Электроиндукционное устройство

.ЯО.И 70672 4 Н О 1 Р 27/3 Р 1. Д";1 Ц ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 13," 13вР 1 ".ойст содержит обмотку высшего (ВН) 1, состоящую иэ нату лненных из витков 3.1,яжени2, вып едоваткий ивыра врмато олне бп, чную алов ку 5, в6.2,межобморо в - цилиндрого напряжениянапрязенностисредний витоксоединен перемьвитком обмоткиприлегающий кцилиндр 10 приа последующиеот другого наравное 3-6 мм,размер мехобмо(54) ЭЛЕКТРОИНДУК Изобретение ике, в частн аторам и ре действию г Цель иэобре расхода мафор имс ний.шенин радиал ьного оляции и у, ной ОСУДАРСТВЕННЫИ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетельстк 900326, кл. Н, 01 Р 27/32 ЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО относится к электрости к силовым транкторам, подвергаюоэовых перенапряжеения состоит в уменьериала эа счет умень- размера мекобмоточрощении конструкции.11 ЮЭ мезжатушечных каналовУю однослойную обмотную иэ витков 6.1,охлаядающий канал 7,изоляцию 8 иэ чередую 9 и картонных барьев 10, обмотку 11 ниэше(НН). Для уменьшенияна охлалдающем канале 7выравнивающей обмоткичкой 12 со среднимВН 1. Это позволяетвыравнивающей обмотке 5блиэить к ней вплотную,цилиндры удалить одинодинаковое расстояние,что уменьшает на 107точной изоляции, 8 ил.Изобретение относится к электротехнике, в частности к силовым трансформаторам и реакторам, подвергающимся действию грозовых перенапряже 5 ний.Целью изобретения является экономия материалов и упрощение конструкции за счет уменьшения радиальных равмеров межобмоточной изоляции. 10На фиг.1 схематично показано пред лагаемое электроиндукционное устройство; на фиг.2 - график распределения напряжения по обмотке ВН и по выравнивающей обмотке, на фиг.3-5 - 15 расчетная модель электроиндукционного устройства для определения электрического поля в межобмоточной изоляции; на фиг.6 - кривая возрастания запаса электрической прочности эле. 20 мента изоляции возле выравнивающей обмотки, на фиг.7 и 8 - схема соеди. нения выравнивающей обмотки с обмоткой ВН.Электроиндукционное устройство содержит обмотку 1 высшего напряжения (ВН), состоящую из катушек 2, выполненных из витков 3.1, 3.2, , З.п и межкатушечных каналов 4, выравнивающую однослойную обмотку 5, выпол- З 0ненную иэ витков 6.1, 6.2, , 6.п, канал 7, межобмоточную изоляцию 8 из чередующихся каналов 9 и картонных барьеров (цилиндров) 10, обмотку 11 низшего напряжения. 35Средний виток выравнивающей обмотки 5 соединен перемычкой 12 со средним витком обмотки 1.Ступенчатый график 13 (фиг.2) показывает распределение напряжения по 40 обмотке ВН, а график 14 - прямолинейное распределение напряжения по выравнивающей обмотке, буквой Н (фиг.1) обозйачена высота, приходящаяся на одну катушку части обмотки ВН, а бук вой Ь - высота одного витка выравнивающей обмотки.На фиг.3-5 показана расчетная модель для определения электрического поля в межобмоточной изоляции в трех ситуациях, где 15 - область изоляции в сечении, линии 16-19 представляют собой соответственно обмотки низшего и высшего напряжений, нижний торец унейтрали и линию напротив линейного вывода обмотки ВН.Расчетная модель на фиг.З отображает основную составляющую электрического поля, создаваемого в изоляции выравнивающей обмоткой с напряжением 14, вдоль радиальных линий 20образуется равномерное распределениенапряжения 21 в изоляции,Расчетная модель на фиг.4 отображает дополнительную составляющуюэлектрического поля, создаваемую визоляции током распределения 22. Этасоставляющая существует только в небольшой верхней части изоляции.На фиг.5 расчетная модель отображает дополнительную составляющуюэлектрического поля, создаваемую визоляции обмоткой ВН при отсутствиивыравнивающей обмотки, она создаетсяразностью 23 напряжений 14 и 13, разность 23 знакопеременная, поэтомуобласть 15 изоляции разделяется линиями 24 нулевого потенциала на полоски 25, в которых поле распределяетсятолько вблизи границы 17 (представляющей обмотку ВН) на расстояние Н/2от обмотки ВН (выравнивающая обмоткатакого поля не создает, что и даетвозможность разместить крайний барьер (цилиндр) 10 плотно прилегающимк ней).При прилегании крайнего барьера 1 Ок выравнивающей обмотке 5 происходитскачкообразное (фиг.6) возрастаниезапаса электрической прочности элемента изоляции возле выравнивающейобмотки.Из эпюры 21 (фиг.3) видно, чтовдоль радиальной линии 20 напряженность Е постоянна.Согласно кривой возрастания нафиг,6 видно, что с уменьшением масляного канала (приблизительно крайнегобарьера к выравнивающей обмотке) запас электрической прочности элементаизоляции возле выравнивающей обмоткирезко увеличивается, что подтверждено испытаниями.На фиг.7 представлено соединениеобмотки ВН из двух параллельных ветвей, а на фиг.8 соединение обмоткиВН, состоящей из одной ветви. Соединение 12 между электрически среднимивитками размещено в охлаждающем канале между обмотками 1 и 5, если обмотка ВН имеет две параллельные ветви,то соединение 12 выполняется толькоот среднего витка одной из ветвей.В существующих электроиндукционныхустройствах изоляционные каналы визоляции неодинаковы, меньшая их толщина порядка 7-10 мм находится у об13706 мотки, остальные слои имеют увеличенную толщину, крайний цилиндр отстает от обмотки.Такое соотношение толщин слоев5 масла вызвано составляющей поля (фиг.5): возле обмотки напряженность поля увеличена, поэтому уменьшают до 7-10 мм толщину этого канала, ибо допустимая напряженность канала повышается при уменьшении его толщины, но плотное прилегание крайнего барьера (цилиндра) к обмотке недопустимо, последующие слои масла имеют увеличенную толщину, так как на них действует уменьшенная напряженность.Соединение выравнивающей обмотки с обмоткой высокого напряжения по средним по напряжению виткам позволило в два раза снизить напряжение в охлаждающем канале при коротких замыканиях и соответственно в два раза уменьшить ширину охлаждающего канала и приблизить вплотную к выравнивающей обмотке первый цилиндр межобмоточной 25 изоляции, что исключило необходимость выполнять каналы между остальными цилиндрами разной ширины и принять одинаковую ширину для всех каналов, минимальнодопустимую по условиям охлаждения.В сочетании все эти признаки обеспечивают уменьшенное межобмоточное расстояние, соответственно уменьшаются диаметры обмотки высокого напряжения, выравнивающей обмотки и цилиндров, что снижает расход материалов.В предлагаемом устройстве благодаря наличию выравнивающей обмотки напряженность распределяется равно мерно (эпюра 20), что позволило все слои масла выполнить одинаковыми с оптимальной толщиной 3-6 мм, при этой толщине допустимая напряженность всех 724слоев масла увеличена. Эта толщина еще обеспечивает циркуляцию масла в слоях, что создает благоприятные условия для изоляции, элементарные объемы масла не постоянны, а только определенный промежуток времени находятсяв зоне наибольшего напряжения и йапряженности благодаря перемещению.Крайний барьер (цилиндр) плотно прилегает к выравнивающей обмотке что повышает в несколько раз допустимую напряженность этого элемента изоляции. Кроме того, прилегающий цилиндр служит механической опорой и технологической оправкой для выравнивающей обмотки при ее намотке. формула изобретения Электроиндукционное устройство, преимущественно трансформатор, содержащее катушечную обмотку высокого напряжения, однослойную выравнивающую обмотку, гальванически соединенную через охлаждающий канал с обмоткой высокого напряжения, обмотку низкого напряжения и межобмоточную изо" ляцию из концентрично установленных между выравнивающей обмоткой и обмоткой низкого напряжения цилиндров иэ диэлектрика, разделенных вертикальными каналами, о т л и ч а ю щ е е - с я тем, что, с целью экономии мате. риалов и упрощения конструкции эа счет уменьшения радиальных размеров межобмоточной изоляции, соединение выравнивающей обмотки с обмоткой высокого напряжения выполнено между средними по напряжению витками, при этом смежный с выравнивающей обмоткой цилиндр прилегает к ее виткам, а остальные цилиндры межобмоточной изоляции равноудалены друг от друга.370672 г,У с,7 ь Ф.ЧиркинаХодаиич Корректор СоставитТехред едактор Ю.Серед ейи аказ 423 50 Производственно-полиграфическое предприятие, ю. Ухгород, ул. Проектная, 4/ Тирах 746 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Рауш