Трансформатор для ограничения токов короткого замыкания

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Сфвз Советских Социалистических Республик.236(088.8) 6 осударствеиный комитет СССР но делам изобретений н открытий(54) ТРАНСФОРМАТОР ДЛЯ ОГРАНИЧЕНИЯ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯИзобретение относится к трансформаторам с ограничением тока коротко" го замыкания и может быть использО- вано пЛя быстродействующего управле- нИя распределением передаваемой электроэнергии между кабелями, подключенными к вывопам трансформатора,Известен трансформатор с токоограничением, обмотки которого создают главный поток рассеяния и все или некоторые из них расположены в йизкотемпературной зоне. Трансформатор имеет сверхпроводящие экраны, характериэуеже тем, что в главном потоке рассеяния и в области обмотки экраны расположены поперек поля рассеяния и при повышении критического магнитного потока переходят в нормальное состояние (11.1Экран главного потока рассеяния изготовлен в виде кожуха, который преимущественно в торцовой части имеет отверстие. В кожухе размещен магнитопровод с расположенными в нем воздушными зазорами.При протекании по обмоткам трансформатора тока короткого замыкания сверхпроводящие экраны переходят в нормальное состояние. Это приводит к увеличению потока рассеяния, в связи с чем достигается ограничение тока короткого замыкания.Недостатками такого трансформатора являются сложность конструкции трансформатора, в которой на основном (рабочем) магнитопроводе находятся две концентрические обмотки, между которыми размещен ферромагнитный материал н сверхпроводящий экран и невозможнбсть достичь глубокого ограничения токов короткого замыкания.Кроме того, известный трансформатор не дает возможности быстродействующего перераспределения потоков энергии между кабелями, подключенными к вторичным обмоткам трансформатора.Целью изобретения является упрощение конструкции, повышение эффективности токоограничения и расширение функциональных воэможностей трансформатора.Для достижения этой цели в трансформаторе, содержащем трехстержневой магнитопровод, первичную и вторичные обмотки, одна из которых выполнена сверхпроводящей, и сверхпроводящий экран, на среднем стержне магнитопровода установлена первичная обмоткана одном ярме расположена сверхпроводящая обмотка и сверхпроводящий,экран, соединенный последовательносо сверхпроводящей обмоткой, а навтором ярме расположена вторичнаяобмотка, .выполненная из обычного-электропроводящего материала дополнительная обмотка, соединенная после"довательнос этой вторичной обмот-.кой.: 1 ОНа чертеже схематически изображентрансформатор в одйофазномисполненииТрансформатор содержит трехстержневой магнятопровод, на среднем стержне 1 которого размещена первичная обмотка 2. На ярме 3 расположена вторичная сверхпроводящая обмотка 4 и. магнитопровод, имеет сверхпроводя- фщие переходные мостики б и последовательно включен с сверхпроводящейобмоткой 4, Иа ярме 7 расположена вторичная обмотка 8 и последовательносоединенная с ней дополнительная обмотка 9,К выводам обмотки 4 подключенсверхпровсдящийкабель, а к выводамобмоток 2, 8, 9 обычные кабели.ТрансФорматор работает Следующим.образом,При протекании рабочего така в первичной обмотке 2 в стержнях магнитопровода 1, 10 создается магнитныйпоток, который индуктирует во вторичных обмотках 4, в электродвижущиесилы, В кабеле, подключенном к обмотке 4, течет ток и электроэнергияпередается потребителю, Сверхпроводящее кольцо 5, экранируя" стерженьмагнитной цепи 11 от переменного магйитйогЬ потока, исклюма т магнитнуюсвязь обмотки 9 с обмоткой 2. фПрикоротком замыкании в цепи,подключенной к обмотке 4, ток обмот" "кйвоэрастает и выводит переходныемостики б или все кольцо 5 из состояния сверхпроводимости. В реэистивномсостоянии кольца 5 или одного (двух)мостиков 6 и часть -результирующегомагнитного погока,пронизывающего 5 Опервичную обмотку 3, замыкается через" " " дополйительную ветвь магнитной цепи2.В результате достигается ограничение тока короткого заьикания и необходимое распределение передаваемой,Энергии между кабелями, подключенными к выводам вторичных обмоток трансформатора,При спаде тока в цепи обмотки 4кольцо 5 и мостики б не выходят изсостояяия"сверхпроводимости при пери Оодическомизменении тока обмотки, итрансформатор возвращается в своеисходное рабочее состояние.Сверхпроводяб(ие переходние мостихи б могут быть выполнены в виде 65 сверхпроводящей электрической цепи,помещенной в отдельный криостат иизготовленный из сверхпроводящегоматериала, являющегося плохим проводником в нормальном (не сверхпроводящем) состоянии.Управление сверхпроводимостьюпереходного мостика может осуществляться не только током, но и магнитным полем, созданным, например,катушкой, окружающей переходной мостик (или часть его параллельныхветвей) и включеннбй последовательно с одноР из обмоток трансформатораУстройство способно решить проблему неприспОсобленности к перегрузкам сверхпроводящих устройств переменного тока. Передавая, например,при перегрузках по сверхпроводящемукабелю только допустимое количествоэлектрической энергии, достигаетсявозможность защищать таким образомчувствительную к перегрузкам сверхпроводяиую обмотку трансформатораи сверхпроводящий кабель от переходав нормальное (не снерхпроволящее),состояние. Это в значительной степенипозволит повысить пропускную способность и надежность криогеннойэлектропередающей системы в целом,Формула изобретения1.Трансформатор для ограничения токов короткого замыкания, содержащий трехстержневой магннтопровод, первиччую и вторичные обмотки, одна из которых выполнена сверхпроводящей, а другая иэ обычного электропроводящего материала, и сверхпроводящий экран, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения конструкции, повышейия эффективности токоограничения и расширения Функциональныхвоэможностей трансформатора, на среднем стержне магнитойровода установ-,лена первичная обмотка, на одном ярме расположена сверхпроводящая обмотка и сверхпроводящий экран,соединенный последовательно с сверх- проводящей обмоткой, а на второмярме расположена вторичная обмотка, выполненная из обычного электропроводящего материала, дополнительная обмотка, соединенная последовательно с этой вторичной обмоткой.2, Трансформатор по п.1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что сверхпроводящий экран выполнен в виде короткозамкнутой обмотки и имеет сверх- проводящие перехОдные мостики,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, АвторсКое свидетельство СССР ф 509902; кл. Н 01 Г 27/36, 01,07.76Данильчува А,еро ктор Ю. Челвк Корректсы ПодписноР 4/5 тета С на лиал ППП У ектная каз 9304/53 ЦНИИПИ Г по дел 113035, Ио