ТРАНСФОРМАТОР

Полезная модель относится к электротехнике, в частности, к силовой электротехнике, и может найти применение в трансформаторах с симметрирующим эффектом, предназначенных для железных дорог на переменном токе.
Известен трансформатор, содержащий трехстержневую магнитную систему, две первичные обмотки фаз и две вторичные обмотки фаз, при этом все обмотки фаз размещены на крайних стержнях магнитной системы; начало первичной обмотки фазы, размещенной на одном крайнем стержне, электрически соединено с концом первичной обмотки фазы, размещенной на другом крайнем стержне; одноименные концы двух вторичных обмоток фаз электрически соединены между собой, образуя «неполнофазную» звезду; первичные и вторичные обмотки фаз на каждом из двух стержней расположены поэтажно на одном концентре [Л.1].
Описанное в [Л.1] расположение обмоток позволяет выполнить трансформатор компактным с минимальной массой и габаритами.
Недостатком такого трансформатора является значительная величина напряжения короткого замыкания, определяющая повышенное потребление реактивной мощности, а также высокая себестоимость изготовления. Последняя объясняется тем, что на стыках поэтажно расположенных обмоток фаз возникают значительные по величине радиальные поля рассеяния, которые, в свою очередь, создают потери от вихревых токов. Для минимизации указанных потерь применяют дорогостоящие транспонированные провода, которые и определяют повышенную себестоимость изготовления трансформатора.
Полезной моделью решается задача создания трансформатора, лишенного указанных выше недостатков, характеризующегося относительно
низким потреблением реактивной мощности и относительно низкой себестоимостью изготовления.
Для решения поставленной задачи в трансформаторе, содержащем трехстержневую магнитную систему, две первичные обмотки фаз и две вторичные обмотки фаз, при этом все обмотки фаз размещены на крайних стержнях магнитной системы; начало первичной обмотки фазы, размещенной на одном крайнем стержне, электрически соединено с концом первичной обмотки фазы, размещенной на другом крайнем стержне;
одноименные концы двух вторичных обмоток фаз электрически соединены между собой, образуя «неполнофазную» звезду, предложено, согласно настоящей полезной модели, обмотки фаз разместить концентрически относительно друг друга таким образом, что первичные обмотки фаз на каждом из двух указанных стержней расположены на одном концентре, а вторичные обмотки фаз на каждом из этих стержней расположены на другом концентре.
Полезная модель поясняется на примере выполнения чертежами, на которых представлены: на фиг.1 схематически изображена активная часть заявляемого трансформатора; на фиг.2 - электрическая схема соединения его обмоток.
Трансформатор содержит магнитную систему 1 с тремя стержнями: 2, 3, 4, из которых стержни 2 и 4 являются крайними, а стержень 3 -средним.
На крайних стержнях 2 и 4 размещены две первичные обмотки фаз 5 и 6, а также две вторичные обмотки фаз 7 и 8. Начало первичной обмотки фазы 5 электрически соединено с концом первичной обмотки фазы 6. Одноименные концы обмоток фаз 7 и 8 электрически соединены между собой, образуя «неполнофазную» звезду.
Как видно из фиг.1, на каждом из крайних стержней 2 и 4 обмотки фаз расположены концентрически относительно друг друга. Так, на
стержне 2 на первом, ближайшем к этому стержню концентре, расположена первичная обмотка фазы 5, а на втором концентре - вторичная обмотка фазы 7. На стержне 4 на первом, ближайшем к этому стержню концентре, расположена первичная обмотка 6, а на втором концентре -вторичная обмотка 8.
Таким образом, на каждом из стержней 2 и 4 первичная обмотка фазы расположена на первом от стержня концентре, а вторичная обмотка - на втором концентре.
Как отмечалось ранее, указанное концентрическое расположение обмоток в трансформаторе позволяет в сравнении с их поэтажным расположением:
уменьшить напряжение короткого замыкания более чем в 10 раз и, соответственно, во столько же раз уменьшить потребление реактивной энергии;
аннулировать места концентрации добавочных потерь, благодаря чему применить обычные (дешевые) провода в обмотках и, соответственно, снизить себестоимость изготовления трансформатора.
В настоящее время в соответствии с заявляемым решением на одном из трансформаторных заводов России заканчивается разработка рабочей документации на специальный трансформатор мощностью 6300кВА.
Литература:
1. Симметрирование токов и напряжений на действующих тяговых подстанциях переменного тока /Б.М.Бородулин, Вестник ВНИ-ИЖТ, 2003 г., №2, рис. 1.