магнитопровода и обмоток, имеют на концах контактные пластины 5 и жестко скреплены с оболочкой 1 с помощью продольных сборных шин 6, установленных внутри оболочки. Изготовле- з0 ние теплоотдающих частей разветвленными позволяет значительно увеличить зону конденсации паров хладагента, залитого внутрь тепловых труб, и тем самым интенсифицировать процесс теплопередачи с помощью тепловых труб. V-образная форма обеспе35 чивает надежный тепловой контакт тепловых труб с оболочкой 1. Снаружи оболочка 1 имеет охлаждающие ребра 7.

Теплоотдача в трансформаторе с предлагаемой системой охлаждения осуществля- 40 ется на известном принципе тепловой трубы следующим образом. Тепловые потери в стержнях и обмотках нагревают тепловоспринимающие части охлаждающих элементов в стержнях, ярмах, обмотках.

При достижении температуры кипения

45 хладагент начинает испаряться, поглощая при этом на скрытую теплоту парообразования значительное количество тепловой энергии. Пары хладагента расходятся по всему

4 объему тепловых труб и конденсируются в их разветвленной теплоотдающей части, которая находится вне магнитопровода и обмоток жестко скреплена с оболочкой и имеет с ней непосредственный тепловой контакт.

При конденсации паров полученная энергия передается теплоотдающим частям тепловых труб и посредством теплопроводности выносится на стенки кожуха трансформатора и далее в окружающую среду. Конденсат под действием сил гравитации возвращается к тепловоспринимающей части элементов. Процесс протекает непрерывно в течение всей работы трансформатора, расход жидкости отсутствует, система практически не требует ухода. Отсутствие вращающихся деталей и трущихся поверхностей (насоса, привода и т.д.), простота конструкции делают систему надежной в эксплуатации.

Внедрение предлагаемого изобретения позволяет увеличить эффективность охлаждения трансформатора, снизить максимальные температуры, уменьшить перепады температур, снизить разницу между максимальной и средней температурон обмоток, Экономический эффект по предзарательным подсчетам составит порядка 50 тыс. руб. на годовую программу выпуска 2000 шт трансформаторов. и подстанция типа ТСШВ и ТСШВП.

Формула изобретения

Взрывобезопасный трансформатор, содержащий расположенную в оболочке активную часть со встроенными охлаждающими элементами в виде тепловых труб, каждая из которых включает теплоотводящую часть, отличающийся тем, что, с целью увеличения эффективности охлаждения, он снабжен продольными шинами, теплоотводящие части выполнены V-образной формы, при этом продольные шины жестко скреплены с оболочкой и с V-образными теплоотводящими частями тепловых труб.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Селицев А. Н. Шахтные сухие трансформаторы и передвижные подстанции. М., «Недра», 1968, с. 61.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2611231/24-07, кл. Н Ol F 27/08, 19?8.

920862

Ф ч

-Составитель Ф. Чиркина

Редактор В. Бобков Техред А. Бойкас Корректор А. Ференц

Заказ 2359 68 Тираж 758 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий ! l3035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал IIIIII <Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4