RU24595U1 - Трехфазный трансформатор - Google Patents

Description

°° - MnKHOlF 29/02

ТРЕХФАЗНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР

Полезная модель относится к электротехнике, в частности, к трансформаторостроению, и может найти применение в трехфазных трансформаторах, предназначенных для тяговых подстанций переменного тока железных дорог.

Известен трехфазный трансформатор, содержащий магнитопровод с тремя стержнями: А, В, С; обмотку, вводы которой предназначены для подсоединения к симметричной трехфазной сети, имеющей фазы: А, В, С; обмотку тягового напряжения, соединенную в треугольник, при этом три ввода обмотки тягового напряжения предназначены для подключения к двухфазной нагрузке, а один из вводов заземлен, и обмотку собственных нужд, предназначенную для подключения симметричной трехфазной нагрузки с тремя вводами, которые совмещены с тремя вводами обмотки тягового напряжения Л. 1.

Недостатком описанного в Л. 1 трехфазного трансформатора является несимметрия токов, потребляемых из питающей сети из-за значительной составляющей токов обратной последовательности, которые, в свою очередь, создают напряжения обратной последовательности на источниках напряжения, превышающие нормируемые Л. 2.

Полезной моделью решается задача создания трехфазного трансформатора для тяговых подстанций переменного тока, обеспечивающего симметрирование токов фаз питающей сети, а. следовательно, выработку электрической энергии, качество которой соответствует действующим нормативным документам.

Для решения поставленной задачи в трехфазном трансформаторе, содержащем магнитопровод с тремя стержнями: А, В, С, обмотку, вводы

которой предназначены для присоединения к симметричной трехфазной сети, имеющей фазы А, В, С, обмотку тягового напряжения, содержащую, по крайней мере, три основные секции, соединенные в треугольник, каждая из которых размещена на соответствующем стержне магнитопровода, при этом три ввода обмотки тягового напряжения предназначены для подключения к двухфазной нагрузке, а один из вводов заземлен, и обмотку собственных нужд, предназначенную для подключения симметричной трехфазной нагрузки с тремя вводами, по крайней мере, два из которых совмещены с вводами обмотки тягового напряжения, предложено, согласно настоящей полезной модели, обмотку тягового напряжения выполнить с четырьмя дополнительными секциями, две из которых размещены на стержне А магнитопровода концентрически относительно друг друга и основной секции, дополнительные секции, расположенные на стержнях А и В, соединить в одну неполнофазную звезду, а секции, расположенные на стержнях А и С, соединить в другую неполнофазную звезду, каждая из неполнофазных звезд соединена с обмоткой, соединенной в треугольник, при этом на стержне С размещена дополнительно введенная добавочная обмотка, один конец которой соединен с собственным вводом, а второй - с нейтральной точкой неполнофазной звезды, образованной соединением дополнительных секций фаз А и В.

Полезная модель поясняется на примере выполнения чертежами, на коротых представлены: на фиг. 1 схематически изображен заявляемый трехфазный трансформатор; на фиг. 2 - топографическая векторная диаграмма напряжений на нагрузке (поз. 23 и 24 фиг. 1) и тяговой обмотке (поз. 9 фиг. 1); на фиг. 3 - топографическая векторная диаграмма напряжений на симметричной обмотке собственных нужд (поз. 25, 26 и 27 фиг. 1) и на симметричной нагрузке (поз. 29 фиг. 1).

Трехфазный трансформатор содержит:

-магнитопровод 1 со стержнями 2 (фаза А), 3 (фаза В) и 4 (фаза

-обмотку 5 высокого напряжения, вводы которой 6 (фаза А), 7 (фаза В) и 8 (фаза С) предназначены для присоединения к симметричной трехфазной сети с фазами А, В, С;

-обмотку 9 тягового напряжения с фазами 10 (фаза А), 11 (фаза В) и 12 (фаза С). При этом фаза А 10 содержит три секции 13, 14, 15; фаза В 11 содержит две секции 16 и 17, фаза С 12 содержит также две секции 18 и 19. Секции 15, 17 и 19 соединены в треугольник. Обмотка 9 тягового напряжения имеет три ввода 20, 21 и 22, два из которых вводы 20 и 21 предназначены для подключения двз фазной нагрузки 23 и 24, а ввод 22 заземлен;

-обмотку собственных нужд, две фазы которой 25 и 26 размещены на стержнях А и В соответственно. Дополнительно введенная добавочная обмотка 27 размещена на стержне С и образует совместно с фазами 25 и 26 трехфазную обмотку, предназначенную для подключения симметричной трехфазной нагрузки 29 с вводами 20, 22 и 30. Один конец добавочной обмотки 27 соединен с собственным вводом 30, а второй конец - с нейтральной точкой неполнофазной звезды, образованной соединение дополнительных секций 13,16 фаз А и В.

На стержне 2 магнитопровода (фазы А) две секции 13 и 14 размещены концентрически относительно друг друга и секции 15.

Секция 13, размещенная на стержне А (фаза А), и секция 16, размещенная на стержне В (фаза В), соединены в одну неполнофазную звезду, а секция 14, размещенная на стержне А (фаза А), и секция 18, размещенная на стержне С (фаза С), соединены в другую неполнофазную звезду. При этом неполнофазная звезда, образованная секциями 13,

16, соединена с секцией 15 треугольника, а неполнофазная звезда, образованная секциями 14, 18, соединена с секцией 19 треугольника.

При работе трехфазного трансформатора симметрирование токов, потребляемых из питающей сети, или, что равносильно токам обмотки 5 высокого напряжения, подключенной к питающей сети, достигается за счет сдвига на 90 электрических градусов напряжений на фазах нагрузки

23и 24. Две фазы нагрузки 23 и 24 подключены к секциям 15, 17 и 19 тяговой обмотки не непосредственно, а через неполнофазные звезды, образованные секциями соответственно: 14, 18и13, 16.

Топографическая векторная диаграмма напряжения на нагрузке 23,

24и упомянутых секциях имеет вид, представленный на фиг. 2. Цифры, обозначающие векторы напряжения, соответствуют номерам секций тяговой обмотки.

Из приведенной на фиг. 2 диаграммы видно, что напряжения дополнительных секций 14, 18и13, 16, суммируясь с напряжением секций 19 и 17 (напряжения секций 19 и 17 сдвинуты на 120 электрических градусов, образуют вместе с напряжением секции 15 симметричный треугольник), образуют угол 90 электрических градусов между векторами напряжений фаз нагрузки 23 и 24. Числа витков секций 14, 18, 16и 13 выбираются равными, поэтому напряжения на двух фазах нагрузки одинаковы.

Выполнение тяговой обмотки указанным образом позволяет исключить взаимное влияние токов фаз нагрузки 23 и 24 друг на друга изза сдвига на 90 электрических градусов и получить симметричную систему токов в обмотке 5, присоединенной к питающей сети (при равных токах нагрузки 23 и 24).

Обмотка собственных нужд, частично совмещенная с тяговой обмоткой и создающая симметричное трехфазное нанряжение, образуется с помощью дополнительно введенной добавочной обмотки 27 (см. фиг.

Фиг. 3 аналогична фиг, 2. При этом обозначения аь bi, Ci на диаграмме фиг. 3 соответствуют вводам обмотки собственных нужд. Число витков обмотки 27 равно числу витков секций 13, 16, 14и 18.

Необходимо отметить, что при расположении секций тяговой обмотки и обмотки собственных нужд в соответствии с заявляемым решением, представленным на фиг. 1, и при соответствующем подборе каналов между секциями достигается симметрия параметров обмоток, т.е. напряжения короткого замыкания двух фаз тяговой обмотки равны между собой и напряжения короткого замыкания трех фаз обмотки собственных нужд также равны между собой. Это является одним из существенных положительных качеств предлагаемого технического рещения.

В настоящее время на базе заявляемого рещения разработана техническая документация на трехфазный трансформатор для тяговых подстанций переменного тока. Внедрение такого трансформатора позволит обеспечить требуемый уровень качества электрической энергии, несмотря на большой удельный вес тяговой нагрузки на многих узловых подстанциях энергосистемы.

Литература:

1.ГОСТ Р.51559 Трансформаторы силовые масляные классов напряжения 110 кВ и 220 кВ и автотрансформаторы на напряжение 27,5 кВ для электрических железных дорог переменного тока. Общие технические условия.

Claims (1)

1. Трехфазный трансформатор, содержащий магнитопровод с тремя стержнями А, В, С, обмотку, вводы которой предназначены для присоединения к симметричной трехфазной сети, имеющей фазы А, В, С, обмотку тягового напряжения, содержащую, по крайней мере, три основные секции, соединенные в треугольник, каждая из которых размещена на соответствующем стержне магнитопровода, при этом три ввода обмотки тягового напряжения предназначены для подключения к двухфазной нагрузке, а один из вводов заземлен, и обмотку собственных нужд, предназначенную для подключения симметричной трехфазной нагрузки с тремя вводами, по крайней мере, два из которых совмещены с вводами обмотки тягового напряжения, отличающийся тем, что обмотка тягового напряжения содержит четыре дополнительные секции, две из которых размещены на стержне А магнитопровода концентрически относительно друг друга и основной секции, дополнительные секции, расположенные на стержнях А и В, соединены в одну неполнофазную звезду, а секции, расположенные на стержнях А и С, соединены в другую неполнофазную звезду, каждая из неполнофазных звезд соединена с обмоткой, соединенной в треугольник, при этом на стержне С размещена дополнительно введенная добавочная обмотка, один конец которой соединен с собственным вводом, а второй - с нейтральной точкой неполнофазной звезды, образованной соединением дополнительных секций фаз А и В.