Электромагнитное устройство

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 6 с 51) Н 01 Г 27/ ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ГОСУДАРСПР Ел Д АМ ИОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ2. Устройс ч а ю щ е е с уменьшения тр трансформатор жухов отводов копроводов ра роны междуфаз отводов,во по п.1, о т л я тем, что, с це нспортных габаритэлементы крепле к баку и к кожуха положены по разны ых перемычек кожу о-фсто 3. Устройст Ч а ю щ е е с уменьшения объ установки, эле хов отводов к проводов распо междуфазных пе п,1, о т что, с нтажа на креплени к кожух по одну ек кожухоо потем ма мо енты аку и ожены ремыч елью есте кожу- токо торон отводов.(56) 1. Трансформаторы силовые, Общие технические условия. ГОСТ 11677-752. Двоскина Л.И."Иногоамперные сое" динения и выключатели генераторного напряжения мощных турбогенераторов"-. "Энергохозяйство за рубежом", И 2, Изд-во, "Энергия". 1978.(54)(57) 1. ЭЛЕКТРОИАГНИтнок УСТРОЙСТВО, состоящее из трехфазного силового трансформатора, содержащего бак, обмотку, соединенную в треугольник, отводы и вцводц этой обмотки текопроводов, заключенных в токо- проводящие кожухи на каждой Фазе, концы токопроводящего кожуха со стоРоны трансформатора соединены между . собой воздуховодами, а с другой сто" роны - токопроводящими связями, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения КПД, уменьшения расхода материалов и повышения предельной мощности, устройство снабженотокопроводящими кожухами отводов, выполненными в виде труб на каждойФазе, гальванически соединенных между собой трубчатыми междуфазнымиперемычками, токопроводящие кожухиотводов, внутри которых расположеныотводы, прикреплены к баку трансформатора, и гальванически соединены с кожухами токопроводов.но и вызывает потери .и нагревы в металлоконструкциях;б) имеются значительные электро- динамические усилия между шинами отводов, а также на угловых участках и концах токопровОда;в) имеются значительные, возрастающие с ростом мощности трансФорматора, трудности размещвния отводов внутри бака, так как пространство, в котором они могут быть расположены, ограничено железнодорожным га" баритом. Целью изобретения является повыше15 ние КПД, уменьшение расхода материалов и повышение предельной мощностиПоставленная цель достигается тем что электромагнитное устройство, состоящее из трехФазного силового трансФорматора, содержащего бак, обмотку, соединенную в треугольник,отводы и выводы этой обмотки токопроводов, заключенных в токопроводящие кожухи на каждой Фазе,концы токопроводящего кожуха состороны трансФорматора соединенымежду собой воздуховодами, ас другой стороны - токопроводящимисвязями, снабжено токопроводящими ко. жухами отводов, выполненными в виде труб на каждой Фазе, гальванически соединенных между собой трубчатыми междуФазными перемычками, токопроводящие кожухи отводов, внутри которых расположены отводы, прикрепле" ны к баку трансФорматора и гальванически соединены с кожухами токо- проводов. 1030866 .ъИзобретение относится к электротехнике, более конкретно - к силовымтрансФорматорам и токопроводам, дляобъединения которых в заявке используется понятие "устройство электромагнитное" ( сокращенно: "устройство"Известны силовые трансФорматорыэлектромагнитных устройств, содержащие обмотки, которые подключаются квнешней цепи с помощью токопроводов.Отводы такой обмотки располагаютсявнутри бака трансФорматора и выполняются в виде отдельно расположенныхшин, Токопровод располагается внетрансФорматора. Отводы и токопроводсоединяются через выводы трансформатора 1Недостатками указанного устройст"ва являются наличие магнитного полявокруг отводов, выводов и токопровода, которое вызывает потери электроэнергии в металлоконструкциях,их нагрев, а также электродинамические усилия между токоведущими частя"ми при коротких замыканиях. 25Наиболее близкими к предлагаемомуявляются трехФазные устройства, работающие совместно с мощными генераторами электростанций 21.В трансФорматорах таких устройств30имеется обмотка низшего напряжения( обмотка НН ), соединяемая в треугольник. Эта обмотка часто выполняетсядвухслойной с разным направлениемнамотки слоев, что позволяет укоротить отводы и скомпенсировать магнит.ное поле начала и конца обмотки, таккак они расположены рядом и их токинаправлены встречно,40 45 50 55 В токопроводах указанных устройств шины, несущие рабочий ток, поФазно экранированы трубчатыми(обычно алюминиевыми )кожухами. Концы трех Фаз кожухов соединены токопроводящими связями. Кожух и связи об" разуют трехФазную электрическуюцепь по которой протекают индуктированные токи, в значительной мере компенсирующие магнитное поле рабочих токов, В качестве связи со стороны трансФорматора обычно используют воздуховод системы охлаждения токо- провода.Известное устройство имеет следующие недостатки:а) магнитное поле отводов и выводов трансФорматора, а также связей токопровода, нескомпенсироваДля уменьшения транспортных габаритов трансФорматора элементы креп" ления кожухов отводов к баку и к кожухам токопроводов расположены по разные стороны междуФазных перемычек кожухов отводов.Для уменьшения объема монтажа на месте установки элементы крепления кожухов отводов к баку и к кожухам токопроводов расположены по одну сто. рону междуФазных перемычек кожухов отводов,Введение в устройство новых элементов - токопроводящих кожухов ,отводов, гальванически соединенных с кожухами токапрюводов, приводит к тому, что по кожухам отводов протекают индуктированные токи, При рас-. положении отводов внутри кожУхов от3 10водов магнитное поле индуктирован-ных токов, в отличие от прототипа,компенсирует не только поле шин токопровода, но и поля отводов и выводов, Тем самым в значительной мереустраняется недостаток, указанный впункте "а",При выполнении отводов разных Фази междуФаэных перемычек в виде коаксиалъных труб будет иметь место более полная компенсация указанных магнитных полей ( т,е, будет более пол"но устраняться недостаток, указанныйв пункте "а" ) и уменьшение электродинамических усилий ( т.е. в значительной мере устранится недостаток,укаэанный в пункте "б",),При расположении разъемных элементов крепления кожухов отводов кбаку и кожухам токороводов по первому варианту, т.е. по разные стороны междуФазных перемычек, последние совместно с заключенными в нихотводами располагаются вне полостибака. Этот признак исключает влияниежелезнодорожных габаритных ограничений, так как отводы могут быть выполнены любых нужных размеров, ана время перевозки трансформаторак месту установки отводы вместе скожухами могут быть сняты с трансФорматора и отправлены отдельно. Темсамым устранится недостаток, ука"ванный в пункте "в".В будущем при освоении новых способов перевозки крупных трансФорматоров, например, шоссейным или воднцм путем, габаритные ограничения могут значительно ослабнуть: или их не будет совсем. В этом случае недостаток, указанный в пунте "в" ис" чезнет сам собой, в связи с чем не будет нужны выносить отводц с кожухами аа пределы бака и демонтировать их на время перевозки, что по сравнению с первым вариантом приведет к уменьшению объема монтажа устройства на месте установки. В этом случае целесообразно испольэовать второй вариант расположения разъемных элементов крепления кожухов отводов в баку и к кожухам токопроводов, т,е. по одну сторону междуФазных перемычек.Полное или частичное устранение недостатков, указанных в пунктах "а""б" и "в:, повышает КПД устройства, снижает расход материалов, повышает 30866 4предельную мощность трансФорматора,уменьшает его транспортные габариты.На Фиг. 1 изображена принципиальная схема предлагаемого устройствана Фиг,2 - вариант выполнения устройства; на Фиг.3 - разрез А-А нафиг.1 и 2 на Фиг,4 - разъемноеизоляционное соединение; на Фиг,5 пример конструктивного выполнения;10на Фиг.б и 7 - токопроводящее соединение; на Фиг,8 и 9 - потенциальноесоединение; на Фиг,10-обозначенияи положительные направления токов;на Фиг.11 - векторная диаграмма то"ков; на фиг. 12 и 13 - векторные5 диаграммы для определения полноготока отводов (и кожухов отводов);на Фиг, 14 - блок отводов в транспортном состоянии.На иэображениях и в описании циФровые обозначения (номера позиций ),элементов конструкции при необходи-.мости дополнены буквами, буквы а,б,с указывают на принадлежность данного элемента Фазам А.В, или Сдополнения из двух букв -ав или всозначают, что данный элемент связывает Фазы А и В соответственно.Электромагнитное устройствосостоит из масляного трансФорма 30 тора 1 и токопровода 2 с воздушнымзаполнением (Фиг,1 и 2 ), ТрансФорматор содержит первичную обмотку 3,соединенную в треугольник и подключенную к выводам 4 с помощью трубчатых отводов 5 и гибких связей 6 и 7а также вторичную, обмотку 8, соединенную в звезду с нулевым проводом,что обеспечивает стандартную схемуи группу соединений У(ДОбмот"40 ка 3). Обмотка низшего напряжения.балки.,Электромагнитное устройство снабжено токопроводящими кожухамивнутри которых размещены отводы, вы"полненными в виде труб 11.11,110 на каждой Фазе, соединенньх междусобой трубчатыми междуФаэнцми перемычками 11 , 116 .Группы коаксиальных труб 5, 51181 и 5 х 5, 11 вс Фиксируютсяотносительно друг друга, например,изоляционными рейками 12 (Фиг.3 ).Токопроводы 2, соединяющие выводь,4 трансФорматора 1, расположенного1030866 а 5 х ф)5 5 сф 11 с 46 14 Вс баке 13 с выводами 1 Ч генератора15, содержат шины 16 и токопроводя-щие трубчатые кожухи 17 концы которых со стороны генератора 15 соединены токопроводящими связями 18,а со стороны трансформатора 1 - воздуховодами 1.9,Кожухи 11 и 17 воздуховоды 19 ибак 13. связаны друг с другом с помощью Фланцевых соединений, которые.по признаку электропроводности делят.ся на изоляционные (фиг.4 и .5) игальванические. Последние могут, бытьтокопроводящими(фиг,6 и 7 ) или потенциальными.(Фиг.8 и "9 ). Электрическаяизоляция в соединении первого видаобеспечивается, например, с помощьювтулок 20 из электроизоляционного материала, например из стеклопластика(фиг.5 ). Токопроводящие соединенияпредназначены для пропускания токаблизкого к линейному, например, погибким шинам 21, равномерно расположенным по периметру фланца (Фиг.7)Потенциальные соединения, содержащие гибкую шину 22 (Фиг.9 ), предназначены для заземления элементов11, 17 и 19 на бак 13. Принадлежность Фланцевых соединений к тому или иному виду ясна из Фиг. 1 и 2.,В первом варианте устройства(фиг,1 фланцы 23, соединяющие кожух 11 с баком 13, и фланцы 24, соеди" няющие кожух 11 с кожухами 17, расположены по разные стороны перемычек 11 и 11 с .во втором вариантеав ЕСфустройства (Фиг. 2) указанные фланцевые соединения расположены по одну сторону перемычек 11, и Наличие гальванических токопроводящих Фланцевых соединений 24 обеспечивает создание трехфазной цепи, состоящей из кожухов 11, 17 и связей 18. При работе устройства под нагрузкой в этой цепи протекают индуктированные токи, примерно равные и противоположно направленные но отношению к соответствующим токам шин 16, т.е, линейным токаи .стороны ННОбозначим;3 Э 1 - Фазные токи стороны.,НН;.а вФ "сфЭ3 - индуктированные токи в б 81 снцепи кожухов; токи соответствующих частей устройства например,д уток шины 5)5 Устройство предназйачено для работы в симметричном трехфазном режиме.Рассмотрим указанный режим, пренеб 1регая небольшими отличиями токовЗси "Зм 2 3 В ис и-с1 О Принятые положительные направлениятоков во времени обозначены нафиг10 стрелками, а положительноенаправление в пространстве - стрелкой со знаком плюс, Для определения15 полных токов групп труб 5 х 5 11 рви 5 г, 52, 11 В , определяющих резуль-тирующее магнитное поле, необходимосложить токи труб, используя соответствующие вектора из диаграммы, .2 Офиг. 11 и беря их со знаком плюс, если принятое положительное направление тока во времени совпадает с положительным направлением в пространстве, и со знаком минус в противном2 з случае. Из построения (фиг.12 и 13 )видно, что в каждой из указанныхгрупп труб вектора токов образуютзамкнутый треугольник, т,е. полный .ток каждой группы равен нулю. ЭтоЗоозначает, что при коаксиальном расположении. труб в каждой группе магнитного поля вне кожуха 11 нет,Сочлененные между собой выводы 4,отводы 5 и кожухи 11 составляют кон".структивно единое целое, или блок от"воров, который при выполнении устройства по первому варианту (фиг.1)можно транспортировать с завода изготовителя на место установки отдельно от трансформатора. Для этогонужно отсоединить связи 6 и Фланцы23 и 24, залить блок маслом и герметизировать его транспортными заглушками 25 и 26 (Фиг. 14), Отдельнотранспортируются также элементы 16-184В предлагаемом устройстве магнит-ные гюля начал и концов обмоток,отводов, выводов и токопровода, т.е,всего тракта от обмотки НН до генератора ( за исключением перемычек кожухов токопровода,расположенных у гене"ратора),оказываются полностью или в значительной мере скомпенсированными.В зависимости от объема исполь-,зования изобретения экономическийз эффект оцениваефся в пределах 1050 тыс.руб. в год.Гб Составитель Д.ЧиркинаРедактор А, Л 6 андор Техред В.далекорей Корректор А,ТяскоВЕ М 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектна Заказ 5223(52ВНИИПИ Государстпо делам изоб113035, Москва,Тираж 703нного комитетаетений и откры35, Раущская нв еев вефаее е ПодписноСССРий