Высоковольтный трехфазный трансформатор с системой жидкостного охлаждения

Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована при конструировании трехфазных высоковольтных трансформаторов с жидкостным охлаждением.
Известен трехфазный трансформатор (RU №71811 U1, опубликован 2008.03.20, МПК H01F 30/12), содержащий плоскую магнитную систему, состоящую из трех О-образных магнитопроводов, навитых из ленты трансформаторной стали и расположенных в одной плоскости, трех первичных и трех вторичных обмоток, расположенных на каркасе, причем навитые магнитопроводы выполнены цельными, а каркас для обмоток выполнен составным.
К недостаткам конструкции данного трансформатора можно отнести недостаточные компактность, электрическую и механическую прочность.
Известен трехфазный трансформатор (RU №2001114198, опубликована 2003.05.10, МПК H01F 27/25), содержащий магнитную цепь и три катушечных блока. Магнитная цепь содержит два разнесенных в пространстве параллельных пластинообразных элемента и три разнесенные в пространстве колонообразные параллельные элементарные цепи, причем колонны практически перпендикулярны пластинообразным элементам и заключены между ними. Каждая колонна выполнена с возможностью несения одного из трех катушечных блоков и обслуживания одной из трех фаз, образую пространственно-симметричную структуру относительно центральной оси трансформатора.
К недостаткам конструкции данного трансформатора можно отнести ее ограниченное применение из-за недостаточно эффективного теплоотвода.
Известен трансформатор (RU №2396625 С1, опубликован 2010.08.10, МПК H01F 30/12), содержащий плоский магнитопровод, состоящий из зажатых двумя параллельными ярмами четырех стержней, каждый из которых расположен на равном расстоянии друг от друга и охвачен одинаковыми первичной обмоткой и группой вторичных обмоток.
К недостаткам конструкции данного трансформатора можно отнести ее ограниченное использование из-за недостаточных теплоотвода, электрической и механической прочности.
Известен трансформатор (RU №106437 U1, опубликован 2011.07.10, МПК H01F 30/12), содержащий магнитопровод, размещенный между радиаторами и состоящий из зажатых двумя параллельными ярмами равноудаленных стержней, охваченных одним или более катушечными блоками. Радиаторы выполнены с окнами воздуховода и соединены крепежными элементами. Первичная обмотка каждого катушечного блока выполнена в виде бескаркасной катушки проводом прямоугольного сечения, установленным на малом ребре, с равномерным зазором между витками, заполненным изолятором. К недостаткам конструкции данного трансформатора можно отнести недостаточные компактность, электрическую прочность, неэффективный теплоотвод.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является трансформатор (RU №2479059 С1, опубликован 2013.04.10), содержащий передний и задний радиаторы, размещенный между ними пространственный магнитопровод, состоящий из зажатых двумя параллельными ярмами трех равноудаленных стержней, каждый из которых охвачен одним или более катушечными блоками, состоящими из концентрично расположенных первичных обмоток и одной или более вторичных обмоток, охватывающих первичную. Крепежные элементы, выполненные, например, в виде шпилек с гайками, стягивают передний и задний радиаторы и размещенный между ними пространственный магнитопровод с катушечными блоками. Система жидкостного охлаждения образована первичными обмотками катушечных блоков, входы и выходы которых через резьбовые втулки последовательно соединены посредством трубопроводов, размещенных на радиаторах, соответственно с электроизоляционными развязками, разветвителями, входным и выходным фланцами-штуцерами.
К недостаткам конструкции данного трансформатора можно отнести недостаточную электропрочность вторичных обмоток, которые выполняются очень тонким проводом.
Задачей заявляемого технического решения является повышение его надежности.
Техническим результатом предлагаемого высоковольтного трехфазного трансформатора с системой жидкостного охлаждения является повышение его электрической прочности.
Сущность предлагаемой полезной модели состоит в том, что высоковольтный трехфазный трансформатор с системой жидкостного охлаждения содержит пространственный магнитопровод, размещенный между кронштейнами, выполненными с окнами воздуховода и соединенными крепежными элементам. Пространственный магнитопровод состоит из зажатых двумя параллельно расположенными ярмами трех равноудаленных стержней, каждый из которых охвачен первичной обмоткой, выполненной трубкой прямоугольного сечения, установленной на малое ребро, с зазорами между витками, заполненными изоляторами в виде шайб с разрезами. При этом входы и выходы первичных обмоток через резьбовые втулки последовательно соединены посредством трубопроводов с электроизоляционными развязками, разветвителями, входным и выходным фланцами - штуцерами СЖО.
Новыми признаками, обеспечивающими достижение заявленного технического результата является выполнение узла вторичных обмоток в виде объединенного компаундной заливкой пакета чередующихся правых и левых многослойных печатных плат, концентрические проводники каждой из которых являются трехфазными обмотками, а в свободных зонах каждой установлены р/элементы выпрямителя и емкостного фильтра.
На Фиг. 1 изображен общий вид трансформатора спереди;
На Фиг. 2 изображен общий вид трансформатора сзади;
На Фиг. 3 изображен пространственный магнитопровод;
На Фиг. 4 изображена первичная обмотка;
На Фиг. 5 изображены элементы СЖО спереди;
На Фиг. 6 изображены элементы СЖО сзади;
На Фиг. 7 изображена многослойная печатная плата узла вторичных обмоток;
На Фиг. 8 - изображен узел вторичных обмоток.
Высоковольтный трехфазный трансформатор с системой жидкостного охлаждения содержит кронштейн передний 1, кронштейн задний 2, с окнами воздуховода 21 размещенный между ними пространственный магнитопровод, состоящий из трех равноудаленных стержней 3, зафиксированных внутри первичных обмоток 5 и зажатых между двумя расположенными параллельно ярмами 4 вложенными в углубления переднего и заднего кронштейнов. Стержни 3 магнитопровода выполнены набором пластин из электротехнической стали, плотно заполняя внутреннее пространство первичных обмоток с минимальным зазором по контуру и закрепленных электроизоляционным теплопроводным компаундом 13. Первичные обмотки 5 выполнены трубкой прямоугольного сечения 6 с изоляторами в виде диэлектрических шайб 7, вложенных между витками. Первичные обмотки соединены между собой посредством трубопроводов 8, электроизоляционных вставок 9, разветвителей 10, входным 11 и выходным 12 фланцами, составляя вместе систему жидкостного охлаждения трансформатора. На концах первичных обмоток пайкой закреплены электрические провода с наконечниками 14. Вторичные обмотки выполнены концентрическими проводниками правых и левых многослойных печатных плат 15, оснащенных малогабаритными высоковольтными соединителями 16, радиоэлементами выпрямителя, емкостного фильтра 17. Печатные платы, чередуясь, правые и левые собираются в пакет 18 и формируются компаундом в единый узел вторичных обмоток 19. В отверстия узла вторичных обмоток заправляются первичные обмотки и тремя шпильками 20 через передний и задний кронштейны с ярмами стягиваются в законченную конструкцию с монтажом элементов системы жидкостного охлаждения (СЖО).
Таким образом, предлагаемая конструкция высоковольтного трехфазного трансформатора с системой жидкостного охлаждения имеет высокую электрическую прочность и надежность работы.