Индукционный аппарат с регулированием напряжения под нагрузкой

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскик

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 240380 (21) 2898430/24-07 (Яф) М. К1т.> с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

H 01 F 21/12

Государственный комитет

СССР ло делам изобретений и открытий

Опубликовано 07.02.82. Бюллетень ¹ 5

Дата опубликования описания 07. 02. 82 (53) УДК621. 314. 021 (088. 8) (72) Авторы изобретения

В.П.Ренев, С.П.Войтюк и Ю.Л.Бончковский (71) Заявитель

Всесоюзный научно-исследовательский проектн и технологический институт трансформ (54) ИНДУКЦИОННЫЙ АППАРАТ С РЕГУЛИРОВАНИЕМ

НАПРЯЖЕНИЯ ПОД НАГРУЗКОЙ

Изобретение относится к электротехнике, в частности к трансформаторам и реакторам с регулированием напряжения под нагрузкой (РПН).

Известен автотрансформатор, содержащий обмотки низшего (НН), среднего (СН) и высшего (ВН) напряжений и регулировочные (PO), в котором с целью уменьшения уровня импульсных напряжений в PO применяют вентильные разрядники, подключаемые параллельно PO (1).

Недостатком данной конструкцин является снижение надежности работы всего автотрансформатора из-за возможности к.з. на зажимах РО, что приведет к ее разрушению.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту .к предлагаемому является индукционный аппарат (автотрансформатор) с регулированием напряжения под нагрузкой в линии среднего напряжения, содержащий обмотки низшего, среднего и высшего напряжений, последовательно соединенные с обмотками среднего напряжения отдельные регулировочные обмотки, состоящие из множества ступеней регулирования, соединенных последовательно между собой и расположенных вдоль высоты регулировочных обмоток и емкостные кольца, расположенные на торцах обмоток PO. Витки

Р0 могут включаться согласно или встречно относительно витков обмотки СН. Ступени PO (витки каждой ступени распределены по всей высоте в виде спирали) расположены в осевом

10 направлении в последовательности 13-5-б-4-2, причем ближайшими к торцам РО являются витки максимальной ступени, обеспечивающие максимальное напряжение в линии СН и к ним подключены емкостные кольца. Витки

15 минимальной ступени, обеспечивающие минимальное напряжение в линии СН, расположены в средней части обмотки (2).

Недостатком известной конструкции является то, что при такой схеме расположения ступеней. РО промежутки главной и ярмовой изоляции выбираются на максимальный уровень импульсных напряжений (при воздействии гро25 эового импульса со стороны линии СН), возникающий в PO (в известных конструкциях максимальный потенциал PO составляет 120-1503 от амплитуды импульса). Это приводит к необходимос30 ти увеличения вышеуказанных иэоля90400) ционных промежутков и, следовательно, к удорожанию индукционного аппага, ухудшению его характеристик.

Цель изобретения — уменьшение гафаритов путем уменьшения размеров промежутков главной изоляции за счет снижения величин электрических воздействий, определяющих выбор этих промежутков.

Указанная цель достигается тем, что в известном индукционном аппарате, например автотрансформаторе с регулированием напряжения под нагрузкой в линии среднего напряжения, содержащем обмотки низшего, высшего и среднего напряжений, последовательно соединенные с обмотками :.среднего напряжения отдельные регулировочные обмотки, состоящие из множества ступеней регулирования, соединенных последовательно между собой и расположенных вдоль высоты регулировочных обмоток, и емкостные кольца, расположенные на торцах регулировочных обмоток, витки ступеней минимального напряжения расположены на торцах регулировочных обмоток и к ним подключены емкостные кольца.

На фиг.1 показан индукционный аппарат (автотрансформатор), общий вид; на фиг.2, 3 и 4 — варианты исполнения обмотки РО; на фиг.5 — схемы распределения импульсного напряжения по обмоткам PO и СН.

Автотрансформатор (фиг.1) сойеРжит магнитопровод, на стержнях которого расположены обмотки НН, РО, СН и последовательно соединенная с ней

ВН с линейным выводом А в ее середине.

Обмотки PO имеют ступени 1-6 регулирования. Витки ступеней 5 и 6 минимального напряжения вынесены на торцы обмотки PO. В результате величина импульсного напряжения, определяющего выбор изоляционных промежутков, например для промежутков 78, снижается со 120-150% до

100% от амплитуды воздействующего грозового импульса 9, распределение импульсного напряжения по ступеням

PO и обмотки СН при воздействии со стороны линии СН 10 показано на фиг.5.Как следует из фиг.5,при всех положениях переключающего устройства (ПУ) потенциал ступени минималь ного напряжения (подключенной к зажиму а ) меньше амплитуды воздействующего импульса. Витки ступеней, имеющих наибольший потенциал при всех положениях ПУ, смещены в глубину обмотки, т.е. в область равномерного электрического поля (где промежуток имеет более высокую электрическую прочность), а на торцах обмотки где электрическое поле характеризуется более высокой, чем в средней части .й сти обмотки напряженностью, располагаются витки ступени с.наименьшим потенциалом. На фиг.5 показано распределение импульсного напряжения в четырех характерных положениях: на фиг.5а — положение Пу, обеспечивающее максимальное напряжение в линии СН 10; на фиг.5г — положение ПУ, обеспечивающее минимальное напряжение в линии CH 10.

На фиг.56 и 5в — положения ПУ, при которых обеспечивается номинальный уровень напряжения в линии

СН 10 (на фиг. 56 — согласное, а на фиг.5в — встречное включение РО и обмотки СН; направленчя намотки обмоток показаны точками).

Такой же характер распределения импульсного напряжения имеется и при промежуточных положениях ПУ.

Показанные на фиг.5 зависимости сохраняются также при воздействии коммутационного импульса и испыта2О тельного напряжения промышленной частоты.

Если на торцах PO расположены емкостные кольца (фиг.3 и 4), то в соответствии с предлагаемой конструк25 цией эти кольца тоже должны быть подключены. к ступени минимального напряжения 6.

Предлагаемое устройство применено также и при других схемах расположения РО, а именно при расположении РО между обмотками СН и ВН, снаружи ВН и т.д., а также при других схемах регулирования, например при РПН в линии СН без реверсирования РО, при

З5 РПН в нейтрали трансформатора или автотрансформатора и т.д. На фиг.1-4 в качестве примера показана однослойная PO. Однако такое решение применимо также и для двухслойной PO.

На нижний торец обмотки PO (фиг.1) вынесен виток, относящийся в ступени 5, потенциал которой выше потенциала ступени 6. В этом случае эффективность предлагаемого устройства несколько снижается. Способы устра45 нения данного недостатка показаны на фиг.2 при отсутствии торцовых емкостных колец PO или при наличии одного емкостного кольца 11 (фиг.3) .

Если в PO отсутствуют емкостные коль59 ца, то в ступени минимального напряжения выполняется на один виток больше, чем в остальных ступенях (фиг. 2) .

Изобретение позволяет в 1,2-1,5

55 раза уменьшить максимальную величину напряжения, определяющего выбор величин промежутков главной и ярмовой изоляции, что позволяет существенно уменьшить величины укаэанных промежутков.

Формула изобретения

Индукционный аппарат с регулированием напряжения под нагрузкой в.

90400} линии среднего напряжения, содержа= щий обмотки низшего, высшего и среднего напряжения, последовательно соединенные с обмотками среднего напряжения отдельные регулировочные обмотки, состоящие иэ множества ступеней регулирования, соединенных последовательно между собой и расположенных вдоль высоты регулировочных обмоток и емкостные кольца, расположенные на торцах регулировочных обмоток, о т л и ч а ю.шийся тем, что, с целью уменьшения габаритов путем уменьшения размеров промежутков главной изоляции эа счет уменьшения величин электрических воздействий, витки ступеней минимального напряжения расположены на торцах регулировочных обмоток и к ним подключены емкостные кольца.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ФРГ 9 1006512, кл. 21 d 2, 1961.

2. Автотрансформатор типа АТДЦТН200000/330/110-74У1. Запорожский трансформаторный завод. 1975, черт. 1ВГ-771059

904001 с

4а а+

Составитель A.Ïàíèáðàòåö

Редактор B.Пилипенко Техред;Л.Пекарь

КорректорС.Ыекмар

Заказ 6/37 Тираж 757 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.,д. 4/5

Фя п ап ППП Патент,: г. Ужгород, ул. Проектная, 4