RU2016106057A - HIGH VOLTAGE HIGH TEMPERATURE TRANSFORMER - Google Patents

HIGH VOLTAGE HIGH TEMPERATURE TRANSFORMER Download PDF

Info

Publication number
RU2016106057A
RU2016106057A RU2016106057A RU2016106057A RU2016106057A RU 2016106057 A RU2016106057 A RU 2016106057A RU 2016106057 A RU2016106057 A RU 2016106057A RU 2016106057 A RU2016106057 A RU 2016106057A RU 2016106057 A RU2016106057 A RU 2016106057A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
winding
transformer
turns
wires
wire
Prior art date
Application number
RU2016106057A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Андрей Александрович Виноградов
Андрей Владимирович Петров
Андрей Владимирович Шишов
Original Assignee
Андрей Александрович Виноградов
Андрей Владимирович Петров
Андрей Владимирович Шишов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Андрей Александрович Виноградов, Андрей Владимирович Петров, Андрей Владимирович Шишов filed Critical Андрей Александрович Виноградов
Priority to RU2016106057A priority Critical patent/RU2016106057A/en
Publication of RU2016106057A publication Critical patent/RU2016106057A/en

Links

Landscapes

  • Coils Of Transformers For General Uses (AREA)

Claims (37)

1. Трансформатор высоковольтный высокотемпературный, включающий в себя: первичную и вторичную обмотки, состоящие из заданного количества витков изолированных проводов, объединенных в каждой обмотке в свой плоский жгут, состоящий из одного и более изолированных проводов; обмотки, имеющие между витками изоляционный промежуток, задаваемый по окружности витков толщиной дистанционирующих прокладок и заполненный жидким диэлектриком, который при работе трансформатора в основном за счет теплопроводности обмотки отводит тепло из сердцевины обмотки к ее поверхности и далее за счет конвективного теплообмена при естественной циркуляции отводит тепло от поверхности обмоток через стенку корпуса трансформатора и внешний теплообменник с принудительным охлаждением вентиляторами во внешнюю среду, отличающийся тем, что:1. High-voltage high-temperature transformer, including: primary and secondary windings, consisting of a given number of turns of insulated wires, combined in each winding into its own flat bundle, consisting of one or more insulated wires; windings having an insulating gap between the turns, defined around the circumference of the turns by the thickness of the spacers and filled with a liquid dielectric, which, when the transformer is operated, mainly removes heat from the core of the winding to its surface and then, due to convective heat transfer during natural circulation, removes heat from the surface of the windings through the wall of the transformer housing and an external heat exchanger with forced cooling by fans into the external environment, which differs m that: - первичная обмотка состоит из заданного количества витков голых (без какой-либо электрической изоляции на поверхности) электрически параллельно соединенных без стыков одножильных проводов, объединенных с помощью дистанционирующих диэлектрических прокладок с заданным зазором между собой в плоский жгут, образующий за счет изгиба своей плоскости винтовую конусную поверхность под заданным углом к оси сердечника обмотки трансформатора, образующий из двух и более проводов в жгуте между витками обмотки коридорный пучок проводов, охлаждаемых поперечным потоком за счет конвективного теплообмена жидким диэлектриком, обеспечивающим отвод тепла непосредственно с поверхности каждого провода обмотки за счет только естественной циркуляции;- the primary winding consists of a predetermined number of turns of bare wires (without any electrical insulation on the surface) electrically connected in parallel without joints of single-core wires, united by means of spacer dielectric spacers with a given gap between each other into a flat bundle, which forms, by bending its plane, a spiral cone the surface at a given angle to the axis of the core of the transformer winding, forming from two or more wires in a bundle between turns of the winding a corridor bundle of wires, is cooled s transverse flux due to convective heat exchange with liquid dielectric, providing heat dissipation directly from the surface of each of the winding wires due only natural circulation; - вторичная обмотка состоит из заданного количества витков голых электрически параллельно соединенных без стыков проводов, разделенных на расчетное количество секций обмотки, выполненных в виде конусообразных спиралей Архимеда с расчетным количеством витков провода в спирали, объединенных с помощью дистанционирующих диэлектрических прокладок с заданным зазором между витками провода в спирали, образующие в зазоре между соседними секциями обмотки под углом конуса спирали коридорный пучок проводов, охлаждаемых поперечным потоком за счет конвективного теплообмена жидким диэлектриком, обеспечивающим отвод тепла непосредственно с поверхности каждого провода обмотки за счет только естественной циркуляции.- the secondary winding consists of a given number of turns of bare wires electrically parallel connected without joints, divided by the estimated number of sections of the winding, made in the form of cone-shaped spirals of Archimedes with the estimated number of turns of wire in the spiral, combined using spacing dielectric spacers with a given gap between the turns of wire in spirals forming in the gap between adjacent sections of the winding at an angle of the spiral cone a corridor bundle of wires cooled by a transverse flow in seconds even convective heat transfer by a liquid dielectric, which provides heat removal directly from the surface of each winding wire due to only natural circulation. 2. Трансформатор высоковольтный высокотемпературный по п. 1, отличающийся тем, что первичная обмотка состоит из такого количества витков жгута, количества в жгуте одножильных голых проводов и зазора между ними, и такого диаметра проводов, которые определены на основе совместных оптимизационных расчетов:2. The high-voltage high-temperature transformer according to claim 1, characterized in that the primary winding consists of such a number of turns of the bundle, the number of single-core bare wires in the bundle and the gap between them, and such a diameter of the wires, which are determined on the basis of joint optimization calculations: - передаваемой максимальной электрической мощности трансформатором и напряжения на первичной обмотке, толщины изоляционных зазоров между витками и проводами в жгуте обмотки;- the transmitted maximum electric power by the transformer and the voltage on the primary winding, the thickness of the insulation gaps between the turns and wires in the winding harness; - предельного потока тепла, охлаждающего трансформатор, для заданной максимальной температуры стенки корпуса трансформатора в окружающей его среде;- the maximum heat flux cooling the transformer for a given maximum temperature of the transformer housing wall in its environment; - размера гидродинамических зазоров между проводами обмотки и в проточной части контура естественной циркуляции;- the size of the hydrodynamic gaps between the wires of the winding and in the flow part of the natural circulation circuit; - значения допустимого тока в одном одножильном проводе с учетом скин-эффекта и отсутствия кризиса теплоотдачи с поверхности провода, и сохранения диэлектрических свойств жидкого диэлектрика в пограничном слое на поверхности провода;- the values of the permissible current in one single-core wire, taking into account the skin effect and the absence of a heat transfer crisis from the surface of the wire, and the conservation of the dielectric properties of the liquid dielectric in the boundary layer on the surface of the wire; - значения максимального прогиба провода между соседними проводами и витками в обмотке, возникающих под действием электромагнитных сил при коротком замыкании в цепи нагрузки трансформатора;- the values of the maximum deflection of the wire between adjacent wires and turns in the winding arising under the influence of electromagnetic forces during a short circuit in the load circuit of the transformer; - циклической прочности провода в местах его крепления в дистанционирующих диэлектрических прокладках;- the cyclic strength of the wire in the places of its fastening in the spacing dielectric gaskets; - выделяемого с поверхности провода теплового потока, возникающего при коротком замыкании в цепи нагрузки трансформатора;- heat flow released from the surface of the wire arising from a short circuit in the transformer load circuit; - запаса до кризиса теплоотдачи с поверхности провода, возникающем при коротком замыкании в цепи нагрузки трансформатора при естественной циркуляции жидкого диэлектрика и заданной температуры окружающей трансформатор среды;- stock before the crisis of heat transfer from the surface of the wire arising from a short circuit in the load circuit of the transformer during the natural circulation of the liquid dielectric and the given temperature of the environment surrounding the transformer; - времени разгона потока естественной циркуляции жидкого диэлектрика в проточной части первичной обмотки до стационарного уровня при ступенчатом изменении текущей мощности трансформатора (или электрического тока в первичной обмотке).- time of the acceleration of the flow of natural circulation of the liquid dielectric in the flow part of the primary winding to a stationary level with a stepwise change in the current power of the transformer (or electric current in the primary winding). 3. Трансформатор высоковольтный высокотемпературный по п. 1, отличающийся тем, что вторичная обмотка состоит из такого количества витков жгута, количества в жгуте одножильных голых проводов и зазора между ними, и такого3. The high-voltage high-temperature transformer according to claim 1, characterized in that the secondary winding consists of such a number of turns of the bundle, the number of single-core bare wires in the bundle and the gap between them, and such диаметра проводов, и такого количества секций из конусных спиралей Архимеда, и витков жгута в каждой конусной спирали Архимеда, которые определены на основе совместных оптимизационных расчетов:the diameter of the wires, and such a number of sections from Archimedes cone spirals, and bundle turns in each Archimedes cone spiral, which are determined on the basis of joint optimization calculations: - передаваемой максимальной электрической мощности трансформатором и напряжения на вторичной обмотке, толщины изоляционных зазоров между проводами в жгуте, проводами витков в спирали Архимеда в каждой секции, проводами соседних спиралей Архимеда в обмотке;- the transmitted maximum electric power by the transformer and the voltage on the secondary winding, the thickness of the insulation gaps between the wires in the bundle, the wires of the turns in the Archimedes spiral in each section, the wires of the neighboring Archimedes spirals in the winding; - размера гидродинамических зазоров между проводами обмотки и в проточной части контура естественной циркуляции;- the size of the hydrodynamic gaps between the wires of the winding and in the flow part of the natural circulation circuit; - значения допустимого тока в одном одножильном проводе с учетом скин-эффекта и отсутствия кризиса теплоотдачи с поверхности провода, и сохранения диэлектрических свойств жидкого диэлектрика в пограничном слое на поверхности провода;- the values of the permissible current in one single-core wire, taking into account the skin effect and the absence of a heat transfer crisis from the surface of the wire, and the conservation of the dielectric properties of the liquid dielectric in the boundary layer on the surface of the wire; - значения максимального прогиба провода между соседними проводами и витками в обмотке, возникающих под действием электромагнитных сил при коротком замыкании в цепи нагрузки трансформатора;- the values of the maximum deflection of the wire between adjacent wires and turns in the winding arising under the influence of electromagnetic forces during a short circuit in the load circuit of the transformer; - циклической прочности провода в местах его крепления в дистанционирующих диэлектрических прокладках;- the cyclic strength of the wire in the places of its fastening in the spacing dielectric gaskets; - выделяемого с поверхности провода теплового потока, возникающего при коротком замыкании в цепи нагрузки трансформатора;- heat flow released from the surface of the wire arising from a short circuit in the transformer load circuit; - запаса до кризиса теплоотдачи с поверхности провода, возникающего при коротком замыкании в цепи нагрузки трансформатора при естественной циркуляции жидкого диэлектрика и заданной температуры окружающей трансформатор среды;- stock before the heat transfer crisis from the surface of the wire arising from a short circuit in the load circuit of the transformer during the natural circulation of the liquid dielectric and the given temperature of the environment surrounding the transformer; - времени разгона потока естественной циркуляции жидкого диэлектрика в проточной части вторичной обмотки до стационарного уровня при ступенчатом изменении текущей мощности трансформатора (или электрического тока во вторичной обмотке).- time of acceleration of the flow of natural circulation of the liquid dielectric in the flow part of the secondary winding to a stationary level with a stepwise change in the current power of the transformer (or electric current in the secondary winding). 4. Трансформатор высоковольтный высокотемпературный по п. 1, отличающийся тем, что он способен работать при температуре окружающего его воздуха до 80°С.4. The high-voltage high-temperature transformer according to claim 1, characterized in that it is capable of operating at a temperature of ambient air of up to 80 ° C. 5. Трансформатор высоковольтный высокотемпературный по п. 1, отличающийся тем, что во вторичной обмотке количество витков в каждой5. The high-voltage high-temperature transformer according to claim 1, characterized in that in the secondary winding the number of turns in each конусной спирали Архимеда одинаково, и определяется исходя из равенства ее высоты высоте первичной обмотке.Archimedes' conical spiral is the same, and is determined based on the equality of its height to the height of the primary winding. 6. Трансформатор высоковольтный высокотемпературный по п. 1, отличающийся тем, что во вторичной обмотке витки конусных спиралей Архимеда имеют одинаковое направление навивки жгута (провода) и соединены последовательно, образуя вторичную обмотку с требуемым количеством витков, причем конусные спирали Архимеда имеются двух типов, в первом типе навивка спирали выполнена от оси магнитопровода к периферии обмотки, во втором типе, наоборот, от периферии к оси магнитопровода.6. The high-voltage high-temperature transformer according to claim 1, characterized in that in the secondary winding the turns of the Archimedes conical spirals have the same direction of winding the bundle (wire) and are connected in series, forming a secondary winding with the required number of turns, and there are two types of Archimedes cone spirals, in the first type of spiral winding is made from the axis of the magnetic circuit to the periphery of the winding, in the second type, on the contrary, from the periphery to the axis of the magnetic circuit. 7. Трансформатор высоковольтный высокотемпературный по п. 1, отличающийся тем, что в обоих его обмотках витки с внутренней и наружной цилиндрических поверхностей имеют в дистанционирующих прокладках между собой изоляционный зазор, который с запасом должен превышать возможный прогиб дуги провода между прокладками в режиме короткого замыкания.7. The high-voltage high-temperature transformer according to claim 1, characterized in that in both its windings the turns from the inner and outer cylindrical surfaces have an insulating gap between the spacers, which should exceed the possible deflection of the wire arc between the spacers in the short circuit mode. 8. Трансформатор высоковольтный высокотемпературный по п. 1, отличающийся тем, что в обоих его обмотках требуемый зазор между пучками проводов для расчетного расхода охлаждающего жидкого диэлектрика задается толщиной дистанционирующих прокладок, размещенных по высоте обмоток друг над другом и образующих соответствующие конусные поверхности для витков обмоток первичной и для конусных спиралей Архимеда вторичной, начиная с нижнего общего опорного двойного конуса, имеющего для первичной обмотки винтовой заход для первого витка.8. The high-voltage high-temperature transformer according to claim 1, characterized in that in both its windings, the required gap between the wire bundles for the calculated flow rate of the cooling liquid dielectric is specified by the thickness of the spacers placed along the height of the windings one above the other and forming the corresponding conical surfaces for the turns of the primary windings and for conical spirals of Archimedes secondary, starting from the lower common supporting double cone having a helical approach for the primary winding for the first turn. 9. Трансформатор высоковольтный высокотемпературный по п. 1, отличающийся тем, что в обоих его обмотках между дистанционирующими прокладками установлены гидродинамические разделительные межвитковые экраны, причем во вторичной обмотке установлены конусные экраны, а в первичной обмотке установлен винтовой экран.9. The high-voltage high-temperature transformer according to claim 1, characterized in that in both its windings between the spacer gaskets there are hydrodynamic dividing inter-turn screens, conical screens are installed in the secondary winding and a screw screen is installed in the primary winding. 10. Трансформатор высоковольтный высокотемпературный по п. 1, отличающийся тем, что у каждой его обмотки имеется свой стягивающий верхний конус для вторичной обмотки и конус для первичной обмотки, имеющий винтовой выход для раскладки прокладок последнего витка.10. The high-voltage high-temperature transformer according to claim 1, characterized in that each of its windings has its own tightening upper cone for the secondary winding and a cone for the primary winding having a screw outlet for laying out the gaskets of the last turn. 11. Трансформатор высоковольтный высокотемпературный по п. 1, отличающийся тем, что в кольцевом зазоре между его обмотками установлен гидродинамический разделительный экран, который за счет своей конусности11. The high-voltage high-temperature transformer according to claim 1, characterized in that a hydrodynamic dividing screen is installed in the annular gap between its windings, which, due to its taper формирует по высоте обмоток расширение проходного кольцевого сечения раздельно для каждого восходящего из обмоток потока жидкого диэлектрика.the height of the windings forms an expansion of the bore annular section separately for each liquid dielectric flow rising from the windings. 12. Трансформатор высоковольтный высокотемпературный по п. 1, отличающийся тем, что в нем между корпусом и вторичной обмоткой установлен наружный гидродинамический экран, который за счет своей конусности обеспечивает для охлаждения распределенную по высоте вторичной обмотки параллельную раздачу потока жидкого диэлектрика с одинаковой температурой по виткам, причем зазор между экраном и обмоткой подобран таким размером, чтобы в потоке не было застойных зон.12. The high-voltage high-temperature transformer according to claim 1, characterized in that an external hydrodynamic screen is installed between the housing and the secondary winding, which, due to its taper, provides for parallel distribution of the flow of the liquid dielectric with the same temperature over the turns, for the cooling of the secondary winding, moreover, the gap between the screen and the winding is selected in such a way that there are no stagnant zones in the flow. 13. Трансформатор высоковольтный высокотемпературный по п. 1, отличающийся тем, что в первичной обмотке сделана параллельная раздача потока жидкого диэлектрика с одинаковой температурой по виткам, причем зазор между стержнем магнитопровода трансформатора и обмоткой подобран таким размером, чтобы в потоке не было застойных зон.13. The high-voltage high-temperature transformer according to claim 1, characterized in that in the primary winding a parallel distribution of the liquid dielectric stream with the same temperature over the turns is made, the gap between the transformer core of the transformer and the winding being selected so that there are no stagnant zones in the stream. 14. Трансформатор высоковольтный высокотемпературный по п. 1, отличающийся тем, что параллельная раздача потока охлаждения по высоте его первичной и вторичной обмоток рассчитана таким образом, чтобы температура провода по высоте каждой из обмоток была бы одинаковой.14. The high-voltage high-temperature transformer according to claim 1, characterized in that the parallel distribution of the cooling flow along the height of its primary and secondary windings is designed so that the temperature of the wire along the height of each of the windings is the same. 15. Трансформатор высоковольтный высокотемпературный по п. 1, отличающийся тем, что в обоих его обмотках применены дистанционирующие прокладки из материала, который подобран с таким коэффициентом температурного удлинения, при котором за счет их нагрева до температуры жидкого диэлектрика провода между прокладками находились бы в слегка натянутом состоянии.15. The high-voltage high-temperature transformer according to claim 1, characterized in that in both its windings spacers are used made of a material that is selected with a coefficient of thermal elongation such that, by heating them to the temperature of the liquid dielectric, the wires between the spacers would be slightly stretched condition.
RU2016106057A 2016-02-24 2016-02-24 HIGH VOLTAGE HIGH TEMPERATURE TRANSFORMER RU2016106057A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016106057A RU2016106057A (en) 2016-02-24 2016-02-24 HIGH VOLTAGE HIGH TEMPERATURE TRANSFORMER

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016106057A RU2016106057A (en) 2016-02-24 2016-02-24 HIGH VOLTAGE HIGH TEMPERATURE TRANSFORMER

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2016106057A true RU2016106057A (en) 2017-08-28

Family

ID=59798453

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016106057A RU2016106057A (en) 2016-02-24 2016-02-24 HIGH VOLTAGE HIGH TEMPERATURE TRANSFORMER

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2016106057A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2791604C2 (en) * 2019-11-25 2023-03-13 Магомедриза Салихович Гамидов Method for increasing the power of a power transformed and a device for its implementation

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2791604C2 (en) * 2019-11-25 2023-03-13 Магомедриза Салихович Гамидов Method for increasing the power of a power transformed and a device for its implementation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9105389B2 (en) Cooling system for dry transformers
JP2014504806A (en) Dry distribution transformer
CN103125003A (en) Transformer winding
CN103730237A (en) Multi-winding water-cooled inductor
Yuan et al. Research on temperature field simulation of dry type air core reactor
US20220336137A1 (en) A non-liquid immersed transformer
RU2016106057A (en) HIGH VOLTAGE HIGH TEMPERATURE TRANSFORMER
CA2967110C (en) Cooling ducts for transformers' winding
TWI523051B (en) Ground induction electrical appliances
RU101262U1 (en) WINDING TRANSFORMER (REACTOR)
RU2479059C1 (en) Three-phase hv transformer with liquid cooling system
CN209232549U (en) A kind of liquid-cooling type high-frequency switch power transformer
RU116266U1 (en) HIGH TEMPERATURE SUPERCONDUCTING POWER CABLE CURRENT
CN105323883A (en) High-power radiant tube
RU123576U1 (en) HIGH VOLTAGE RECTIFIER TRANSFORMER
EP2618348A2 (en) Electrical apparatus having a thermally conductive bobbin
CN106298205A (en) A kind of winding multistage continuous voltage regulating transformator
RU50044U1 (en) INDUCTION COIL BLOCK
JP2021034294A (en) Superheated steam producing device
JP5932515B2 (en) Oil-filled static induction machine
RU2509387C2 (en) Transformer
CN202549541U (en) Air cooled high power medium-high frequency transformer
RU2770911C1 (en) Induction fluid heater
KR20170086733A (en) Mold transformer
KR102145840B1 (en) Transformer

Legal Events

Date Code Title Description
FA93 Acknowledgement of application withdrawn (no request for examination)

Effective date: 20190226