Силовой трансформатор высокого напряжения

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 18305 28 51)5 Н 01 ТЕНИ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(71) Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский итехнологический институт трансформаторостроения(56) Авторское свидетельство СССРЬВ 1091237, кл, Н 01 Г 27/28, 1980.Патент США М 4047139, Н 01 Г 21/12,1976,(54) СИЛОВОЙ ТРАНСФОРМАТОР ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ(57) Использование: в трансформаторах силовых высокого напряжения. Сущность изобретения: устройство содержит обмоткиВН, РО иэ спиралей витков в одинаковойверхней и нижней половинах, к которымпримыкают зкранирующие кольца (ЭК) и Изобретение относится к области электротехники, а именно к силовым трансформаторам высокого напряжения с регулированием напряжения под нагрузкой.Целью изобретения является уменьшение габаритов и повышение стойкости при импульсах напряжения и тока путем увеличения электрической и механической прочности изоляции в средней части регулировочной обмотки.Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.показан пример выполнения трансформатора по изобретению: на фиг. 2 - вид фиг, 1 сверху; на фиг, 3 - регулировочная обмотка по изобретению; на фиг, 4 - картина энергетического поля в изоляции между серединой обмотки ВН и соединением РО. опорное кольцо (ОК) в середине РО, имеющее отверстие для прохода отходящего от обмотки ВН вывода ВН, соединения между верхней и нижней половинами РО, бак.Между обмоткой ВН и РО установлены изоляционные цилиндры и изоляционная шайба. ЭК перемычкой подключены к крайнему по всей окружности витку спирали концевые участки витков соседних спиралей смещены по окружности и закрыты крайним витком от ЭК, ОК примыкает по всей ширине к ЭК, выполнено сплошным и электрически однородным, за исключением отверстия, в котором вывод ВН окружен соосными изоляционными цилиндрами. Такая конструкция позволяет повысить стойкость обмоток при импульсах напряжения в 1,3 раза и уменьшить в 1,3 раза расстояние между обмотками ВН и РО, т.е. габариты иэделия. 4 ил. Трансформатор силовой высокого напряжения (фиг. 1,2, 3) содержит высоковольтную обмотку ВН 1, регулировочную обмотку РО 2 из спиралей а, б, в, г витков 3 в одинаковых верхней и нижней половинах (алфавитная последовательность а, б, в, г соответствует последовательности соединения спиралей), к которым примыкают экранирующие кольца 4 и опорное кольцо 5 в средней части РО, выходящий иэ середины обмотки ВН и проходящий через отверстие 6 в опорном кольце 5 вывод А 7 высокого напряжения (ВН), соединения 8 между верхней и нижней половинами РО, бак 9, Между . обмотками ВН и РО установлены изоляционные цилиндры 10 и изоляционная шайба 11. Экранирующие кольца 4 перемычкой 12 подключены к крайнему по всей окружности витку Зв спирали "в", концевые участки вит 1830551коа Зг, Зб, За соседних спиралей г, б, асмещены по окружности и закрыты крайнимвитком Зв от экранирующих колец 4, Опор-.ное кольцо 5 примыкает по всей ширине кэкранирующим кольцам 4 и выполнено 5сплошным и электрически однородным по.асей высоте и окружности, за исключениемотверстия б для вывода А В Н 7, окруженногосоосными выводу изоляционными цилиндрами 13. 10Между опорным кольцом 5 и соединениями 8 установлен дугообразный элементизоляции 14, исключающий пробой на соединение 8,При действии на вывод А 7 грозового 15импульса напряжения на крайнем витке Звобразуется электрическое поле, имеющеерадиальную 15 и осевую 16 составляющиенапряженности. Благодаря размещениюконцевь 1 х витков Зв, Зг, Зб, За по изобретению исключено большое напряжение междузкранирующим кольцом 4 и соседним витком (соседним является только виток Зв, ккоторому. подключено кольцо) и осевая напряженность 16 в несколько раз ниже, чем 25в известной конструкции- это обеспечиваетсниженную суммарную напряженность накрайнем витке и кольце и позволяет уменьшить расстояние между обмотками ВН и РОи исключить электрические разряды между 30обмотками.В плоскости симметрии (фиг. 1 и 4) между верхней и нижней частями трансформатора образуется электрическое поле,проникающее через среднюю часть РО к 35соединениям 8.Выполнение опорного кольца 5 по изобретению придает ему дополнительнуюфункцию барьера на пути разряда в плоскости симметрии. Испытания показали, что 40большая длина силовой линии 17 сама посебе не исключает разряда по этой линии,т.к. разряд носит характер лавинообразногопроцесса, Этот процесс начинается с соединительного проводника 8, на поверхности 45которого образуется микрообъем поля с увеличенной напряженностью Е 1, под действием которой из проводника в жидкуюизоляцию выходят электроны общим заря- .дом 01 и прилипают к молекулам жидкости, 50Далее по мере быстрого роста грозовогоимпульса указанные молекулы жидкостибыстро смещаются по силовым линиям микрополя Е 1 и образуют микрообъем с уменьшенной плотностью вещества (газовый 55пузырек диаметром доли миллиметра).При дальнейшем росте грозового импульса диаметр пузырька напряженностьЕг, заряд 02 и сила Р 2- Е 202 увеличиваютсяи вытягивается отросток - острие с напряженностью Ез и зарядом Оз. С отростка формируется стример с напряженностью Е 4 и зарядом 04, который пробивает промежуток между проводником 8 и ближайшим барьером. Процесс разряда представляет движение заряда О как бы на подвижном острие. На барьере образуются заряды, нейтрализующие принесенный процессом заряд О, т.е. разряд не распространяется вглубь в межобмоточное пространство,Этот эффект барьера позволяет приблизить стенку бака к РО 2 и получить дополнительный эффект снижения электростатического потенциала на РО в момент переключения с точки Хр в точку Ар, когда РО отключают от Х - это исключает пробой в переключателе (Хр - конец РО, Ар - начало РО, Хв - конец обмотки ВН, а Х - вывод на нейтраль нэ переключающем устройстве).Подключение экранирующих колец 4 к крайнему по всей окружности витку Зв дало воэможность примкнуть это кольцо к краю РО 2 и обеспечить хорошую опорную поверхность. Далее опорное кольцо 5 примыкает к кольцам 4 по всей ширине - это вместе образует надежную опору по всей высоте РО и создает повышенную механическую стойкость РО при импульсах тока (при коротких замыканиях в сети, вусках мощных двигателей, включениях).Заявляемое техническое решение испытано на полноразмерной модели МТ - 330. Испытания показали, что решение позволяет уменьшить .в 1,3 раза расстояние между обмотками ВН и РО и размеры продольной изоляции, что обуславливает снижение затрат на изготовление трансформатора.Формула изобретения Силовой трансформатор высокого напряжения, содержащий бак, в котором установлены обмотка высокого напряжения и регулировочная обмотка, состоящая иэ верхней и нижней половин с одинаковым количеством витков, экранирующие кольца, примыкающие к средней части половин регулировочной обмотки, изоляционное опорное кольцо, вывод высокого напряжения, выходящий из середины обмотки высокого напряжения и проходящего через отверстие в опорном кольце, соединения между верхней и нижней половинами регулировочной обмотки, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью уменьшения габаритов и повышения стойкости при импульсах напряжения и тока, путем увеличения электрической и механической прочности изоляции в средней части регулировочной обмотки, экранирующее кольцо подключено к крайнему по всейокружности витку одной спирали, концевые участки витков соседних спиралей смещены по окружности и закрыты крайним витком от экранирующего кольца, а опорное изоляционное кольцо примыкает по всей ширинек экранирующим кольцами и выполненоэлектрически однородным по всей окружности.Составитель О. Рязановаехред М. Моргентал ектор ор Н. Ревская Ре кто Н. Егнэт "Патент", г, Ужгород, ул.Гательский ком инатПроизводственно-изд . да р оровмп иГКНТСССРаказ 2523нного комитета по ифоВНИИПИ Государс венно ям и113035, Москва,агарина, 101