Электроиндукционное устройство

Иллюстрации

Электроиндукционное устройство (патент 900326)
Электроиндукционное устройство (патент 900326)
Электроиндукционное устройство (патент 900326)
Электроиндукционное устройство (патент 900326)
Показать все

Реферат

 

(72) Автор изобретения

P.Ï. Долюк (73) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОИНДУКЦИОННОЕ УСТРОЙСТ80

Изобретение относится к электротехнике, в частности к силовым высоковольтным трансформаторам и реакторам, подвергающимся действию грозовых перенапряжений.

Известен радиотрансформатор, содержащий защитную обмотку и емкостный экран, расположенные между первичной и вторичной обмоткой. Защитная обмотка и емкостный экран позволяют до NM нимума свести емкостные токи между обмотками и между обмотками и экранами. Для радиоустройств снижение паразитного емкостного тока имеет практическое значение ()l.

Однако такая защита приемлема только для радиотрансформаторов, не подключаемых непосредственно к дальним воздушным линиям электропередачи, откуда набегают грозовые перенапряжения.

Известен также трансформатор, содержащий катушечную обмотку высшего напряжения (ВН), элементы выравнивания электрического поля в межобмоточной изоляции с охлаждающим каналом между обмоткой 8Н и элементами выравнивания электрического поля.

Элемент выравнивания поля содержит цилиндрические электроды - элементы, аксиально установленные по всей высоте обмотки. Каждый элемент представляет собой цилиндр из электроизоляционного материала, покрытый металлической фольгой и эаизолированный сверху. Слой фольги каждого элемента гальванически соединен перемычкой с противолежащим межкатушечным переходом обмотки. Перемычки находятся в масляном канале между элементами и обмоткой (2).

Для такого трансформатора характерны следующие недостатки: наличие перемычек между элементами и межкатушечными переходами, необходимость их пайки, между смежными элементами действует напряжение, равное напряжению нескольких катушек, изоляция

5 !

5S

3 90032 на элементах при этом имеет толщину несколько милиметров, элементы занимают большой обьем и снижают заполняемость активными проводниками; в слое изоляции, непосредственно примы. кающем к элементам, действует увеличенная местная электрическая напряженность.

Технология изготовления элемента выравнивания поля трудоемка.

Целью изобретения является уменьшение радиального размера межобмоточной изоляции за счет снижения напряженности электрического поля изоляции.

Это достигается тем, что в предложенном устройстве элементы выравнивания электрического поля выполнены в виде однослойной цилиндрической обмотки, расположенной концентрично обмоткам ВН и низшего напряжений(НН), один конец которой гальвинически соединен с прилежащим концом обмотки высшего напряжения.

И

Слой витков, намотанных концентри" чески с обмоткой, обеспечивает минимальное напряжение между соседними элементами (напряжение одного витка), толщина элементов с изоляцией равна соответственно радиальному размеру одного провода и изоляции на нем, которые могут быть минимальными, исключаются перемычки, технология изготовления существенно упрощается; напряженность в межобмоточной изоляции, прилегающей к элементам выравнивания, снижается (напряжение распределено равномерно по виткам). Ровная цилиндрическая поверхность слоя витков позволяет непосредственно накладывать на нее межобмоточную изо" ляцию, например бумажную.

На фиг. 1 изображено предложенное устройство; на фиг. 2 - то же, в совокупности с известным устройством; на фиг. 3 — известное устройство, предназначенное для выравнивания распределения импульсных перенапряжений внутри самой обмотки, сечение (его применение и действие на зависит от элементов выравнивания электрической напряженности в межобмоточной изоляции); на фиг. 4 — предложенное устройство для случая переплетения витков в катушках обмотки, обмотка со" стоит из нескольких частей; на фиг.5"

13 схемы переплетения витков в частях обмотки, показанной на фиг. 4;

6 4 на фиг. 14 - схема дВй1ствия на обмот" ку ВН волны перенапряжений; на фиг. 15 — то же, основные витки обмотки ВН исключены; на фиг. 16 - график, поясняющий полученный физический эффект.

На фиг. 1 катушечная обмотка ВН состоит из рабочих ви1ков 1 -100, Слой 1 витков 1 -109 образует элементы выравнивания электрического поля в межобмоточной изоляции. Между слоем 1 и обмоткой ВН находится масляный канал 2, между слоем 1 и обмоткой НН находится межобмоточная изоляция 3. Слой 1 исключает влияние выступов и впадин на поверхности обмотки ВН, которые образуются на межкатушечных переходах из провода большого сечения, например транспонированного и подразделенного провода, широко применяющихся в мощных силовых трансформаторах. При отсутствии слоя 1 неровности обмотки и углы катушек создают очаги повышенной электрической напряженности в изоляции 3, что не позволяет снизить ее радиальный размер и уменьшить вес и потери энергии в трансформаторе.

Слой 1 создает ровную поверхность для прилегания межобмоточной изоляции 3, исключает очаги повышенной на пряженности в изоляции. Один конец слоя 1 связан гальванически с концом обмотки ВН, другой конец свободен.

Количество витков в слое 1 соответствует количеству витков в обмотке

ВН, разность напряжений между противолежащими витками слоя 1 и крайними витками обмотки BH незначительна.

Так между витком 8 обмотки и витком 5" слоя напряжение равно трем витковым ЭДС, т.е. 8-5 3. Если об мотка весьма высокого напряжения, она также содержит устройство для выравнивания распределения перенапряжений внутри самой обмотки, например устройство 4 (фиг. 2).

Устройство 4 представляет собой слой витков 5 (фиг. 3), намотанных концентрически обмотке ВН, содержащих конденсаторные обкладки из фольги, шихтованные между собой для образования взаимной электрической емкости и изолированные конденсаторной бумагой. В сечении витка видно, что на картонную полосу 6 намотаны слои фольги 7 и изоляции 8. По мере удаления витка 5 от линейного вывода напряжения такие, как в основных вит ках обмотки (применительно к схеме испытаний на фиг. 14, слой ведет себя как с заземленным концом). Позицией 21 обозначены все заземленные узлы трансформатора.

В слое 1 витков 1 -100 рабочий ток отсутствует, свободный конец не заземлен, однако потенци Ь этого конца (при заземлении Х обмотки ВН) также имеет практически нулевое значение. Это объясняется тем, что в витках 1 -100 индуктируются те же

ЭДС, что и в витках 1 -100

I Р

Количество витков в слое, как правило, равно количеству оснрвных витков обмотки, однако отличие в несколько витков допустимо.

Формула изобретения

Электроиндукционное устройство, преимущественно трансформатор, содержащее катушечную обмотку высшего напряжения, элементы выравнивания электрического поля в межобмоточной изоля" ции с охлаждающим каналом между обмоткой высшего напряжения и элементами выравнивания электрического поля, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения радиального размера межобмоточной изоляции за счет снижения напряженности электрического поля изоляции, указанные элементы выполнены в виде однослойной цилиндрической обмотки, расположенной кон центрично обмоткам высшего и низшего напряжений, один конец которой гальванически соединен с прилегающим концом обмотки высшего напряжения.

5 900326 обмотки количество слоев фольги снижается для образования требуемой электрической емкости вдоль устройства 4 (гальваническая связь между отрезками фольги отсутствует). При S действии на обмотку грозовых перена". пряжений устройство 4 обеспечивает равномерное распределение перенапряжений внутри обмотки ВН, а слой 1 обеспечивает выравнивание напряженности в межобмоточной изоляции 3.

На фиг. 4 показана обмотка, имеющая переплетение витков в катушках (схема переплетения витков 9- 17 в каждой части витков (на фиг. 5-13).

Выравнивание распределения перенапря" жений внутри самой обмотки здесь осуществляется благодаря указанной схе- . ме переплетения витков. физический эффект заключается в "20 том, что слой 1 витков 1 -100 имеII II ет распределение перенапряжений такое же, как в обмотке (фиг. 14, 15, 16).

На фиг. 14 показана схема действия на обмотку BH волны 18 перенапряжения, при этом в обмотке BH и на слое 1 возникают одинаковые импульсные напряжения, напряжение 19 между обмоткой ВН и слоем 1 практически ЗО отсутствует (график на фиг. 16). При этом витки 1» -100» слоя 1 имеют практически одинаковые потенциалы с соответствующими витками 1 -100» обмотки ВН без наличия перемычек меж- зз ду ними.

Для пояснения того факта, что указанный положительный физический эффект является следствием совокупности признаков, на фиг. 15 исключены 4о основные витки обмотки ВН и подана та же волна перенапряжения )8. В этом случае в слое 1 возникают значительные перенапряжения 20 (фиг. 16) на его холостом конце 100 " . Отдельный слой 1 имеет перенапряжения как при изолированной нейтрали. Слой же 1 в предложенной обмотке имеет переИсточники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Великобритании 11 743145, кл. 38/2/,1959.

2. Патент Великобритании и 850645, кл. 38/2/, 1960.

900326

A e. 1Х бремен, мнс

ФиаЮ

Тираж 757 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретерий и открытий

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

Закаэ 12191/68

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

Составитель П. Забуга

Редактор В. Иванова Техред M. Рейвес Корректор М. Пожо