ТРЕХФАЗНЫЙ СУХОЙ ТРАНСФОРМАТОР

Заявляемая полезная модель относится к области электротехники, в частности, к трехфазным сухим трансформаторам для класса напряжения до 3 кВ с регулированием выходного напряжения, предназначенным для питания погружных электронасосов добычи нефти.
Известно, что для питания погружных электронасосов добычи нефти для вышеуказанного класса напряжения (до 3 кВ) применяются трехфазные масляные трансформаторы, например, серии ТМПН производства Минского электротехнического завода им. В.И.Козлова (Инструкция по эксплуатации ИВЕМ 672233035).
Применение сухих трансформаторов с естественным воздушным охлаждением взамен масляных, а именно в случае, когда требуется регулирование выходного напряжения в сравнительно широком диапазоне (до 9-10 ступеней), становится затруднительным по следующим причинам.
Трехфазный сухой трансформатор с влагозащищенным металлическим кожухом по сравнению с масляным трансформатором имеет
существенно менее эффективное охлаждение. Вследствие этого, обмоточные провода сухого трансформатора выполняются с большим сечением (с большими размерами по высоте и ширине), чем в масляных трансформаторах. При этом, выполнение всех регулировочных ответвлений для обеспечения требуемого диапазона выходного напряжения в каком-либо одном слое концентрической обмотки трансформатора становится невозможным. Перенос части регулировочных ответвлений на последующий слой вторичной обмотки трансформатора приводит к усложнению конструкции и изготовления трансформатора, а также к снижению механической прочности обмоток при коротких замыканиях на выводах трансформатора, из-за нарушения симметричности обмоток.
Заявляемая полезная модель трехфазного сухого трансформатора приобретает свойства масляного трансформатора в части обеспечения широкого диапазона регулирования выходного напряжения (до 9 ступеней) и лишена его очевидных недостатков, а именно: не требуется проведение профилактических, текущих и капитальных ремонтов, связанных с контролем за состоянием масла, и его заменой, то есть исключается масло, как охлаждающий агент.
Трехфазный сухой трансформатор содержит магнитопровод, на котором концентрически размещены обмотки низкого и высокого напряжения, выполненные из витков, образующих слои, при этом для регулирования выходного напряжения, обмотка высокого напряжения выполнена с ответвлениями. Все ответвления выполнены на наружном слое обмотки высокого напряжения, причем часть ответвлений второго наружного слоя выполнена проводом меньшего сечения, чем основной обмоточный провод.
На рисунке показана схема выполнения ответвлений на обмотке высокого напряжения трехфазного сухого трансформатора для одной фазы.
Заявляемый трансформатор имеет 9 ступеней регулирования выходного (высокого) напряжения. Работа трансформатора на ответвлении X1 соответствует наименьшему рабочему выходному напряжению, работа на ответвлении Х9 - наибольшему выходному напряжению. Часть витков во
втором наружном слое обмотки трансформатора выполнена из провода меньшего сечения, чем основной обмоточный провод обмотки, то есть из провода с меньшим размером по высоте при одинаковом размере проводов по ширине Данная часть витков обмотки задействуется только при работе трансформатора в режиме с наименьшим номинальным выходным током при соответствующем выходном напряжении (на ступенях Х5, Х6, Х7, Х8 и Х9). При этом размеры по высоте обмоточных проводов наименьшего и наибольшего сечения подобраны по условию возможности выполнения всех ответвлений во втором наружном слое обмотки высокого напряжения, а также одинаковой высоты слоев обмотки.
Для исключения опасного воздействия электрических сил на отдельные витки при коротком замыкании трансформатора, схема регулирования выходного напряжения выполнена симметричной относительно середины высоты обмотки, то есть количество подключаемых витков растет последовательно к середине обмотки по мере увеличения требуемого выходного напряжения.
Введение в эксплуатацию заявляемой полезной модели позволяет использовать трехфазный сухой трансформатор взамен масляного, что значительно упрощает ремонт и обслуживание.