Электроиндукционное устройство

Электроиндукционное устройство

Иллюстрации

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 !

1Е

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