Активная часть индукционного устройства

Активная часть индукционного устройства

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

АКТИВНАЯ ЧАСТЬ ИНДУКЦИОННОГО УСТРОЙСТВА, содержащая магнитопровод , на стержнях которого концентрично размещены равные по высоте обмотки низшего и высшего напряжений , и экран, установленный у обмотки низшего напряжения и состоящий из горизонтальных верхней и нижней проводящих полос, соединенных между собой вертикальными проводящими полосами, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью уменьшения габаритов и материалоемкости за счет снижения перенапряжения па обмотке низшего напряжения при перенапряжениях , экран установлен со стороны магнитопровода, а концы его горизонтальных проводящих полос вместе с соединяющими их вертикальными (Л полосами взаимно перекрываются. 18 f7i

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

О И

РЕСПУБЛИН

3(59 H 01 F 27/36

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1d

17 (21) 3479313/24-07 (22) 13.08.82 (46) 30.05.84. Вюл. №- 20 (72) P.Ï. Долюк (71) Всесоюзный ордена Дружбы йародов научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт трансформаторостроения (53) 621.314.21(088.8) (56) 1. Патент Великобритании № 1032626, кл. Н 1 Т, 1966.

2. Авторское свидетельство СССР № 898521, кл. Н 01 F. 27/36, 1980. (54) (57) АКТИВНАЯ ЧАСТЬ ИНДУКЦИОННОГО УСТРОЙСТВА, содержащая магнитопровод, на стержнях которого кон,SU„„1095252 А центрично размещены равные по высоте обмотки низшего и высшего напряжений, и экран, установленный у обмотки низшего напряжения и состоящий из горизонтальных верхней и нижней проводящих полос, соединенных между собой вертикальными проводящими полосами, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью уменьшения габаритов и материалоемкости за счет снижения перенапряжения ка обмотке низшего напряжения при перенапряжениях, экран установлен со стороны магнитопровода, а концы его горизонтальных проводящих полос вместе с соединяющими их вертикальными полосами взаимно перекрываются.

109525?

Изобретение относится к электро— технике и может быть иепользовано в силовых трансформаторах, подключаемых непосредственно к ЛЭП высокого напряжения и подвергающихся дей- 5 ствию грозовых перенапряжений.

При грозовых перенапряжениях, действующих на обмотку высшего напряжения (ОВН), эти перенапряжения передаются и на обмотку низшего напряжения (ОНН). В результате на изоляционные промежутки между ОНН и магнитопроводом, а также между обмотками воздействует импульсное напряжение большой амплитуды, вызывающее 15 необходимость увеличения указанных промежутков. Для снижения передающихся перенапряжений устанавливают защитный экран между ОНН и ОВН.

Известна конструкция активной ча- 20 сти трансформатора, содержащая маг-! нитопровод, равные по высоте ОНН, ОВН и электростатический экран, состоящий из вертикальных проводящих полос, соединенных на одном торце 5 горизонтальной проводящей полосой без образования замкнутого витка.

Экран заземлен и препятствует попаданию электрического поля ОВН на ОНН (1 J

Недостатком этой конструкции явля-30 ется увеличенное расстояние между

ОНН и ОВН, поскольку между обмотками образуется два изоляционных промежутка "ОНН-экран" и "Экран-ОВН" (ОНН имеет класс напряжения 35 кВ и более, поэтому промежуток "ОНН-экран" даже без учета толщины экрана составляет 20 и более миллиметров, что, кроме увеличения диаметра ОВН, при-. водит к увеличению рассеяния рабочего40 магнитного потока и потерям энергии).

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является конструкция активной части трансформатора, содер-45 жащая равные по высоте ОНН, OBH u электростатический экран, установленный между обмотками и состоящий из вертикальных проводящих полос, соединенных на торцах горизонтальными проводящими полосами без образования ими замкнутого витка (23.

Недостатком известного устройства является то, что между ОНН и ОВН об55 разуется два промежутка "ОНН-экран" .и "экран-ОВН", что увеличивает межобмоточное расстояние, поток рассеяния и потери энергии.

Задача изобретения заключается в том, чтобы найти такое расположение горизонтальных и вертикальных полос экрана, при котором он взаимодействует с магнитным потоком ОНН при перенапряжениях и за счет указанного взаимодействия снижает амплитуду перенапряжений на OHH a также такое взаимное расположение составных частей индукционного устройства, при котором взаимодействие экрана с магнитным полем ОНН при перенапряжениях будет наиболее сильным.

Цель изобретения — уменьшение габаритов и материалоемкости активнпй части за счет снижения перенапряжений на ОНН, обусловленного взаимодействием с магнитным потоком при перенапряжениях.

Поставленная цель достигается тем, е что в активной части индукционного устройства, содержащей магнитопровод, на стержнях которого концентрично размещены равные по высоте обмотки низшего и высшего напряжений, и экран, установленный у обмотки низшего напряжения и состоящий из горизонтальных верхней и нижней проводящих полос, соединенных между собой вертикальными проводящими полосами, экран установлен со стороны магнитопровода, а концы его горизонтальных проводящих полос вместе с соединяющими их вертикальными полосами взаимно перекрываются, При перенапряжениях верхняя и нижняя половины ОНН обтекаются встречными токами, которые создают встреч ные магнитные потоки, индуктирующие встречные ЭДС в верхнем и нижнем полнык разомкнутых витках экрана, соединение одноименных краев этих витков (начал, концов) приводит к образованию электрического контура, в котором названные ЭДС становятся согласно включенными и вызывают ток в контуре экрана, последний создает магнитные потоки, направленные против потоков ОНН, что снижает индуктивность

0НН, период и амплитуду ее собственных колебаний. Снижение амплитуды перенапряжений на ОНН позволяет уменьшить размеры промежутков "ОНН-ОВН, "ОНН-экран", что обуславливает уменьшение диаметров обмоток и расстояние магнитного потока в рабочем режиме.

Гашение магнитного потока ОНН при перенапряжениях также снижает ЭДС, которые индуктируются на разомкну1095252

В собранной активной части описан-50 ный экран установлен у ОНН са стороны стержня магнитоправада, т.е. между

ОНН и магнитоправодом таким образом, чта концы горизонтальных полос

9 и 10 вместе с соединяющими их вер- 55 тикальными полосами (крайние полосы)

8 перекрывают друг друга (фиг. 5), образуя верхний и нижний полные ратых прессующих и емкостных кольцах и по поверхностной окружности магнитопровода.

Экран непосредственно регулирует не электрическое, а магнитное поле

ОНН при перенапряжениях и эффективен при установке его между ОНН и магнитопроводом.

На фиг. 1 схематически представлен пример выполнения активной части 10 для двухобматочного трансформатора, на фиг. 2 — первый вариант контура тока в экране, на фиг. 3 — активная часть автотрансформатора с регулированием рабочего напряжения под f5 нагрузкой; на фиг. 4 — второй вариант контура тока в экране; на фиг. 5— пример конструктивного выполнения экрана и взаимное расположение его элементов в рабочем положении.

Активная часть индукционного аппарата содержит магнитопровод 1 (фиг.

1 и 3), экран 2, ОНН 3, ОВН 4, с вводом в середине, прессующее кольцо 5, а также, если это активная часть автотрансформатара (фиг. 3), обмотку среднего напряжения (ОСН)

6 и регулировочную обмотку 7.

Экран 2 состоит из вертикальных проводящих полос 8, верхней 9 и ниж- З< ней 10 проводящих горизонтальных полос. Указанйые полосы изображены схематически в виде линий. Горизонтальные полосы 9 и 10 соединены с вертикальными полосами 8 (фиг. 2 и

5). Согласно другому варианту (фиг.4)

35 с вертикальными полосами соединены только концы горизонтальных полос 9 и 10, Остальные вертикальные полосы

D могут быть соединены лишь с одной

40 горизонтальной полосой (верхней или нижней) .

Для исключения местных повышений напряженности электрического поля вертикальные полосы 8 изолированы, установлены с взаимным перекрытием по всей их длине и образуют сплошную поверхность без щелей для электри.ческого поля.

1 замкнутые витки, охватывающие стержень магнитапровода. Для исключения замыкания витка между взаимоперекрывающимися поверхностями полос имеется зазор 11, в котором установлена изоляционная прокладка (не показана), например, из картона. Взаимоперекрывающиеся крайние вертикальные полосы, соединяющие концы горизонтальных полос, могут быть выполнены из высокоомного металла, что дополнительно снижает перенапряжения в ОНН.

В эксплуатации при действии перенапряжения 12 (фиг. 1) на вывод А середины ОВН индуктируется перенапряжение на ОНН, имеющее эпюру 13.

В полуобмотках $,1 и S протекают встречные импульсные токи 14 и 15,,которые вызывают магнитные потоки

16 и 17 (рабочий магнитный поток обозначен цифрой 18).

Магнитный поток 16 индуктирует

ЭДС по часовой стрелке в верхней горизонтальной полосе экрана (фиг.2), т.е. в верхнем разомкнутом полном витке с началом а и концом хЩ, а магнитный поток 17 индуктирует

ЭДС против часовой стрелки в нижнем витке с началом а „ и концом х н, т.е. в нижней горизонтальной полосе экрана по фиг. 2. Соединение одноименных концов верхнего и нижнего витков экрана (М c a H H xzg c xý ) пр водит к образованию контура с током

19, который создает потоки, направленные встречно потокам !6 и 17 (фиг. 1), что приводит к уменьшению индуктивности полуобмоток 14 и 15 и приземпение средней точки S обмотки низшего напряжения. Результатом такого вваимодействия является уменьшение амплитуды перенапряжения в точо ке S что и дает возможность уменьшить размеры изоляционных промежутков "ОНН вЂ” магнитопровод" и "ОННОВН" (рабочий поток 18 тока в экране не вызывает). Так как между экраном и магнитопроводом нет разности напряжения, то изоляционный промежуток между ними не нужен.

° В активной части автотрансформатора (фиг. 3) при действии перенапряжения 12 на вывод А„„ на ОНН возникает перенапряжение по эпюре 13 и токи 14 и 1.- в полуобмотках Sg u S

Далее взаимо .,ействие этих токов с экраном 2 протекает указанным образом.

S 1095252 б

На фиг. 4 изображен возможный что использование предлагаемого техвариант предлагаемого экрана соглас- нического ре но которому с целью снижения т оЭ ского решения позволяет ского ре уменьшить ния трудо- габариты и материалоемкость активной затрат вертикальные полосы, кроме крайних мог т бь части эа счет уменьшения изоляционных х, могут ыть соединены толь- 5 промежутков межд "OHH— косон д ой горизонтальной полосой. вод" и "OHH — OBH" и те жду — магнитопроЧто касается к а" путем снижения лос то сое и раиних вертикальных по- перенапряжений на об о мотке низшего о предварительным подто соединение их с концами обеих 1напряжения. П горизонтальных полос обязательно

У счетам изоб е р тение позволит уменьшить так как в противном случае экран бу- (О изолЯцию обмотки низшего напряжения дет неработоспособен.

П на 20-30Х и . и вес на,, что составит

2 5Х, роведенные исследования на модели 0 6 т меди на

Э одну фазу трансформатов виде импульсных обмеров показывают, ра мощностью 400 МВА.

1095252

Фиг.я а

Ю

/ /

1095252 ЭН

Фмк5

Составитель Л. Шакина

Редактор Л. Алексеенко Техред Т.Дубинчак

КорректоР В. Иванова филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 3609/35 Тираж 683 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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