Дисковая обмотка трансформатора

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ1739665 Союз СоветскихСоциалистическихРеспубимк ное к авт. свил-ву0 1. 78 (21) 2 566 95 1/24-07(088.8) ата опубликования описания 09 72) Автор изобретени олюк(71) Заявител А ТРАНСфОРМАТ ДИСКО ет ков. рхами- боль- напряежду к У Изобретение относится к электронике, а именно к дисковым переплетенным обмоткам высокого напряжения силовых трансформаторов и реакторов, которые подвергаются в эксплуатации и при испытаниях действию грозовых импульсов перенапряжений.Известен ряд конструкций переплетенных обмоток, общими признаками для которых являются наличие переходов между парами катушек и переходов между катущ 1 О ками пары, при этом внутренняя поверхность обмотки образуется лишь витками, примыкающими к переходам между катушками лары.15В частности известны обмотки, наружная поверхность которых образована витками, примыкающими к переходам между парами катушек 111, Недостатки такой обмотки - большая амплитуда межкату 20 шечных перенапряжений в середине радиального размера обмотки, увеличенное напряжение между противолежащими витками пар катушек, которое равно трем катушечным напряжениям, что требу увеличения межкатушечных промежутИзвестны обмотки, наружная пов ность которых образована витками, мыкающими к переходам между кат пары 21Недостатки этих обмоток те же шая амплитуда межкатушечных пере жений в середине радиального разм обмотки, увеличенное напряжение м прямо противолежацими витками па е.Известна также дисковая обмотка трансформатора, состоящая из последовательно соединенных пар переплетенных катушек, внутренняя поверхность которой образована витками, примыкающими к переходам между катушками пар, а наружная - витками, примыкаюшими к переходам между парами катушек и к переходам между,катушками пар 3, Такая обмотка являет-ся наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому эффек3 7396Недостатки обмотки - увеличенное напряжение между противолежащими виткамипар катушек, наличие незаполненного витком пространства 1 в середине катуцкикаждой пары, что снижает заполняемостьобъема обмотки активным материалом.:Бель изобретения - увеличение коэф.Фдциетгга заполнения обмотки витками иуменьшение величины продольной изоляции за счет уменьшения напряжения между противолежащими витками пар катушеки снижения амплитуды межкатушечныхперенапряжений,Указанная цепь достигается тем, чтов дисковой обмотке трансформатора, состоящей из последовательно соединенныхпар переплетенных катушек, внутренняяповерхность которой образована витками,примыкающими к переходам между катушками пвр, а наружная - витками, примы- щокаощими к переходам между парами катушек и к переходам между катушкамипвр, пары катушек, наружные витки которых примыкают к переходам между парами, чередуются с парами катушек, на- д 5ружные витки которых примыкаот к переходам между катушками пар.На фиг. 1 изображена схема переплетения витков в катушках; на фиг. 2 - схема расположения наружных витков в парекатушек обмотки; на фиг. 3 - схема расположения наружных витков соседней парыкатушек обмотки; на фиг. 4,5,6,7 - схемы,объясняющие взаимодействие перенапряжений в парах катушек. Обмотка состоитиз последовательно соединенных пар переплетенных катушек, каждые две из которых содержат витки 1 32, переход.33 ипереход 34.На фиг. 1 видно, что в верхней парекатушек наружными являются витки 1 и16, примыкающие к переходам 33, а в соседней нижней паре наружные витки 24 и25 примыкают к переходу 34.На фиг. 2 видно, что наружные витки 41 и 16 примыкают к переходам 33 и поверхность пары катушек образуется, в основном, названными витками; 35 средняя точка вятка 1; 36 - средняя точка витка 16.На фиг. 3 наружные витки 25 и 24 примыкают в переходу 34 и поверхность этойсоседней пары катушек образуется, в основном, данными витками; 37 - средняя, гочка витка 25; 38 -.средняя точка витка 24.На фиг, 1 также видно, что стационарные напряжения между прямопротиволежащими витками между парами катушек не 65 4превышают напряжения двух катушек (разности 20-5 = 15, 28-13 = 15, 19-6=13 27-14=13, 18-7=11, 26-15=11, 17-8=9, 25-16=9, напряжение двух катушек равно 16-1=15 витковым напряжениям). Незаполненные места внутри и снаружи катушек отсутствуют.Для объяснения полученного физического эффекта дана схема (фиг. 4) замещения пары катушек, от которой отключены полувитки 1-35 и 16-36 дпя придания схеме симметрии. На этой схеме жирной пинией обозначены витки одной ветви, показаны емкости витков через промежуток между катушками и емкости между витками внутри катушки; 39 и 40 - импульс "ЭДС Е.Схема на фиг. 4 разделена на две подсхемы (фиг. 5 и 6) путем разделения исходных ЭДС на два воздействия, одно извоздействий дано на фиг, 5, другое на фиг, 6 (41-ЭДС 0,5 Е; 42-ЭДС - 0,5 Е). На фиг. 5 получаем первую составляющую перенапряжений, здесь емкости внутри катушек не участвуют в процессе, так как напряжения на них равны нулю, направление тока Э 4 показано стрелками. На фиг. 6 получаем вторую составляющуюперенапряжений, здесь токи Эимеютпротивоположные направления в ветвяходной и той же катушки и их магнитныепотоки взаимно компенсируются.На фиг. 7 показана схема замещения,воспроизводящая первую составляющуюперенапряжений в предложенной обмотке.Эта схема состоит из схем фиг. 5, к которой добавлены возбужденные токами Эполувитки 1-35, 16 36, 25-37, 24-38(схемы фиг. 4,5,6 отражают процесс впаре катушек без этих полувитков, нафиг. 7 эти полувитки возвращены вместес токами, в полувитках представлена основная составляющая тока). Попувитки1-35 и 16-35 образуют виток, в которомток протекает от начала к концу и создает положительный магнитный поток, охватывающий все витки обеих пар катушекпопувитки 25-37 и 24-38 образуют витокс током, протекающим от конца к началуи создающим: грицатепьный магнитный поток, также пронизывающий витки обеихпар катушек. В результате напряжения отдействия потоков этих витков вычитаются,что приводит к снижению перенатрцжений в обеих парах катушек.Дпя осуществления переходов, как видно на фиг. 2 и 3, внутренние витки такжевыходят на поверхность малыми участками. В предложенной конструкции в пределах2-4-х пар катушек сумма наружных частей витков, примыкающих к переходам между парами катушек, равна сумме частей витков, примыкающих к переходам между катушками пары.Физическим эффектом определяется и технико-экономический результат, который заключается в уменьшении межкатушечных промежутков, увеличении заполнения витками объема обмотки на 2-34,о 16 снижении веса трансформатора на 5-10% и снижении потерь в обмотках.Формула изобретения15Дисковая обмотка трансформатора, состоящая из последовательно соединенных пар переплетенных катушек, внутренняя поверхность которой образована витками, Ю примыкающими к переходам между катуш-. ками пар, а парус,ная - витками, примыкающими к переходам между парами катушек и к переходам между катушкамипар, отл ичающ а яс ятем, чтосцелью увеличения коэффициента заполненияобмотки витками и уменьшения величиныпродольной изоляции за счет уменьшениянапряжения между прямо противолежащимивитками пар катушек и снижения амплитуды межкатушечных перенапряжений, парыкатушек, наружные витки которых примыкают к переходам между парами, чередуются с парами катушек, наружные виткикоторых примыкают к переходам междукатушками пар.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент ФРГ % 1563349,кл. 216 49, 1966.2. Патент ФРГ Ио 1613693,кл, 21 д 49, 1967.3. РТМ 16-800 376-76 "Трансформаторы силовые общего назначения, Параметры продольной изоляции обмоток110-750 вК", черт. 8,Фи 7тавитель А, Панибраед Ж. Кастелевич" Вигул ое аказ 3 053/9 Тираж 844 ПодписиПНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4Филиал ППП "Патейт, г. Ужгород ул, Проектная