RU2791604C2 - Способ повышения мощности силового трансформатора и устройство его реализации - Google Patents
Способ повышения мощности силового трансформатора и устройство его реализации Download PDFInfo
- Publication number
- RU2791604C2 RU2791604C2 RU2019138095A RU2019138095A RU2791604C2 RU 2791604 C2 RU2791604 C2 RU 2791604C2 RU 2019138095 A RU2019138095 A RU 2019138095A RU 2019138095 A RU2019138095 A RU 2019138095A RU 2791604 C2 RU2791604 C2 RU 2791604C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- winding
- wire
- insulating material
- power
- cooling medium
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Изобретение относится к области электротехники. Технический результат заключается в повышении мощности силового трансформатора путем увеличения электрического тока, пропускаемого по обмоткам, за счет увеличения теплоотдачи от обмоток в окружающую охлаждающую среду. Достигается тем, что в изоляционном материале провода обмотки со стороны поверхности, соприкасающейся с охлаждающей средой, вырезают окошки, в которых оголен проводник, а поверхность провода со стороны соседних витков обмотки, которые соприкасаются друг с другом, остается покрытой изоляционным материалом. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к электроэнергетике, точнее к области создания силовых трансформаторов применяемых на электрических станциях, подстанциях и др.
Известны различные силовые электрические трансформаторы [1], [2], [3]. Одной из основных составляющих этих трансформаторов является обмотка, по которой проходит электрический ток и которая непосредственно преобразуют параметры электрической энергии.
Особенность обмотки в том, что она состоит из провода представляющий собой проводник покрытый изоляционным материалом.
Обмотка образуется путем намотки в виде спирали провода на сердечник. При этом соседние витки спирали соприкасаются друг с другом. При прохождении тока по проводам, изоляция проводов препятствуют прохождению тока между соседними витками, т.е. препятствуют возникновению короткого замыкания между витками и электрического пробоя.
Изоляция обладает еще теплоизолирующим свойством.
Следует отметить, что по обмоткам трансформаторов протекают токи большой величины. При прохождении этих токов провода обмоток нагреваются и выделяют много тепла, которое негативно сказывается на свойствах изоляционных материалов, и в конечном итоге, на работу всего силового трансформатора. Поэтому токи в обмотках ограничивают, чтобы выделяемое тепло не сказалось отрицательно на ее изоляцию. Таким образом, мощность трансформатора ограничивается параметрами теплопроводности изоляции обмотки.
В современных трансформаторах предусматривают систему охлаждения обмоток. Это позволяет в некоторой степени увеличить пропускаемый ток по обмоткам и, соответственно, увеличить мощность трансформатора. Различают трансформаторы масляные, в которых для охлаждения обмоток используется изоляционное трансформаторное масло и трансформаторы сухие, в которых для охлаждения обмоток используется воздух.
В связи с тем, что изоляционные материалы в обмотках трансформатора обладают ограниченной теплопроводностью, то в обмотках наблюдается внутренний перепад температуры, а именно перепад температуры между внутренней поверхностью изоляционных материалов, которые соприкасаются с нагретым проводником, по которому протекает ток, и его наружной поверхностью, которая соприкасается с охлаждающей средой.
Предлагаемый нами путь увеличения мощности трансформатора - увеличение теплоотдачи от обмоток в окружающую охлаждающую среду - масло или воздух.
Целью предлагаемого изобретения является повышение мощности силового трансформатора, по сравнению с существующими, при тех же массогабаритных параметрах обмотки, путем увеличения электрического тока пропускаемого по обмоткам, за счет увеличения теплоотдачи от обмоток в окружающую охлаждающую среду.
Достигается поставленная цель тем, что в обмотках удаляется изоляционный материал, который находится между проводником и охлаждающей средой. Охлаждающая среда касается оголенного проводника и непосредственно отбирает тепло от поверхности оголенного проводника.
Отсюда следует два способа достижения поставленной цели.
Первый способ достижения поставленной цели заключается в том, что с поверхности витков провода, соприкасающейся с охлаждающей средой, изоляционный материал удаляется, а между витками провода, т.е. на поверхности витков провода которые касаются друг с другом, сохраняется изоляционный материал, чтобы предотвратить короткое замыкание и электрический пробой между витками. Таким образом, поверхность провода обмотки оголена со стороны охлаждающей среды, а между витками изолирована.
Второй способ достижения поставленной цели заключается в том, что изоляционный материал удаляется полностью со всех сторон поверхности проводника. При этом витки проводника обмотки располагаются на некотором расстоянии друг от друга, чтобы не было непосредственного контакта между витками и охлаждающая среда могла бы свободно омывать проводник со всех сторон. Это позволит использовать, в качестве провода обмотки, проводник без изоляционного материала, при этом охлаждающая среда будет полностью омывать проводник со всех сторон и этим обеспечивать максимальный теплоотвод от проводника, а также обеспечивать изоляцию между витками обмоток от короткого замыкания и электрического пробоя.
Таким образом охлаждающая среда (масло, воздух) непосредственно соприкасается с поверхностью проводника и увеличивает теплоотвод от поверхности проводника. В данном варианте способа между проводом, который необходим охлаждать, и охлаждающей средой нет посредника в виде теплоизолирующего материала, который ограничивал бы теплоотвод.
Одним из вариантов устройства позволяющий реализовать один из выше приведенный способ заключается в следующем (Рис. 1, Рис. 2).
В обмоточном проводе с обоих сторон, соприкасающихся с охлаждающей средой, в изоляционном материале предусматриваются «окошки», т.е. оголяется провод, чтобы охлаждающая среда могла непосредственно соприкасаться с поверхностью провода. При этом верхний и нижний стороны обмоточного провода остаются полностью покрыты изоляционным материалом, что препятствуют возникновению межвиткового короткого замыкания и электрического пробоя.
На Рис. 1 показана одна из возможных схем обмотки из провода прямоугольного сечения, в витках которых, со стороны поверхности соприкасающейся с охлаждающей средой, предусмотрены «окошки» в изоляционном материале и оголяют провод, а поверхность со стороны соседних витков, которые соприкасаются друг с другом, остается покрытой изоляционным материалом, что препятствует возникновению межвиткового электрического пробоя.
На Рис. 2 показана схема витка обмотки с «окошками» по всей изоляции с наружной и с внутренней сторон витка (на схеме для простоты условно показаны только по два наружных и внутренних «окошка»): а) «окошко» в изоляции; б) оголенный провод.
Таким образом, отсутствие теплоизолирующего материала между проводом обмотки и охлаждающей средой, позволит увеличить теплоотвод от провода и соответственно увеличить величину электрического тока который можно пропускать по проводу обмотки, что в свою очередь увеличит мощность трансформатора по сравнению с существующими образцами трансформаторов. Кроме того, это приведет к снижению требований к свойствам изоляционного материала провода обмотки.
Литература:
1. www.ess-ltd.ru Устройство силовых трансформаторов.
2. www.tor-trans.com.ua Конструкция обмоток трансформатора.
3. helpiks.org Устройство и элементы конструкции силовых трансформаторов.
Claims (2)
1. Способ повышения теплоотдачи от обмоток силового трансформатора в охлаждающую среду, при котором в трансформаторе, содержащем обмотку из провода, состоящего из проводника, покрытого изоляционным материалом, в изоляционном материале провода обмотки со стороны поверхности, соприкасающейся с охлаждающей средой, вырезают окошки, в которых оголен проводник, а поверхность провода со стороны соседних витков обмотки, которые соприкасаются друг с другом, остается покрытой изоляционным материалом.
2. Силовой трансформатор, содержащий обмотку, при этом в изоляционном материале провода обмотки со стороны поверхности, соприкасающейся с охлаждающей средой, вырезаны окошки, в которых оголен проводник, а со стороны соседних витков, которые соприкасаются друг с другом, поверхность провода остается покрытой изоляционным материалом.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019138095A RU2791604C2 (ru) | 2019-11-25 | Способ повышения мощности силового трансформатора и устройство его реализации |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019138095A RU2791604C2 (ru) | 2019-11-25 | Способ повышения мощности силового трансформатора и устройство его реализации |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2019138095A3 RU2019138095A3 (ru) | 2021-05-25 |
RU2019138095A RU2019138095A (ru) | 2021-05-25 |
RU2791604C2 true RU2791604C2 (ru) | 2023-03-13 |
Family
ID=
Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU663144A1 (ru) * | 1975-02-03 | 1979-05-15 | Предприятие П/Я Р-6517 | Экран |
SU1334191A1 (ru) * | 1984-02-03 | 1987-08-30 | Казахский политехнический институт им.В.И.Ленина | Катушка индуктивности |
US4759120A (en) * | 1986-05-30 | 1988-07-26 | Bel Fuse Inc. | Method for surface mounting a coil |
PL164020B1 (pl) * | 1990-12-03 | 1994-06-30 | Jacek Obieglo | Uzwojenie elektromagnesu, zwlaszcza do separatorów elektromagnetycznych PL |
RU2120148C1 (ru) * | 1997-03-11 | 1998-10-10 | Научно-производственное предприятие "Полет" | Катушка индуктивности, способ ее изготовления и приспособление для его осуществления |
US6657122B1 (en) * | 1999-08-20 | 2003-12-02 | Nexans | Multiple parallel conductor for windings of electrical devices and machines |
RU2308108C2 (ru) * | 2005-10-17 | 2007-10-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие Омский научно-исследовательский институт приборостроения | Катушка индуктивности |
RU2521619C2 (ru) * | 2012-10-29 | 2014-07-10 | Открытое акционерное общество "Омский научно-исследовательский институт приборостроения" (ОАО "ОНИИП") | Кольцевая катушка индуктивности |
RU2549376C2 (ru) * | 2013-06-04 | 2015-04-27 | Открытое акционерное общество "Омский научно-исследовательский институт приборостроения" (ОАО "ОНИИП") | Катушка индуктивности |
RU2627730C2 (ru) * | 2015-10-30 | 2017-08-11 | Зотов Алексей Вячеславович | Сглаживающий реактор фильтр-устройства железнодорожной тяговой подстанции |
RU2016106057A (ru) * | 2016-02-24 | 2017-08-28 | Андрей Александрович Виноградов | Трансформатор высоковольтный высокотемпературный |
RU193653U1 (ru) * | 2019-09-03 | 2019-11-08 | Общество с ограниченной ответственностью "Росэнерготранс" (ООО "Росэнерготранс") | Сглаживающий реактор |
Patent Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU663144A1 (ru) * | 1975-02-03 | 1979-05-15 | Предприятие П/Я Р-6517 | Экран |
SU1334191A1 (ru) * | 1984-02-03 | 1987-08-30 | Казахский политехнический институт им.В.И.Ленина | Катушка индуктивности |
US4759120A (en) * | 1986-05-30 | 1988-07-26 | Bel Fuse Inc. | Method for surface mounting a coil |
PL164020B1 (pl) * | 1990-12-03 | 1994-06-30 | Jacek Obieglo | Uzwojenie elektromagnesu, zwlaszcza do separatorów elektromagnetycznych PL |
RU2120148C1 (ru) * | 1997-03-11 | 1998-10-10 | Научно-производственное предприятие "Полет" | Катушка индуктивности, способ ее изготовления и приспособление для его осуществления |
US6657122B1 (en) * | 1999-08-20 | 2003-12-02 | Nexans | Multiple parallel conductor for windings of electrical devices and machines |
RU2308108C2 (ru) * | 2005-10-17 | 2007-10-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие Омский научно-исследовательский институт приборостроения | Катушка индуктивности |
RU2521619C2 (ru) * | 2012-10-29 | 2014-07-10 | Открытое акционерное общество "Омский научно-исследовательский институт приборостроения" (ОАО "ОНИИП") | Кольцевая катушка индуктивности |
RU2549376C2 (ru) * | 2013-06-04 | 2015-04-27 | Открытое акционерное общество "Омский научно-исследовательский институт приборостроения" (ОАО "ОНИИП") | Катушка индуктивности |
RU2627730C2 (ru) * | 2015-10-30 | 2017-08-11 | Зотов Алексей Вячеславович | Сглаживающий реактор фильтр-устройства железнодорожной тяговой подстанции |
RU2016106057A (ru) * | 2016-02-24 | 2017-08-28 | Андрей Александрович Виноградов | Трансформатор высоковольтный высокотемпературный |
RU193653U1 (ru) * | 2019-09-03 | 2019-11-08 | Общество с ограниченной ответственностью "Росэнерготранс" (ООО "Росэнерготранс") | Сглаживающий реактор |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Chen et al. | High frequency transformer insulation in medium voltage SiC enabled air-cooled solid-state transformers | |
RU2791604C2 (ru) | Способ повышения мощности силового трансформатора и устройство его реализации | |
CN218159929U (zh) | 一种散热性良好的变压器 | |
KR20140083231A (ko) | 방열구조를 갖는 인덕터 | |
CN103366933A (zh) | 一种一体化高频功率变压器 | |
WO2021028515A1 (en) | A non-liquid immersed transformer | |
US20230187992A1 (en) | Electric machine and hybrid electric aircraft | |
US2605312A (en) | Fluid-cooled and insulated windings | |
CN110120292B (zh) | 磁性元件的散热结构及具有该散热结构的磁性元件 | |
JP2011258852A (ja) | 半導体装置 | |
CN102017039B (zh) | 断路器及其散热装置 | |
US20170076862A1 (en) | Heat transfer in magnetic assemblies | |
US1337080A (en) | Multiconducting leads | |
RU2019138095A (ru) | Способ повышения мощности силового трансформатора и устройство его реализации | |
KR101243291B1 (ko) | 공랭식 고정자코일 냉각장치 | |
US10734151B2 (en) | Transformer and associated production method | |
CN106898482A (zh) | 一种电力变压器 | |
JP2009238379A (ja) | 固体絶縁開閉装置 | |
CN205282258U (zh) | 一种穿心式互感器 | |
CN202839000U (zh) | 空心导体漆包铜圆线 | |
US20130187738A1 (en) | Electrical apparatus having a thermally conductive bobbin | |
CN102820075A (zh) | 空心导体漆包铜圆线 | |
KR100475278B1 (ko) | 복합 절연방식의 배전용 변압기 절연시스템 | |
Azizi et al. | Multiobjective optimization of stator slot insulation of high-voltage generator based on coupled SNOPT-finite element method analysis | |
EP2942849B1 (en) | Circuit breaker box, and switching device for electric power |