ТРЕХФАЗНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР

Полезная модель относится к электротехнике, в частности, к трансформаторостроению и может найти применение в трехфазных трансформаторах, предназначенных для установки на подстанциях.
Известен высоковольтный трехфазный трансформатор, рассчитанный на класс напряжения 110 кВ и выше, содержащий обмотки, остов с, по крайней мере, тремя стержнями магнитопровода, на которых концентрически размещены обмотки высокого и низкого напряжения, и электропроводящие элементы, при этом обмотка высокого напряжения содержит, по крайней мере, одну часть по высоте и соединена в звезду, имеющую нейтраль, а каждая ее фаза имеет два конца, первый из которых линейный, а второй - соединен с нейтралью, при этом ближайшей к стержню магнитопровода расположена обмотка низкого напряжения [Л.1].
Недостатком описанной в [Л.1] конструкции трехфазного трансформатора является необходимость высокого уровня главной изоляции (в частности, главного канала на каждой фазе и межфазового расстояния), приводящая к значительному расходу активных и конструкторских материалов, а также повышенным потерям короткого замыкания и холостого хода.
Полезной моделью решается задача создания трехфазного трансформатора, лишенного указанных выше недостатков, характеризующегося уменьшенным уровнем главной и межфазовой изоляции, а, следовательно, незначительным расходом материалов, а также сведением к минимуму потерь короткого замыкания и холостого хода.
Для решения поставленной задачи в трехфазном трансформаторе, содержащем остов с, по крайней мере, тремя стержнями магнитопровода, на которых концентрически размещены обмотки высокого и низкого напряжения, и электропроводящие элементы, при этом обмотка высокого напряжения
содержит, по крайней мере, одну часть по высоте и соединена в звезду, имеющую нейтраль, а каждая ее фаза имеет два конца, из которых первый конец - линейный, а второй - соединен с нейтралью, предложено, согласно настоящей полезной модели, обмотку высокого напряжения расположить ближайшей к стержню магнитопровода и выполнить ее, по крайнем мере содержащей один слой, линейный конец обмотки высокого напряжения расположить в, по крайней мере, одном горизонтальном канале, выполненном в обмотке низкого напряжения, а нейтраль соединить с магнитопроводом посредством, по крайней мере, одного электропроводящего элемента; при этом трехфазный трансформатор может содержать опорные изоляторы, на которые оперт магнитопровод, а нижние опорные металлические части опорных изоляторов заземлены; при этом трехфазный трансформатор может содержать кожух, выполненный из металла, соединенный с магнитопроводом посредством, по крайней мере, одного электропроводящего элемента.
Полезная модель поясняется на примере выполнения чертежами, на которых соответственно схематично изображены различные варианты реализации заявляемого трехфазного трансформатора, в частности: на фиг.1 представлен вариант выполнения трансформатора без защитного кожуха и без опорных изоляторов; на фиг.2 представлен вариант выполнения трансформатора без защитного кожуха, но с опорными изоляторами; на фиг.3 представлен вариант выполнения трехфазного трансформатора с кожухом, но без опорных изоляторов; на фиг.4 представлен вариант выполнения трехфазного трансформатора с кожухом и с опорными изоляторами.
Трехфазный трансформатор содержит остов 1 с тремя стержнями магнитопровода, соответственно: 2, 3, 4, на котором размещены обмотка высокого напряжения 5 и обмотка низкого напряжения 6, электропроводящий элемент 7.
Каждая фаза обмотки высокого напряжения выполнена из двух частей по высоте и содержит два конца: в частности, фаза «А» - 8 обмотки 5 имеет первый линейный конец «А» 9 и второй конец «X» - 10; фаза «В» - 11 обмотки 5 имеет первый линейный конец «В» - 12 и второй конец «Y» - 13; фаза «С» 14 обмотки 5 имеет первый линейный конец «С» - 15 и второй конец «Z» - 16. Концы 10, 13 и 16 соединены с нейтралью 17, причем, фазы обмотки высокого напряжения 8, 11 и 14 расположены ближайшими к стержням 2, 3, 4 остова (магнитопровода) 1, а концы 10, 13, 16 расположены в ближайших к стержню каналах 18, 19, 20 соответственно, а линейные концы 9, 12 и 15 в горизонтальных каналах 21, 22 и 23 соответственно, выполненных в обмотке низкого напряжения 6. Нейтраль 17 соединена с остовом (магнитопроводом) 1 при помощи электропроводящего элемента 7 (фиг.1).
Трехфазный трансформатор, помимо перечисленных выше признаков, представленных на фиг.1, может содержать защитный кожух 24, соединенный с остовом (магнитопроводом) 1 при помощи электропроводящего элемента 25 (фиг.2).
Трехфазный трансформатор, помимо перечисленных признаков, представленных на фиг.1, может содержать опорные изоляторы 26, на которые установлен и оперт остов (магнитопровод) 1 (фиг.3).
Кроме того, трехфазный трансформатор, помимо признаков, перечисленных и представленных на фиг.3, может содержать защитный кожух 24, соединенный с остовом (магнитопроводом) 1 посредством электропроводящего элемента 25.
Во всех четырех вариантах реализации заявляемого решения, представленных на фиг.1÷4, трехфазный трансформатор имеет следующие каналы в радиальном направлении: 18, 19, 20 - канал между магнитопроводом и обмоткой высокого напряжения; 27 - главный канал между обмоткой
высокого напряжения и обмоткой низкого напряжения; 28 - канал между обмотками фазных фаз (межфазовое расстояние).
Если в известном по [Л.1] трехфазном трансформаторе канал 28 должен быть рассчитан, например на класс напряжения 110 кВ, то в заявляемом трехфазном трансформаторе может быть применена изоляция на класс напряжения не более, чем на 35 кВ (в зависимости от класса напряжения обмотки низкого напряжения), а каналы 18, 19, 20, благодаря расположению витков, близких к нейтрали, также подвергаются малым воздействующим напряжениям.
Следовательно, благодаря заявляемой конструкции трехфазного трансформатора, предусматривающей расположение обмотки высокого напряжения ближайшей к стержню магитопровода и расположение линейного конца в горизонтальном канале, выполненном в обмотке низкого напряжения, и соединение нейтрали с магнитопроводом посредством электропроводящего элемента, изоляционные промежутки 18, 19, 20 и 28 могут быть выполнены значительно меньшими, чем в известном по [Л.1] трехфазном трансформаторе, так как размеры воздействующих напряжений в рабочих режимах и при испытаниях уменьшены. Это позволяет уменьшить расходы на активные материалы (электротехническую сталь и провод обмоток) и сократить холостого хода и короткого замыкания.
В случае изолированной или эффективно заземленной нейтрали заявляемая конструкция трехфазного трансформатора может быть реализована только при установке магнитопровода на изоляторы 26.
Трехфазный трансформатор, помещенный в защитный кожух, имеет аналогичные преимущества.
В соответствии с заявляемым решением на одном из предприятий г. Екатеринбурга разработана техническая документация на один из типов трехфазного трансформатора.
Благодаря существенным преимуществам по сравнению с известными аналогичными трехфазными трансформаторами заявляемый трансформатор имеет широкие возможности его практического применения в будущем.
Литература:
1. Тихомиров П.М. /Расчет трансформаторов/, «Энергия», М., 1976 г., с.186, рис.4-8.