FR2683671A1

FR2683671A1 - Fixed induction appliance

Info

Publication number: FR2683671A1
Application number: FR9210704A
Authority: FR
Inventors: Banjoya Nagatoshi
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1991-09-09
Filing date: 1992-09-08
Publication date: 1993-05-14
Anticipated expiration: 2012-09-08
Also published as: PT100851A; FR2683671B1; JPH0567534A; PT100851B

Abstract

Fixed induction appliance including cores (12a, 12b, 12c, 12d, 12e, 12f) in which magnetic circuits are created, a first winding (11a) encircling the cores and second windings (11b, 11c) encircling the cores. The appliance also includes first electrostatic screens (18) arranged between the first winding and the second windings. The appliance further includes second electrostatic screens (19) arranged between the cores and the first and second windings, and covering all the surfaces of the cores which face the first and second windings. c) The invention applies in particular to a transformer and protects secondary windings with respect to overvoltages.

Description

APPAREIL A INDUCTION FIXE
La présente invention concerne un appareil à induction fixe tel qutun transformateur, et plus particulièrement une structure pour empêcher les pointes de tension dans le bobinage haute tension d'atteindre un bobinage basse tension par l'intermédiaire d'un noyau.FIXED INDUCTION APPARATUS
The present invention relates to a fixed induction device such as a transformer, and more particularly to a structure for preventing voltage spikes in the high voltage winding from reaching a low voltage winding via a core.

Les figures 1 et 2 représentent un exemple d'un transformateur conventionnel. La figure 1 est une vue en coupe longitudinale prise selon la ligne II-II de la figure 2, tandis que la figure 2 est une vue en coupe transversale prise selon la ligne
I-I de la figure 1.Figures 1 and 2 show an example of a conventional transformer. Figure 1 is a longitudinal sectional view taken along the line II-II of Figure 2, while Figure 2 is a cross-sectional view taken along the line
II of Figure 1.

Comme représenté, le transformateur conventionnel comporte une cuve 3 remplie d'huile isolante 4. As shown, the conventional transformer includes a tank 3 filled with insulating oil 4.

Dans la cuve 3 se trouvent un bobinage haute tension la, deux bobinages basse tension lb, et six noyaux de type cylindrique 2 qui entourent les bobinages la et lb. Les plaques isolantes 5 sont prévues entre les noyaux 2 et entre les noyaux 2 et les surfaces intérieures de la cuve 3. Les noyaux 2 sont reliés électriquement l'un à l'autre par des plaques conductrices 6 et sont mis à la masse.In the tank 3 there is a high voltage winding la, two low voltage windings lb, and six cylindrical type cores 2 which surround the windings la and lb. The insulating plates 5 are provided between the cores 2 and between the cores 2 and the interior surfaces of the tank 3. The cores 2 are electrically connected to each other by conductive plates 6 and are grounded.

Pour éviter le claquage diélectrique de l'huile isolante 4 qui se trouve autour des bords intérieurs des noyaux 2, des écrans électrostatiques 7 sont prévus pour réduire l'intensité du champ électrique autour des bords intérieurs des noyaux 2. Pour éviter le couplage électrostatique direct des pointes de surtension, et autres impulsions anormales de tension, entre le bobinage haute tension la et les bobinages basse tension lb, des écrans électrostatiques 8 mis à la masse sont prévus entre le bobinage haute tension la et les bobinages basse tension lb. To avoid the dielectric breakdown of the insulating oil 4 which is around the inner edges of the cores 2, electrostatic screens 7 are provided to reduce the intensity of the electric field around the inner edges of the cores 2. To avoid direct electrostatic coupling overvoltage spikes, and other abnormal voltage pulses, between the high voltage winding la and the low voltage windings lb, electrostatic screens 8 grounded are provided between the high voltage winding la and the low voltage windings lb.

Le couplage électrostatique 2 entre le bobinage haute tension la et les bobinages basse tension lb par l'intermédiaire du noyau est beaucoup plus faible que le couplage électrostatique direct, de sorte que dans le passé on n'a pas trouvé nécessaire de protéger les bobinages basses tension lb à ltégard des impulsions de tension couplées à partir du bobinage haute tension la par l'intermédiaire des noyaux 2. The electrostatic coupling 2 between the high voltage winding 1a and the low voltage windings 1b via the core is much weaker than the direct electrostatic coupling, so that in the past it has not been found necessary to protect the low windings voltage lb in respect of the voltage pulses coupled from the high-voltage winding la via the cores 2.

Toutefois, dans les années récentes, des systèmes de transmission sous ultra haute tension, fonctionnant par exemple sous 800 kV, 500 kV et 300 kV, sont devenus courants, et ces systèmes sont reliés par l'intermédiaire d'auto-transformateurs haute tension. However, in recent years, ultra high voltage transmission systems, operating for example at 800 kV, 500 kV and 300 kV, have become commonplace, and these systems are linked via high voltage auto-transformers.

Dans la conception des transformateurs pour ces systèmes de transmission sous ultra haute tension, il n'est plus possible d'ignorer en sécurité le couplage d'une tension impulsionnelle entre le bobinage haute tension et les bobinages basse tension par l'intermédiaire des noyaux.In the design of transformers for these ultra-high voltage transmission systems, it is no longer possible to safely ignore the coupling of a pulse voltage between the high-voltage winding and the low-voltage windings via the cores.

Si les bobinages basse tension du transformateur sont lourdement isolés pour éviter des dommages provenant des impulsions de tension anormalement élevée, le transformateur devient encombrant et trop lourd. En outre, l'appareil relié à ce transformateur doit également être lourdement isolé. If the transformer low voltage windings are heavily insulated to avoid damage from abnormally high voltage pulses, the transformer becomes bulky and too heavy. In addition, the device connected to this transformer must also be heavily insulated.

Un but de la présente invention est d'empocher le couplage d'impulsions de tension anormale entre le bobinage haute tension et les bobinages basse tension d'un appareil à induction fixe sans augmenter la dimension ou le poids de l'appareil. An object of the present invention is to pocket the coupling of abnormal voltage pulses between the high voltage winding and the low voltage windings of a fixed induction device without increasing the size or weight of the device.

Un appareil à induction fixe de la présente invention comporte un noyau dans lequel est créé un circuit magnétique, un premier bobinage encerclant le noyau et un second bobinage encerclant le noyau. A fixed induction device of the present invention has a core in which a magnetic circuit is created, a first coil encircling the core and a second coil encircling the core.

L'appareil comporte également un premier écran électrostatique disposé entre le premier bobinage et le second bobinages. L'appareil comporte en outre un second écran électrostatique disposé entre le noyau et le premier et le second bobinages et couvrant la totalité des surfaces du noyau qui font face au premier et au second bobinages. The apparatus also includes a first electrostatic screen disposed between the first winding and the second windings. The apparatus further includes a second electrostatic screen disposed between the core and the first and second coils and covering all of the surfaces of the core that face the first and second coils.

La figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un transformateur conventionnel. Figure 1 is a longitudinal sectional view of a conventional transformer.

La figure 2 est une vue en coupe transversale prise selon la ligne I-I de la figure 1. Figure 2 is a cross-sectional view taken along the line I-I in Figure 1.

La figure 3 est une vue en coupe longitudinale d'un nouveau transformateur conforme à une réalisation préférée de la présente invention. Figure 3 is a longitudinal sectional view of a new transformer according to a preferred embodiment of the present invention.

La figure 4 est une vue en coupe transversale prise selon la ligne III-III de la figure 3. Figure 4 is a cross-sectional view taken along line III-III of Figure 3.

On va maintenant décrire une réalisation préférée en se référant aux dessins joints. We will now describe a preferred embodiment with reference to the accompanying drawings.

Les figures 3 et 4 représentent un nouveau transformateur conforme à la réalisation préférée. Figures 3 and 4 show a new transformer according to the preferred embodiment.

La figure 3 est une vue en coupe longitudinale prise selon la ligne IV-IV de la figure 4, tandis que la figure 4 est une vue en coupe transversale prise selon la ligne III-III de la figure 3. Le transformateur de cette réalisation est un transformateur du type blindé.Figure 3 is a longitudinal sectional view taken along line IV-IV of Figure 4, while Figure 4 is a cross-sectional view taken along line III-III of Figure 3. The transformer of this embodiment is an armored type transformer.

Comme représenté, le transformateur de cette réalisation comporte une cuve 13 qui est remplie d'huile isolante 14 et qui est mise à la masse. As shown, the transformer of this embodiment comprises a tank 13 which is filled with insulating oil 14 and which is grounded.

Dans le réservoir 14 se trouvent six noyaux 12a, 12b, 12c, 12d, 12e et 12f dans lesquels des circuits magnétiques sont créés. Chaque noyau est formé de tôles stratifiées d'un matériau métallique magnétique tel que du fer doux. Le noyau 12a est disposé sur un palier 13a de la cuve 13, le noyau 12b est disposé sur le noyau 12a et le noyau 12c est disposé sur le noyau 12b. Les trois noyaux 12a, 12b et 12c sont empilés en forme d'anneaux carrés. In the reservoir 14 there are six cores 12a, 12b, 12c, 12d, 12e and 12f in which magnetic circuits are created. Each core is formed from laminated sheets of magnetic metallic material such as soft iron. The core 12a is disposed on a bearing 13a of the tank 13, the core 12b is disposed on the core 12a and the core 12c is disposed on the core 12b. The three cores 12a, 12b and 12c are stacked in the form of square rings.

Le noyau 12d est disposé sur un palier 13a de la cuve 13, le noyau 12e est disposé sur le noyau 12d et le noyau 12e est disposé sur le noyau 12d, formant un second anneau. carré. Les plaques isolantes 15 sont interposées entre les noyaux 12a à 12c et entre les noyaux 12d à 12f pour stabiliser le potentiel des noyaux. Les plaques isolantes 15 sont également placées entres les noyaux 12a, 12c, 12d et 12f et les surfaces intérieures de la cuve 13. Les noyaux 12a à 12c sont électriquement reliés l'un à l'autre par une plaque conductrice 16 et sont mis à la masse.The core 12d is disposed on a bearing 13a of the tank 13, the core 12e is disposed on the core 12d and the core 12e is disposed on the core 12d, forming a second ring. square. The insulating plates 15 are interposed between the cores 12a to 12c and between the cores 12d to 12f to stabilize the potential of the cores. The insulating plates 15 are also placed between the cores 12a, 12c, 12d and 12f and the interior surfaces of the tank 13. The cores 12a to 12c are electrically connected to each other by a conductive plate 16 and are put at the mass.

De même, les noyaux 12d à 12f sont électriquement reliés l'un à l'autre par une plaque conductrice (non représentée sur les dessins) et sont mis à la masse.Similarly, the cores 12d to 12f are electrically connected to each other by a conductive plate (not shown in the drawings) and are grounded.

Dans la cuve 13, un bobinage haute tension lia et des bobinages basse tension ilb et lic encerclent les noyaux 12a à 12f. Les bobinages basse tension iib et lic sont disposés des deux côtés du bobinage haute tension lia, à une certaine distance de ce bobinage. In the tank 13, a high voltage winding 11a and low voltage windings ilb and lic surround the cores 12a to 12f. The low voltage windings iib and lic are arranged on both sides of the high voltage winding 11a, at a certain distance from this winding.

Pour empêcher le couplage électrostatique direct des impulsions de tension anormale entre le bobinage haute tension lia et les bobinages basse tension iib, des premiers écrans électrostatiques 18 sont disposés entre le bobinage haute tension lia et les bobinages basse-tension iib. To prevent direct electrostatic coupling of the abnormal voltage pulses between the high voltage winding lia and the low voltage windings iib, first electrostatic screens 18 are arranged between the high voltage winding lia and the low-voltage windings iib.

Pour empêcher le couplage électrostatique d'impulsions de tension anormale entre le bobinage haute tension lia et le bobinage basse tension iib et lic par l'intermédiaire des noyaux 12a à 12f, des seconds écrans électrostatiques 19 sont disposés entre les noyaux 12a à 12f et le premier et les seconds bobinages lia et ilb. Les seconds écrans électrostatiques 19 couvrent la totalité des surfaces des noyaux 12a à 12f qui font face aux bobinages lia à lic. To prevent the electrostatic coupling of abnormal voltage pulses between the high voltage winding 11a and the low voltage winding iib and lic via the cores 12a to 12f, second electrostatic screens 19 are arranged between the cores 12a to 12f and the first and second windings 11a and 11b. The second electrostatic screens 19 cover all of the surfaces of the cores 12a to 12f which face the windings 11a to lic.

Les premiers et les seconds écrans électrostatiques 18 et 19 sont faits en un matériau non magnétique de conductivité électrique élevée, tel qu'une feuille d'aluminium, et il sont mis à la masse. The first and second electrostatic screens 18 and 19 are made of a non-magnetic material of high electrical conductivity, such as aluminum foil, and they are grounded.

Du fait de la présence des écrans électrostatiques 18 et 19, des impulsions de tension anormale se produisant dans le bobinage haute tension lia ne sont pas couplées aux bobinages basse tension lib et lic. On évite à la fois le couplage électrostatique direct et le couplage électrostatique passant par les noyaux 12a à 12f. Le transformateur peut donc être connecté à un système de transmission sous ultra haute tension. Etant donné qu'il n'est pas nécessaire d'isoler lourdement les bobinages basse-tension ilb et lic, le transformateur reste léger et de faible dimension. Due to the presence of the electrostatic screens 18 and 19, abnormal voltage pulses occurring in the high voltage winding 11a are not coupled to the low voltage windings lib and lic. Both direct electrostatic coupling and electrostatic coupling passing through the cores 12a to 12f are avoided. The transformer can therefore be connected to an ultra high voltage transmission system. Since it is not necessary to heavily insulate the low-voltage windings ilb and lic, the transformer remains light and small.

Il n'est pas nécessaire que les premiers et les seconds écrans électrostatiques 18 et 19 soient en feuille d'aluminium. On peut également utiliser d'autres matériaux tels qu'une feuille de cuivre ou une toile métallique d'aluminium ou de cuivre. The first and second electrostatic screens 18 and 19 need not be made of aluminum foil. It is also possible to use other materials such as a copper foil or a metallic fabric of aluminum or copper.

Bien que l'on ait décrit et représenté une unique réalisation, on voit que d'autres réalisations et modifications de l'invention sont possibles. Par exemple, cette invention peut s'appliquer à des réacteurs qui accumulent lténergie dans des circuits magnétiques. Although a single embodiment has been described and shown, it can be seen that other embodiments and modifications of the invention are possible. For example, this invention can be applied to reactors which accumulate energy in magnetic circuits.

Claims

1. Fixed induction device characterized in that it comprises:

cores (12a, 12b, 12c, 12d, 12e, 12f) in which magnetic circuits are created;

a first coil (11a) encircling said cores;

second coils (iib, lic) encircling said cores;

first electrostatic screens (18) disposed between said first coil and said second coils; and

second electrostatic screens (19) disposed between said cores and said first and second coils, covering all of the surfaces of said cores which face said first and second coils.

2. Apparatus of claim i, characterized in that it further comprises a tank (14) in which are located said cores, said first and second coils, and said first and second electrostatic screens.

3. Apparatus of claim 2, characterized in that it further comprises insulating oil with which said tank is filled.

4. Apparatus of claim i, characterized in that said first winding (11a) is a high voltage winding and that said second windings (iib, lic) are low voltage windings.

5. Apparatus of claim i, characterized by el fact that said cores are formed of laminated sheets of a magnetic metallic material.

6. Apparatus of claim i, characterized in that said first and second electrostatic screens are made of a non-magnetic, electrically conductive material.

7. Apparatus of claim 6, characterized in that said first and said second electrostatic screens are grounded.

8. Apparatus of claim 6, characterized in that said non-magnetic material, electrically conductive, is aluminum.

9. Apparatus of claim 6, characterized in that said non-magnetic material, electrically conductive, is copper.

10. Apparatus of claim 6, characterized in that said first and second electrostatic screens are formed of a metal sheet.

11. Apparatus of claim 6, characterized in that said first and second electrostatic screens are formed of a metallic fabric.