Трансформатор отбора мощности

Полезная модель относится к области электротехники и может быть использована при производстве трансформаторов отбора мощности.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой полезной модели является каскадный трансформатор напряжения с отбором мощности (патент РФ на полезную модель №179354, опубл. 11.05.2018, МПК H01F 27/00), состоящий из нескольких ступеней. Каждая ступень включает в себя полый фарфоровый изолятор, торцевые поверхности которого закрыты сверху и снизу металлическими фланцами. Внутри изолятора располагается активная электромагнитная часть, состоящая из двух модулей, закрепленных к нижнему и верхнему фланцам соответственно. Каждый модуль содержит собственный магнитопровод с обмотками, выводы которых соединены с выводами обмоток соседних модулей.
Недостатком настоящего технического решения является ограниченная область применения из-за относительно невысокой предельной мощности.
Техническая задача предлагаемой полезной модели заключается в получении дополнительного охлаждения каскадного трансформатора и повышения его предельной мощности.
Техническим результатом является расширение области применения каскадного трансформатора.
Это достигается тем, что в известном трансформаторе отбора мощности, содержащем несколько ступеней, каждая из которых содержит электромагнитную активную часть, расположенную внутри полого фарфорового изолятора и выполненную из двух модулей, каждый из которых содержит собственный магнитопровод и обмотки, верхний модуль ступени крепится к металлическому фланцу, закрывающему верхнюю торцевую поверхность цилиндра, снабжен металлическим баком с гофростенкой, при этом в баке установлен нижний модуль.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на фиг. 1 приводится главный вид трансформатора, на фиг. 2 приводится сечение бака нижней ступени горизонтальной плоскостью, на фиг. 3 приводится увеличенный фрагмент гофростенки бака.
Трансформатор содержит несколько поставленных друг на друга ступеней 1, каждая из которых состоит из полого фарфорового изолятора 2, и помещенных в него нижнего 3 и верхнего 4 модулей электромагнитной части. Каждый модуль содержит отдельный магнитопровод 5 и обмотки 6. Верхний модуль каждой ступени 4 прикреплен к верхнему фланцу 7, который закрывает верхнюю торцевую поверхность изолятора 2. Нижний модуль каждой ступени 3 размещается в металлическом баке 8 с гофростенками. Через бак 8 нижней ступени проходят вторичные выводы 9 трансформатора отбора мощности.
Трансформатор отбора мощности работает следующим образом. Напряжение питающей сети, приложенное между верхним фланцем 7 верхней ступени и землей, распределяется между всеми модулями трансформатора. При подключении нагрузки к вторичным выводам 9 в обмотках 6 индуцируется нагрузочный ток, обеспечивающий передачу мощности из сети в нагрузку. Ток в обмотках приводит к выделению тепла, разогревающего залитое в ступени трансформаторное масло. Отвод тепла в окружающее пространство осуществляется через верхний фланец 7 и бак 8 с гофростенкой.
Интенсивность охлаждения трансформатора определяется суммарной площадью его металлических поверхностей.
Сумма боковых цилиндрических поверхностей излучения и конвекции верхних фланцев 7:
из
фл
где N - число ступеней трансформатора, D - диаметр внутренней поверхности фарфорового изолятора, Н - высота верхнего фланца.
Торцевая поверхность излучения и конвекции верхнего фланца 7 верхней ступени:
Суммарные поверхности излучения и конвекции бака 8 с гофростенкой:
г
г
г
в
где Н - высота гофростенки, D - эквивалентный диаметр излучения бака 8 с гофростенкой, m - число волн в баке 8 каждой ступени, l - развернутая длина гофростенки, k - коэффициент, учитывающий затруднение конвекции воздуха в воздушных каналах волн гофростенок, определяемый по формуле:
Таким образом, поверхности излучения бака 8 с гофростенкой радикально увеличивают суммарную площадь охлаждающей поверхности трансформатора отбора мощности.
Использование полезной модели приводит к увеличению допустимого значения потерь активной мощности в трансформаторе, вследствие чего увеличивается предельная мощность трансформатора.