ТРАНСФОРМАТОР ДЛЯ ДВЕНАДЦАТИПУЛЬСОВОЙ СХЕМЫ ВЫПРЯМЛЕНИЯ

Полезная модель относится к электротехнике, в частности, к трансформаторостроению.
Известен трансформатор, содержащий размещенные на стержнях магнитопровода обмотки, одна из которых - вентильная, выполнена из двух частей, одна из которых соединена в «звезду», а другая - в «треугольник», и каждая из этих частей состоит из параллельных ветвей, образованных: в «звезде» - двумя последовательно соединенными катушками, а в «треугольнике» - двумя последовательно соединенными парами катушек, при этом параллельные ветви и катушки, принадлежащие разным частям вентильной обмотки, чередуются по высоте стержня магнитопровода через одинаковое число катушек: либо через каждые две катушки, либо через каждую пару катушек [Л.1, с.97, рис.5.6].
Трансформаторы, имеющие вентильную обмотку описанной выше конструкции, получаются в результате реконструкции, когда его вентильная обмотка, собранная по схеме две обратные звезды с уравнительным реактором для трансформатора для шестифазной схемы выпрямления, преобразуется в вентильную обмотку для трансформатора для двенадцатифазной схемы выпрямления, вентильная обмотка которого имеет две части, одна из которых соединена в «звезду», а другая - в «треугольник» [Л.1, с.с.90÷98].
Трансформатор указанной конструкции имеет недостаток, состоящий в малом реактансе расщепления, ограничивающем уравнительный ток между преобразователями, включенными параллельно, а, значит, и между частями вентильной обмотки, имеющими разные схемы соединения. (Уравнительный ток возникает из-за сдвига линейных напряжений «звезды» и «треугольника» на 30 электрических градусов). Для ограничения уравнительного
тока в трансформаторах описанных конструкций используют уравнительный реактор, содержащий значительное количество электротехнической стали и медного провода. Кроме того, установка уравнительного реактора требует достаточно много места, а в случае его расположения в баке трансформатора, как это имеет место в описанном выше решении, приводит к увеличению расхода трансформаторного масла, конструкционной стали и т.д.
Полезной моделью решается задача создания трансформатора для двенадципульсовой схемы выпрямления, характеризующегося уменьшенными массо-габаритными показателями вследствие исключения уравнительного реактора при сведении до минимума уравнительного тока.
Y
Y
Δ
Δ
Для решения поставленной задачи в трансформаторе для двенадцатипульсовой схемы выпрямления, содержащем сетевую и вентильную обмотки, размещенные на стержнях магнитопровода, при этом вентильная обмотка выполнена из двух частей, одна из которых соединена в «звезду», а другая - в «треугольник», и каждая из этих частей состоит из параллельных ветвей, образованных: в «звезде» двумя последовательно соединенными катушками, а в «треугольнике» - двумя последовательно соединенными парами катушек, при этом параллельные ветви и катушки, принадлежащие разным частям вентильной обмотки, чередуются по высоте стержня магнитопровода, предложено, согласно настоящей полезной модели, число параллельных ветвей вентильной обмотки, принадлежащих «звезде» - n, выбирать из соотношения n<2n, где n - число параллельных ветвей части вентильной обмотки, соединенной в «треугольник»; чередование катушек, принадлежащих разным частям вентильной обмотки, осуществлять через число катушек, большее двух; в части вентильной обмотки, соединенной в «звезду», выполнить, по крайней мере, одну параллельную ветвь, образованную двумя катушками, расположенными через число катушек, больше двух по высоте стержня; в части вентильной обмотки, соединенной в «треугольник»,
выполнить, по крайней мере, одну параллельную ветвь, образованную двумя парами катушек, расположенными по высоте стержня магнитопровода через число пар катушек больше одной.
Полезная модель поясняется чертежом, на котором схематично изображена одна из трех фаз заявляемого трансформатора.
На стержне I магнитопровода размещены: сетевая обмотка II и вентильная обмотка III. Вентильная обмотка выполнена из двух частей, одна из которых имеет схему соединения «звезда», а другая - «треугольник». Вентильная обмотка III содержит пары катушек 1÷30 в количестве тридцати штук. Пары катушек 1÷7 и 16÷22 образуют параллельные ветви: соответственно 31÷37 и 38÷44,и принадлежат части вентильной обмотки, соединенной в «треугольник» (на чертеже обозначены соответственно Δ). Пары катушек 8÷15 и 23÷30 образуют параллельные ветви соответственно 45÷48 и 49÷52 и принадлежат части вентильной обмотки, соединенной в «звезду» (на чертеже обозначены соответственно Y).
Параллельные ветви вентильной обмотки состоят из катушек 53÷112, размещенных по высоте стержня I магнитопровода.
Параллельные ветви, принадлежащие звезде, образованы двумя последовательно соединенными катушками, т.е. одной парой катушек. Так, параллельная ветвь 31 состоит из пары 1 или двух последовательно соединенных катушек 53 и 66, параллельная ветвь 32 образована парой 2 или катушками 54 и 55, параллельная ветвь 33 образована парой 3 или катушками 56 и 57, параллельная ветвь 34 образована парой 4 или катушками 58 и 59, параллельная ветвь 35 образована парой 5 или катушками 60 и 61, параллельная ветвь 36 образована парой 6 или катушками 62 и 63, параллельная ветвь 37 образована парой 7 или катушками 64 и 65, параллельная ветвь 38 образована парой 16 или катушками 83 и 96, параллельная ветвь 39 образована парой катушек 17 или катушками 84 и 85, параллельная ветвь 40 образована парой катушек 18 или катушками 86 и 87, параллельная ветвь 41 образована парой катушек 19 или катушками 88 и 89,
разована парой катушек 19 или катушками 88 и 89, параллельная ветвь 42 образована парой катушек 20 или катушками 90 и 91, параллельная ветвь 43 образована парой 21 или катушками 92 и 93, параллельная ветвь 44 образована парой 22 или катушками 94 и 95.
Параллельные ветви, принадлежащие треугольнику, образованы двумя последовательно соединенными парами катушек.
Параллельная ветвь 45 образована парами 8 и 15 или катушками 67, 68, 81 и 82, параллельная ветвь 46 образована парами 9 и 14 или катушками 69, 70, 79 и 80, параллельная ветвь 47 образована парами 10 и 13 или катушками 71, 72, 77 и 78, параллельная ветвь 48 образована парами 11 и 12 или катушками 73, 74, 75, 76, параллельная ветвь 49 образована парами 23 и 30 или катушками 97, 98, 111, 112, параллельная ветвь 50 образована парами 24 и 29 или катушками 99, 100, 109, 110, параллельная ветвь 51 образована парами 25 и 28 или катушками 101, 102, 197, 108, параллельная ветвь 52 образована парами 26 и 27 или катушками 103, 104, 105, 106.
Катушки и параллельные ветви вентильной обмотки III, имеющие разные схемы соединения, размещены по высоте стержня I магнитопровода с чередованием по следующей зависимости: по направлению сверху вниз располагаются параллельные ветви 31÷37, принадлежащие звезде, затем расположены параллельные ветви 45÷48, принадлежащие треугольнику, далее следуют параллельные ветви 38÷44, принадлежащие звезде, и, наконец, параллельные ветви 49÷52, принадлежащие треугольнику.
Y
Δ
Y
Δ
Число параллельных ветвей, принадлежащих звезде, n=14, а число параллельных ветвей, принадлежащих треугольнику, n=8, следовательно, числа параллельных ветвей, принадлежащие разным схемам соединения, находятся в зависимости n<2n.
Чередование катушек, принадлежащих разным частям вентильной обмотки, осуществляется через число катушек, больше двух, т.е. катушки 67÷82,
принадлежащие треугольнику, расположены по высоте стержня магнитопровода ниже катушек 53÷66, принадлежащих звезде и т.д.
В части вентильной обмотки, соединенной в звезду, имеются параллельные ветви 31 и 38, образованные двумя катушками соответственно 53-ей и 66-ой, а также 83-ей и 96-ой, расположенными через шесть пар катушек, т.е. в данном случае справедливо утверждение о том, что в вентильной обмотке имеется, по крайней мере, одна параллельная ветвь, образованная двумя парами катушек, расположенными через число пар катушек больше двух по высоте стержня.
В части, соединенной в треугольник, параллельные ветви 45, 46, 47, 49, 50 и 51 образованы двумя парами катушек, расположенными через число пар катушек больше одной, а именно: параллельные ветви 45 и 49 расположены через 6 пар катушек, параллельные ветви 46 и 50 расположены через 4 пары катушек, параллельные ветви 47 и 51 расположены через 2 пары катушек.
Заявляемый трансформатор для двенадцатифазной схемы выпрямления обеспечивает реактанс расщепления в 5÷10 раз больше, чем у трансформаторов существующих конструкций.
Реактанс расщепления - это сопротивление короткого замыкания трансформатора при закорачивании одной из частей его вентильной обмотки и при подаче напряжения на вторую часть вентильной обмотки. Именно это сопротивление ограничивает уравнительный ток, протекающий по частям вентильной обмотки, возникающий из-за сдвига векторов напряжения, приложенных к частям вентильной обмотки с разными схемами соединения («звезда» и «треугольник» соответственно).
При хорошем ограничении уравнительного тока реактансом расщепления отпадает необходимость в установке уравнительного реактора, что позволит существенно упростить конструкцию трансформатора сэкономить значительное количество электротехнической стали и меди.
Литература:
1. Двенадцатипульсовые полупроводниковые выпрямители тяговых подстанций. Б.С.Барковский и др. под редакцией М.Г.Шалимова. - М.: «Транспорт», 1990 г.