RU2727157C1 - Transformer for traction substations of alternating current - Google Patents

Transformer for traction substations of alternating current Download PDF

Info

Publication number
RU2727157C1
RU2727157C1 RU2019144050A RU2019144050A RU2727157C1 RU 2727157 C1 RU2727157 C1 RU 2727157C1 RU 2019144050 A RU2019144050 A RU 2019144050A RU 2019144050 A RU2019144050 A RU 2019144050A RU 2727157 C1 RU2727157 C1 RU 2727157C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
phase
section
winding
wires
phases
Prior art date
Application number
RU2019144050A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Евгений Александрович Клочихин
Юрий Павлович Неугодников
Original Assignee
Евгений Александрович Клочихин
Юрий Павлович Неугодников
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 Евгений Александрович Клочихин, Юрий Павлович Неугодников filed Critical Евгений Александрович Клочихин
Priority to RU2019144050A priority Critical patent/RU2727157C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2727157C1 publication Critical patent/RU2727157C1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/34—Special means for preventing or reducing unwanted electric or magnetic effects, e.g. no-load losses, reactive currents, harmonics, oscillations, leakage fields
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F30/00—Fixed transformers not covered by group H01F19/00
    • H01F30/04—Fixed transformers not covered by group H01F19/00 having two or more secondary windings, each supplying a separate load, e.g. for radio set power supplies
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F30/00—Fixed transformers not covered by group H01F19/00
    • H01F30/06—Fixed transformers not covered by group H01F19/00 characterised by the structure
    • H01F30/12—Two-phase, three-phase or polyphase transformers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Coils Of Transformers For General Uses (AREA)

Abstract

FIELD: electrical engineering.SUBSTANCE: transformer for traction substations of AC comprises flat magnetic system, primary winding for connection to phases of supply mains, connected in star, secondary winding connected in a triangle, one of which phases is made of wires with total cross-section from 0.3 to 1.0 of total cross-section of wires of any other phase of secondary winding. Linear inputs of secondary connection winding to two single-phase power consumers so that one input is common for both loads, and each of the other inputs is connected to one of loads. One phase of primary winding corresponding to phase with reduced total cross-section of wires of secondary winding is made of wires with total cross-section from 0.3 to 0.7 of total section of wires of any other phase of primary winding. Phases of primary and secondary windings with reduced total cross-section of wires are located on central rod of magnetic system and are made with minimum radial sizes at maximum possible heights in window of magnetic system. Inner diameter of the internal winding of the phase with reduced total cross-section of conductors is equal to or smaller than the size of inner diameters of internal windings of other phases. Outer diameter of the outer winding of the phase with reduced overall cross-section of wires is smaller than that of external windings of external windings of other phases.EFFECT: technical result consists in reduction of dimensions and flow rate of active and structural materials.1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, в частности, к трансформаторостроению, и может найти применение в трансформаторах для тяговых подстанций переменного тока.The invention relates to electrical engineering, in particular, to transformer engineering, and can be used in transformers for AC traction substations.

Известен трехфазный силовой трансформатор для тяговых подстанций переменного тока, содержащий плоскую магнитную систему, обмотку, соединенную в звезду, линейные вводы которой предназначены для подключения к фазам питающей сети, обмотку, соединенную в треугольник, линейные вводы которой предназначены для подсоединения к двум однофазным потребителям энергии таким образом, что один ввод является общим для обеих нагрузок, а каждый из остальных вводов соединен с одной из нагрузок. При этом суммарное сечение проводов у каждой обмотки на всех фазах одинаково. (Марквардт К.Г. Электроснабжение электрифицированных железных дорог / К.Г. Марквардт. - Учебник для вузов ж.-д. транспорта. - М.: Транспорт, 1982. - с. 24-25).Known is a three-phase power transformer for traction substations of alternating current, containing a flat magnetic system, a winding connected to a star, the linear inputs of which are intended to be connected to the phases of the supply network, a winding connected to a delta, the linear inputs of which are intended to be connected to two single-phase energy consumers such in such a way that one input is common for both loads, and each of the other inputs is connected to one of the loads. In this case, the total cross-section of wires for each winding in all phases is the same. (Marquardt K.G. Power supply of electrified railways / K.G. Marquardt. - Textbook for universities of railway transport. - M .: Transport, 1982. - pp. 24-25).

Указанный трансформатор для тяговых подстанций переменного тока рассчитывается из условия питания симметричной трехфазной нагрузки, то есть с равными мощностями по фазам. Поэтому конструкция и размеры обмоток на всех фазах одинаковы. При питании двух однофазных потребителей одна из фаз трансформатора нагружается меньше, чем другие две фазы. В этой связи, недостатками указанного трансформатора для тяговых подстанций переменного тока являются повышенный расход активных и конструктивных материалов и большие габариты трансформатора.The specified transformer for AC traction substations is calculated from the supply condition for a symmetrical three-phase load, that is, with equal powers in phases. Therefore, the design and dimensions of the windings on all phases are the same. When two single-phase consumers are supplied, one of the transformer phases is loaded less than the other two phases. In this regard, the disadvantages of this transformer for AC traction substations are the increased consumption of active and structural materials and the large dimensions of the transformer.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является трансформатор для тяговых подстанций переменного тока (патент на полезную модель №23347, дата публикации 10.06.2002, бюл. №16), содержащий обмотку, предназначенную для подсоединения к фазам питающей сети, и обмотку, по крайней мере, одна часть которой соединена в треугольник, по меньшей мере, одна фаза которого выполнена из проводов с суммарным сечением S, а линейные вводы этой обмотки предназначены для подсоединения к двум однофазным потребителям энергии таким образом, что один ввод является общим для обеих нагрузок, а каждый из остальных вводов соединен с одной из нагрузок, и, по крайней мере, одна из фаз обмотки, соединенной в треугольник, выполнена из проводов с суммарным сечением, равным 0,3≤S<1,0.The closest to the claimed technical solution is a transformer for AC traction substations (patent for utility model No. 23347, publication date 06/10/2002, bulletin No. 16), containing a winding intended for connection to the phases of the supply network, and a winding at least , one part of which is connected in a triangle, at least one phase of which is made of wires with a total cross-section S, and the linear inputs of this winding are designed to be connected to two single-phase energy consumers in such a way that one input is common for both loads, and each of the rest of the inputs is connected to one of the loads, and at least one of the phases of the winding, connected in a triangle, is made of wires with a total cross section equal to 0.3≤S <1.0.

В соответствии с описанием полезной модели, одну из фаз обмотки, соединенной в треугольник, выполняют меньшим суммарным сечением, чем суммарное сечение любой другой ее фазы в связи с протеканием по ней меньшего тока. Указанная полезная модель позволила частично снизить расход активных материалов по сравнению с первым аналогом. Недостатком данного трансформатора является повышенный расход активных и конструктивных материалов и большие габариты трансформатора.In accordance with the description of the utility model, one of the phases of the winding connected in a triangle is made with a smaller total cross-section than the total cross-section of any of its other phases due to the flow of less current through it. The indicated utility model has made it possible to partially reduce the consumption of active materials in comparison with the first analogue. The disadvantage of this transformer is the increased consumption of active and structural materials and the large dimensions of the transformer.

Техническая проблема, на решение которой направлено изобретение является создание трехфазного трансформатора для питания двух однофазных нагрузок, имеющего меньший расход активных и конструктивных материалов, а также уменьшенные габариты.The technical problem to be solved by the invention is the creation of a three-phase transformer for supplying two single-phase loads, having a lower consumption of active and structural materials, as well as reduced dimensions.

Технический результат заявленного изобретения достигается благодаря тому, что в трансформаторе для тяговых подстанций переменного тока, содержащем, плоскую магнитную систему, первичную обмотку, предназначенную для подсоединения к фазам питающей сети, соединенную в звезду, вторичную обмотку, соединенную в треугольник, при этом, одна из фаз вторичной обмотки, выполнена из проводов с суммарным сечением от 0,3 до 1,0 от суммарного сечения проводов любой другой фазы вторичной обмотки, причем линейные вводы вторичной обмотки предназначены для подсоединения к двум однофазным потребителям энергии таким образом, что один ввод является общим для обеих нагрузок, а каждый из остальных вводов соединен с одной из нагрузок, согласно настоящему изобретению, одна фаза первичной обмотки, соответствующая фазе с уменьшенным суммарным сечением проводов вторичной обмотки, выполнена из проводов, с суммарным сечением от 0,3 до 0,7 от суммарного сечения проводов любой другой фазы первичной обмотки, при этом, соответствующие фазы первичной и вторичной обмоток с уменьшенным суммарным сечением проводов расположены на центральном стержне магнитной системы и выполнены с минимальными радиальными размерами при максимально возможных высотах в окне магнитной системы, внутренний диаметр внутренней обмотки фазы с уменьшенным суммарным сечением проводников выполнен равным или меньшего размера по сравнению с внутренними диаметрами внутренних обмоток других фаз, а наружный диаметр наружной обмотки фазы с уменьшенным суммарным сечением проводов выполнен меньшего размера по сравнению с наружными диаметрами наружных обмоток других фаз.The technical result of the claimed invention is achieved due to the fact that in a transformer for traction substations of alternating current, containing, a flat magnetic system, a primary winding intended for connection to the phases of the supply network, connected in a star, a secondary winding connected in a triangle, while one of phases of the secondary winding, made of wires with a total cross-section of 0.3 to 1.0 of the total cross-section of wires of any other phase of the secondary winding, and the linear inputs of the secondary winding are designed to be connected to two single-phase energy consumers in such a way that one input is common for of both loads, and each of the other inputs is connected to one of the loads, according to the present invention, one phase of the primary winding corresponding to the phase with a reduced total cross-section of the secondary winding wires is made of wires with a total cross-section of 0.3 to 0.7 of the total cross-sections of wires of any other phase of the primary winding, while, with The corresponding phases of the primary and secondary windings with a reduced total cross-section of wires are located on the central rod of the magnetic system and are made with minimum radial dimensions at the maximum possible heights in the window of the magnetic system, the inner diameter of the inner winding of the phase with a reduced total cross-section of conductors is made equal to or smaller than the inner diameters of the inner windings of other phases, and the outer diameter of the outer winding of the phase with a reduced total cross-section of wires is made smaller in comparison with the outer diameters of the outer windings of other phases.

Сущность изобретения поясняется следующим образом.The essence of the invention is explained as follows.

Выполнение одной из фаз первичной обмотки с суммарным сечением от 0,3 до 0,7 от суммарного сечения проводов двух других фаз, позволяет сократить расход активных материалов. Под суммарным сечением фазы обмотки понимается общее суммарное сечение параллельных проводов, которыми намотана фаза обмотки.Execution of one of the phases of the primary winding with a total cross-section of 0.3 to 0.7 of the total cross-section of wires of the other two phases, allows to reduce the consumption of active materials. The total cross-section of the winding phase is understood as the total total cross-section of the parallel wires with which the winding phase is wound.

Также выполнение соответствующих фаз первичной и вторичной обмоток с уменьшенными суммарными сечениями проводов с минимальными радиальными размерами при максимально возможных их высотах в окне магнитной системы позволяет максимально уменьшить их диаметры. Под максимально возможной высотой обмотки фазы в окне магнитной системы понимается наибольшая высота обмотки фазы, которая получается в размерах окна магнитной системы с учетом выполнения требований по охлаждению, по размерам продольной и ярмовой изоляции, по размерам прессующей системы, которые приняты для данного трансформатора. Выполнение внутреннего диаметра внутренней обмотки фазы с уменьшенным суммарным сечением проводников равным или меньшего размера по сравнению с внутренними диаметрами внутренних обмоток других фаз обеспечивает минимальный диаметр этой обмотки и сокращает в ней расход провода. Наружный диаметр наружной обмотки фазы с уменьшенным суммарным сечением проводов выполняется меньшего размера по сравнению с наружным диаметром наружных обмоток других фаз. Величина данного уменьшения определяется из требований к величине напряжения короткого замыкания этих пар обмоток и обеспечения требований к уровню изоляции и интенсивности охлаждения обмоток. Уменьшение наружного диаметра наружной обмотки и внутреннего диаметра внутренней обмотки, а также размещение их на центральном стержне магнитной системы наряду с уменьшением расхода провода уменьшает межосевое расстояние между стержнями магнитной системы, что снижает расход электротехнической, конструкционной стали и уменьшает габариты трансформатора.Also, the implementation of the corresponding phases of the primary and secondary windings with reduced total cross-sections of wires with minimum radial dimensions at their maximum possible heights in the window of the magnetic system allows them to minimize their diameters. The maximum possible height of the phase winding in the magnetic system window is understood as the maximum height of the phase winding, which is obtained in the dimensions of the magnetic system window, taking into account the fulfillment of the cooling requirements, the dimensions of the longitudinal and yoke insulation, and the dimensions of the pressing system that are adopted for a given transformer. The execution of the inner diameter of the inner winding of the phase with a reduced total cross-section of the conductors equal to or smaller than the inner diameters of the inner windings of other phases ensures the minimum diameter of this winding and reduces the wire consumption in it. The outer diameter of the outer winding of a phase with a reduced total cross-section of wires is made smaller in comparison with the outer diameter of the outer windings of other phases. The magnitude of this reduction is determined from the requirements for the magnitude of the short-circuit voltage of these pairs of windings and ensuring the requirements for the insulation level and the intensity of cooling of the windings. Reducing the outer diameter of the outer winding and the inner diameter of the inner winding, as well as placing them on the central rod of the magnetic system, along with a decrease in wire consumption, reduces the center-to-center distance between the rods of the magnetic system, which reduces the consumption of electrical and structural steel and reduces the size of the transformer.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где:The essence of the invention is illustrated by drawings, where:

- на фигуре 1 изображена электрическая схема трансформатора;- figure 1 shows the electrical diagram of the transformer;

- на фигуре 2 схематично изображен разрез трансформатора (вид спереди);- figure 2 schematically shows a section of a transformer (front view);

- на фигуре 3 разрез А-А на фигуре 2, схематично изображен разрез трансформатора (вид сверху).- figure 3 section A-A in figure 2, schematically shows a section of the transformer (top view).

На фигурах обозначено:The figures indicate:

1 - магнитная система трансформатора;1 - magnetic system of the transformer;

2 - боковой стержень магнитной системы трансформатора;2 - side bar of the magnetic system of the transformer;

3 - центральный стержень магнитной системы трансформатора;3 - the central core of the magnetic system of the transformer;

4, 5, 6 - первичные обмотки фаз трансформатора;4, 5, 6 - primary windings of the transformer phases;

7, 8, 9 - линейные концы первичной обмотки трансформатора;7, 8, 9 - linear ends of the primary winding of the transformer;

10, 11, 12 - вторичные обмотки фаз трансформатора;10, 11, 12 - secondary windings of the transformer phases;

13, 14, 15 - линейные концы вторичной обмотки трансформатора;13, 14, 15 - linear ends of the secondary winding of the transformer;

16, 17 - однофазные нагрузки (потребители энергии):16, 17 - single-phase loads (energy consumers):

δ1У - радиальный размер первичной обмотки фазы с уменьшенным суммарным сечением проводов;δ 1U - the radial size of the primary winding of the phase with a reduced total cross-section of wires;

δ2У - радиальный размер вторичной обмотки фазы с уменьшенным суммарным сечением проводов;δ 2U - radial size of the secondary winding of the phase with a reduced total cross-section of wires;

δ1 - радиальный размер первичной обмотки фазы;δ 1 - radial size of the primary winding of the phase;

δ2 - радиальный размер вторичной обмотки фазы;δ 2 - radial size of the secondary winding of the phase;

h1 - высота первичной обмотки фазы с уменьшенным суммарным сечением проводов;h 1 - the height of the primary winding of the phase with a reduced total cross-section of wires;

h2 - высота вторичной обмотки фазы с уменьшенным суммарным сечением проводов;h 2 - the height of the secondary winding of the phase with a reduced total cross-section of wires;

ho - высота окна магнитной системы;h o - height of the magnetic system window;

mo - межосевое расстояние стержней магнитной системы;m o - center distance of the rods of the magnetic system;

d1У - наружный диаметр первичной обмотки фазы с уменьшенным суммарным сечением проводов;d 1U - outer diameter of the primary winding of the phase with a reduced total cross-section of wires;

d2У - внутренний диаметр вторичной обмотки фазы с уменьшенным суммарным сечением проводов;d 2U - inner diameter of the secondary winding of the phase with a reduced total cross-section of wires;

d1 - наружный диаметр первичной обмотки фазы;d 1 - outer diameter of the primary winding of the phase;

d2 - внутренний диаметр вторичной обмотки фазы;d 2 - inner diameter of the secondary winding of the phase;

аС2У - расстояние от обмотки фазы с уменьшенным суммарным сечением проводов до стержня магнитной системы;and C2U is the distance from the phase winding with a reduced total cross-section of wires to the core of the magnetic system;

аС2 - расстояние от обмотки фазы до стержня магнитной системы;a C2 is the distance from the phase winding to the rod of the magnetic system;

a12У - расстояние между первичной и вторичной обмотками фазы с уменьшенными суммарными сечениями проводов;a 12U is the distance between the primary and secondary windings of the phase with reduced total wire cross-sections;

a12 - расстояние между первичной и вторичной обмотками фазы.a 12 is the distance between the primary and secondary windings of the phase.

Трансформатор для тяговых подстанций переменного тока содержит плоскую магнитную систему 1 (фиг. 1), которая содержит боковые стержни 2 (фиг. 2) и центральный стержень 3, первичную обмотку, обмотки фаз 4, 5, 6 которой, соединены в звезду и линейные концы 7, 8, 9 которой, подключены к фазам питающей сети, вторичную обмотку, обмотки фаз 10, 11, 12 которой, соединены в треугольник и линейные концы 13, 14, 15 которой, предназначены для подсоединения двух однофазных нагрузок 16, 17.The transformer for AC traction substations contains a flat magnetic system 1 (Fig. 1), which contains side rods 2 (Fig. 2) and a central rod 3, a primary winding, windings of phases 4, 5, 6 of which are connected in a star and linear ends 7, 8, 9 of which are connected to the phases of the supply network, the secondary winding, windings of phases 10, 11, 12 of which are connected in a triangle and the linear ends 13, 14, 15 of which are intended for connecting two single-phase loads 16, 17.

В частном случае, фазы вторичной обмотки 10, 11, 12 выполнены ближайшими к стержням магнитной системы и располагаются внутри фаз первичной обмотки 4, 5, 6.In a particular case, the phases of the secondary winding 10, 11, 12 are made closest to the rods of the magnetic system and are located inside the phases of the primary winding 4, 5, 6.

В частном случае, линейный ввод 7 обмотки фазы 4 соединен с фазой А питающей сети, линейный ввод 8 обмотки фазы 5 соединен с фазой В и линейный ввод 9 обмотки фазы 6 с фазой С. Линейные вводы 13, 14, 15 вторичной обмотки фаз 10, 11, 12, предназначены для подсоединения к двум однофазным потребителям энергии (нагрузкам) 16, 17, таким образом, что один ввод (линейный ввод 15) является общим для обеих нагрузок 16, 17, каждый из остальных линейных вводов 13, 14 соединен с одной из нагрузок, в частности, линейный ввод 13 соединен с нагрузкой 16, а ввод 14 - с нагрузкой 17.In a particular case, the line input 7 of the winding of phase 4 is connected to phase A of the supply network, the line input 8 of the winding of phase 5 is connected to phase B and the line input 9 of the winding of phase 6 with phase C. Line inputs 13, 14, 15 of the secondary winding of phases 10, 11, 12, are designed to be connected to two single-phase energy consumers (loads) 16, 17, so that one input (line input 15) is common to both loads 16, 17, each of the other line inputs 13, 14 is connected to one of the loads, in particular, the line input 13 is connected to the load 16, and the input 14 is connected to the load 17.

При этом вторичная обмотка фазы 11 (фазы В) (на фиг. 1 изображена тонкой линией) выполнена из проводов с суммарным сечением от 0,3 до 1,0 от суммарного сечения проводов обмотки фазы 10 (фазы А) или обмотки фазы 12 (фазы С). Соответствующая ей фаза первичной обмотки 5 (фазы В) (на фиг. 1 изображена тонкой линией) имеет суммарное сечение проводов равное от 0,3 до 0,7 от суммарного сечения проводов любой другой фазы первичной обмотки, фазы 4 (фазы А) или фазы 6 (фазы С). При этом первичная обмотка фазы 5 (фазы В) и вторичная обмотка фазы 11 (фазы В) располагаются на центральном стержне 3 магнитной системы 1. Первичная обмотка фазы 5 (фазы В) имеет минимальный радиальный размер - δ1У, а вторичная обмотка фазы 11 (фазы В) имеет минимальный радиальный размер - δ2У, которые достигаются при максимально возможных высотах этих обмоток, соответственно, для первичной обмотки фазы 5 (фазы В) в размере - h1, а для вторичной обмотки фазы 11 (фазы В) в размере - h2. При этом внутренний диаметр d2У (фиг. 3) вторичной обмотки фазы 11 (фазы В) выполнен равным или меньшего размера по сравнению с внутренними диаметрами d2 вторичных обмоток других фаз 10 (фазы А) и 12 (фазы С). Наружный диаметр d1У первичной обмотки фазы 5 (фазы В) имеет меньший размер по сравнению с наружными диаметрами d1 первичных обмоток других фаз 4 (фазы А), 6 (фазы С).In this case, the secondary winding of phase 11 (phase B) (in Fig. 1 is shown by a thin line) is made of wires with a total cross-section of 0.3 to 1.0 of the total cross-section of the wires of the winding of phase 10 (phase A) or winding of phase 12 (phase FROM). The corresponding phase of the primary winding 5 (phase B) (shown as a thin line in Fig. 1) has a total cross-section of wires equal to 0.3 to 0.7 of the total cross-section of wires of any other phase of the primary winding, phase 4 (phase A) or phase 6 (phase C). In this case, the primary winding of phase 5 (phase B) and the secondary winding of phase 11 (phase B) are located on the central rod 3 of the magnetic system 1. The primary winding of phase 5 (phase B) has a minimum radial size - δ 1U , and the secondary winding of phase 11 ( phase B) has a minimum radial size - δ 2U , which are achieved at the maximum possible heights of these windings, respectively, for the primary winding of phase 5 (phase B) in size - h 1 , and for the secondary winding of phase 11 (phase B) in size - h 2 . In this case, the inner diameter d 2U (Fig. 3) of the secondary winding of phase 11 (phase B) is made equal to or smaller than the inner diameters d 2 of the secondary windings of other phases 10 (phase A) and 12 (phase C). The outer diameter d 1U of the primary winding of phase 5 (phase B) has a smaller size compared to the outer diameters d 1 of the primary windings of other phases 4 (phase A), 6 (phase C).

Трансформатор работает следующим образом. При протекании одинаковых токов по нагрузкам 16, 17, по первичной 5 (фазы В) и вторичной 11 (фазы В) обмоткам фазы будут протекать токи составляющие 37% от соответствующих токов протекаемых по первичным 4 (фазы А), 6 (фазы С) и вторичным 10 (фазы А), 12 (фазы С) обмоткам фаз. Отсюда видно, что суммарные сечения проводов первичной 5 (фазы В) и вторичной 11 (фазы В) обмоток фазы могут быть уменьшены до 30% от суммарного сечения проводов обмоток других фаз А и С, без сокращения нормального срока службы трансформатора. Дополнительное снижение суммарного сечения проводов объясняется, в ряде случаев, улучшенными условиями охлаждения обмоток фазы 5 (фазы В), 11 (фазы В) по сравнению с обмотками фазы 4 (фазы А), 10 (фазы А) и 6 (фазы С)т 12 (фазы С). При уменьшении суммарного сечения проводов первичной 5 (фазы В) и вторичной 11 (фазы В) обмоток фазы занимаемый ими объем, в соответствии с заявленным изобретением, также должен быть уменьшен. При этом, для максимального уменьшения радиального размера δ1У первичной обмотки фазы 5 (фазы В) и δ2У вторичной обмотки фазы 11 (фазы В), соответствующие высоты этих обмоток h1, h2 выполняются максимально возможной величины в окне магнитной системы 1. Высота окна h0 магнитной системы 1 определяется из размеров обмоток фаз 4, 10 (фазы А) и 6, 12 (фазы С), ярмовой изоляции и прессующей системы для фаз А, С, которые обеспечивают заданные технические параметры, надежность и минимальную стоимость трансформатора. Внутренний диаметр d2У вторичной обмотки фазы 11 (фазы В) выполнен равным или меньшего размера по сравнению с внутренними диаметрами d2 вторичных обмоток других фаз 10 (фазы А) и 12 (фазы С). При этом, расстояние аС2У от обмотки фазы 11 (фазы В) до стержня 3 и расстояния аС2 от обмоток фаз 10 (фазы А) и 12 (фазы С) до стержня 2 магнитной системы 1 должны обеспечивать требуемые уровни изоляции и условия охлаждения. Когда определяющим условием для выбора расстояний аС2 от обмоток фаз 10 (фазы А) и 12 (фазы С) до стержня 2 является уровень изоляции обмоток фаз 10 (фазы А) и 12 (фазы С), то в этом случае, расстояние аС2У от обмотки фазы 11 (фазы В) до стержня 3 принимается равным расстояниям аС2 от обмоток фаз 10 (фазы А) и 12 (фазы С) до стержня 2 и внутренний диаметр d2У вторичной обмотки фазы 11 (фазы В) выполняется одинакового размера по сравнению с внутренними диаметрами d2 вторичных обмоток других фаз 10 (фазы А) и 12 (фазы С). Когда определяющим условием для выбора расстояний аС2 от обмоток фаз 10 (фазы А) и 12 (фазы С) до стержня 2 являются условия охлаждения обмоток фаз 10 (фазы А) и 12 (фазы С), то в этом случае, расстояние аС2У от обмотки фазы 11 (фазы В) до стержня 3 может быть выполнено меньшим по сравнению с расстояниями аС2 от обмоток фаз 10 (фазы А) и 12 (фазы С) до стержня 2. При этом принятый размер этого расстояния аС2У от обмотки фазы 11 (фазы В) до стержня 3 должен обеспечивать требуемый уровень изоляции и условия охлаждения обмотки фазы 11 (фазы В). Тогда внутренний диаметр d2У вторичной обмотки фазы 11 (фазы В) выполняется меньшего размера по сравнению с внутренними диаметрами d2 вторичных обмоток других фаз 10 (фазы А) и 12 (фазы С). Наружный диаметр d1У первичной обмотки фазы 5 (фазы В) имеет меньший размер по сравнению с наружными диаметрами d1 первичных обмоток других фаз 4 (фазы А), 6 (фазы С). Размещение первичной обмотки фазы 5 (фазы В) на центральном стержне 3 магнитной системы 1 максимально уменьшает межосевое расстояние стержней mo магнитной системы 1. Наружный диаметр d1У первичной обмотки фазы 5 (фазы В) определяется из требования к значению напряжения короткого замыкания.The transformer works as follows. When the same currents flow through the loads 16, 17, through the primary 5 (phase B) and secondary 11 (phase B) windings of the phase, currents of 37% of the corresponding currents flowing through the primary 4 (phase A), 6 (phase C) and secondary 10 (phase A), 12 (phase C) phase windings. It can be seen from this that the total cross-sections of the wires of the primary 5 (phase B) and secondary 11 (phase B) phase windings can be reduced to 30% of the total cross-section of the wires of the windings of other phases A and C, without reducing the normal life of the transformer. A further reduction of the total cross section of wires due, in some cases, improved conditions of the cooling phase winding 5 (phase B), 11 (phase B) relative to the windings Phase 4 (phase A), 10 (phase A) and 6 (phase C) m 12 (phase C). With a decrease in the total cross-section of the wires of the primary 5 (phase B) and secondary 11 (phase B) of the phase windings, the volume occupied by them, in accordance with the claimed invention, must also be reduced. At the same time, for the maximum reduction of the radial size δ 1У of the primary winding of phase 5 (phase B) and δ 2У of the secondary winding of phase 11 (phase B), the corresponding heights of these windings h 1 , h 2 are as large as possible in the window of the magnetic system 1. Height windows h 0 of the magnetic system 1 is determined from the dimensions of the windings of phases 4, 10 (phases A) and 6, 12 (phases C), yoke insulation and pressing system for phases A, C, which provide the specified technical parameters, reliability and minimal cost of the transformer. The inner diameter d 2У of the secondary winding of phase 11 (phase B) is made equal to or smaller than the inner diameters d 2 of the secondary windings of other phases 10 (phase A) and 12 (phase C). In this case, the distance a C2U from the winding of phase 11 (phase B) to rod 3 and the distance a C2 from the windings of phases 10 (phase A) and 12 (phase C) to rod 2 of the magnetic system 1 must provide the required insulation levels and cooling conditions. When the determining condition for choosing the distances a C2 from the windings of phases 10 (phase A) and 12 (phase C) to the rod 2 is the insulation level of the windings of phases 10 (phase A) and 12 (phase C), then in this case, the distance a C2U from the winding of phase 11 (phase B) to rod 3 is taken equal to the distances a C2 from the windings of phases 10 (phase A) and 12 (phase C) to rod 2 and the inner diameter d 2U of the secondary winding of phase 11 (phase B) is of the same size compared with the inner diameters d 2 of the secondary windings of other phases 10 (phase A) and 12 (phase C). When the determining condition for choosing the distances a C2 from the windings of phases 10 (phase A) and 12 (phase C) to the rod 2 are the conditions for cooling the windings of phases 10 (phase A) and 12 (phase C), then in this case, the distance a C2U from the winding of phase 11 (phase B) to rod 3 can be made smaller in comparison with the distances a C2 from the windings of phases 10 (phase A) and 12 (phase C) to rod 2. In this case, the accepted size of this distance a C2U from the winding of phase 11 (phase B) to leg 3 must provide the required insulation level and cooling conditions for the winding of phase 11 (phase B). Then the inner diameter d 2У of the secondary winding of phase 11 (phase B) is made smaller compared to the inner diameters d 2 of the secondary windings of other phases 10 (phase A) and 12 (phase C). The outer diameter d 1U of the primary winding of phase 5 (phase B) has a smaller size compared to the outer diameters d 1 of the primary windings of other phases 4 (phase A), 6 (phase C). Placing the primary winding of phase 5 (phase B) on the central rod 3 of the magnetic system 1 minimizes the center-to-center distance of the rods m o of the magnetic system 1. The outer diameter d 1У of the primary winding of phase 5 (phase B) is determined from the requirement for the short-circuit voltage value.

В частном случае, значения напряжения короткого замыкания по фазам трансформатора А, В, С должны быть равны, что приведет к несколько большему расстоянию a12У между первичной 5 (фазы В) и вторичной 11 (фазы В) обмотками фазы, чем расстояния a12 между первичной 4 (фазы А) и вторичной 10 (фазы А) обмотками фазы и между первичной 6 (фазы С) и вторичной 12 (фазы С) обмотками фазы. При этом средний диаметр обмотки фазы 5 (фазы В) по величине будет меньше среднего диаметра первичных обмоток фаз 4 (фазы А) и 6 (фазы С) или должно удовлетворяться следующее условиеIn a particular case, the values of the short-circuit voltage in the phases of the transformer A, B, C must be equal, which will lead to a slightly larger distance a 12U between the primary 5 (phase B) and secondary 11 (phase B) phase windings than the distance a 12 between primary 4 (phase A) and secondary 10 (phase A) phase windings and between the primary 6 (phase C) and secondary 12 (phase C) phase windings. In this case, the average diameter of the winding of phase 5 (phase B) will be less than the average diameter of the primary windings of phases 4 (phase A) and 6 (phase C) or the following condition must be satisfied

d1У-δ1У < d1-δ1 1U 1U -δ d <d 1 -δ 1

В этом случае, в первичной обмотке фазы 5 (фазы В) дополнительно снижается масса провода.In this case, in the primary winding of phase 5 (phase B), the mass of the wire is further reduced.

Таким образом, в трансформаторе для тяговых подстанций переменного тока достигается уменьшение массы обмоточных проводов за счет снижения суммарного сечения проводов и уменьшения диаметров первичной 5 (фазы В) и вторичной 11 (фазы В) обмоток фаз, а также за счет уменьшения наружного диаметра d1У первичной обмотки фазы 5 (фазы В) достигается уменьшение межосевого расстояния стержней mo магнитной системы 1 и уменьшение габаритов трансформатора, что снижает расход электротехнической и конструкционной стали трансформатора.Thus, in a transformer for AC traction substations, a decrease in the mass of winding wires is achieved by reducing the total cross-section of wires and reducing the diameters of the primary 5 (phase B) and secondary 11 (phase B) phase windings, as well as by reducing the outer diameter d 1U of the primary winding phase 5 (phase B), a decrease in the center distance of the rods m o of the magnetic system 1 and a reduction in the size of the transformer are achieved, which reduces the consumption of electrical and structural steel of the transformer.

Claims (1)

Трансформатор для тяговых подстанций переменного тока, содержащий, плоскую магнитную систему, первичную обмотку, предназначенную для подсоединения к фазам питающей сети, соединенную в звезду, вторичную обмотку, соединенную в треугольник, при этом, одна из фаз вторичной обмотки, выполнена из проводов с суммарным сечением от 0,3 до 1,0 от суммарного сечения проводов любой другой фазы вторичной обмотки, причем линейные вводы вторичной обмотки предназначены для подсоединения к двум однофазным потребителям энергии таким образом, что один ввод является общим для обеих нагрузок, а каждый из остальных вводов соединен с одной из нагрузок, отличающийся тем, что одна фаза первичной обмотки, соответствующая фазе с уменьшенным суммарным сечением проводов вторичной обмотки, выполнена из проводов, с суммарным сечением от 0,3 до 0,7 от суммарного сечения проводов любой другой фазы первичной обмотки, при этом соответствующие фазы первичной и вторичной обмоток с уменьшенным суммарным сечением проводов расположены на центральном стержне магнитной системы и выполнены с минимальными радиальными размерами при максимально возможных высотах в окне магнитной системы, внутренний диаметр внутренней обмотки фазы с уменьшенным суммарным сечением проводников выполнен равным или меньшего размера по сравнению с внутренними диаметрами внутренних обмоток других фаз, а наружный диаметр наружной обмотки фазы с уменьшенным суммарным сечением проводов выполнен меньшего размера по сравнению с наружными диаметрами наружных обмоток других фаз.A transformer for AC traction substations, containing, a flat magnetic system, a primary winding intended for connection to the phases of the supply network, connected in a star, a secondary winding connected in a triangle, while one of the phases of the secondary winding is made of wires with a total cross-section from 0.3 to 1.0 of the total cross-section of wires of any other phase of the secondary winding, and the linear inputs of the secondary winding are designed to be connected to two single-phase energy consumers in such a way that one input is common for both loads, and each of the other inputs is connected to one of the loads, characterized in that one phase of the primary winding, corresponding to the phase with a reduced total cross-section of the secondary winding wires, is made of wires with a total cross-section of 0.3 to 0.7 of the total cross-section of wires of any other phase of the primary winding, while the corresponding phases of the primary and secondary windings with a reduced total cross-section of wires p are located on the central rod of the magnetic system and are made with minimum radial dimensions at the maximum possible heights in the magnetic system window, the inner diameter of the inner winding of the phase with a reduced total cross-section of the conductors is made equal to or smaller than the inner diameters of the inner windings of other phases, and the outer diameter of the outer the phase windings with a reduced total cross-section of wires are made of a smaller size compared to the outer diameters of the outer windings of other phases.
RU2019144050A 2019-12-26 2019-12-26 Transformer for traction substations of alternating current RU2727157C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019144050A RU2727157C1 (en) 2019-12-26 2019-12-26 Transformer for traction substations of alternating current

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019144050A RU2727157C1 (en) 2019-12-26 2019-12-26 Transformer for traction substations of alternating current

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2727157C1 true RU2727157C1 (en) 2020-07-21

Family

ID=71741069

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019144050A RU2727157C1 (en) 2019-12-26 2019-12-26 Transformer for traction substations of alternating current

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2727157C1 (en)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1335491A1 (en) * 1984-04-16 1987-09-07 Московский Институт Инженеров Железнодорожного Транспорта Traction transformer of a.c.electric railways
RU23347U1 (en) * 2002-02-26 2002-06-10 Василянский Александр Михайлович TRANSFORMER FOR AC TRACING SUBSTATIONS
RU2374715C1 (en) * 2008-10-30 2009-11-27 Зихерман Михаил Хаимович Balance-to-unbalance traction-feeding transformer
RU94756U1 (en) * 2008-09-24 2010-05-27 Зихерман Михаил Хаимович TRACTION TRANSFORMER
CN201765932U (en) * 2010-08-03 2011-03-16 江苏上能变压器有限公司 Single-phase traction transformer for three-phase VX connection of AT power supply mode
RU109909U1 (en) * 2011-06-10 2011-10-27 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения" THREE PHASE TRANSFORMER
RU119930U1 (en) * 2012-04-11 2012-08-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения" THREE PHASE TRANSFORMER
RU184270U1 (en) * 2018-06-04 2018-10-22 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I" THREE-PHASE TRANSFORMER OF DC SUPPLY SUBSTANCES

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1335491A1 (en) * 1984-04-16 1987-09-07 Московский Институт Инженеров Железнодорожного Транспорта Traction transformer of a.c.electric railways
RU23347U1 (en) * 2002-02-26 2002-06-10 Василянский Александр Михайлович TRANSFORMER FOR AC TRACING SUBSTATIONS
RU94756U1 (en) * 2008-09-24 2010-05-27 Зихерман Михаил Хаимович TRACTION TRANSFORMER
RU2374715C1 (en) * 2008-10-30 2009-11-27 Зихерман Михаил Хаимович Balance-to-unbalance traction-feeding transformer
CN201765932U (en) * 2010-08-03 2011-03-16 江苏上能变压器有限公司 Single-phase traction transformer for three-phase VX connection of AT power supply mode
RU109909U1 (en) * 2011-06-10 2011-10-27 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения" THREE PHASE TRANSFORMER
RU119930U1 (en) * 2012-04-11 2012-08-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения" THREE PHASE TRANSFORMER
RU184270U1 (en) * 2018-06-04 2018-10-22 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I" THREE-PHASE TRANSFORMER OF DC SUPPLY SUBSTANCES

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2010520636A (en) Transformer structure
US20200295665A1 (en) Power converter
JP4973139B2 (en) Feeder voltage compensation device
RU2727157C1 (en) Transformer for traction substations of alternating current
CN112289570B (en) Edge-extended triangular autotransformer
RU157607U1 (en) AC TRACTION ELECTRICITY SUPPLY SYSTEM
Morimoto et al. New type of feeding transformer for AC railway traction system
CN202652075U (en) Multiphase transformer
JP2007038775A (en) Control system of voltage compensation device
CN112802674B (en) Multi-input selection three-phase isolation transformer
RU2416866C1 (en) Converter of three-phase alternating voltage
RU88473U1 (en) SMOOTHING REACTOR FOR DEVICE FOR SMOOTH START OF ELECTRIC MOTOR
RU94756U1 (en) TRACTION TRANSFORMER
EP3054464B1 (en) Coupling coil structure and transformer
RU2679595C1 (en) Single-phase load by the three-phase network phases uniform distribution device
JPH0543734U (en) Series voltage fluctuation countermeasure device
RU2545511C2 (en) Controlled shunting reactor-autotransformer
RU34277U1 (en) Conversion unit
CN201984947U (en) Electricity-saving transformer
RU202575U1 (en) POWER HIGH VOLTAGE DRY THREE-PHASE TRANSFORMER FOR RAILWAY VEHICLE
RU2727961C1 (en) Power takeoff transformer
RU47152U1 (en) TRANSFORMER UNIT WITH VOLTAGE REGULATION FOR ELECTRICATED AC RAILWAYS
SU1283128A1 (en) Device for power supply of alternating current railways
RU2321092C1 (en) Adjustable-voltage ac transformer set for electrified railways
RU23347U1 (en) TRANSFORMER FOR AC TRACING SUBSTATIONS