SK98999A3 - A transformer/reactor and a method for manufacturing a transformer/reactor - Google Patents

Description

Oblasť techniky

Tento vynález sa týka transformátora/reaktora zahŕňajúceho jadro a aspoň jedno vinutie.

Tento vynález sa tiež týka spôsobu použitia pri výrobe zodpovedajúceho transformátora/reaktora.

Doterajší stav techniky

Transformátory/reaktory sú dostupné vo všetkých výkonových rozsahoch od niekoľkých W po 1000 MW. Názov „výkonový transformátor/reaktor** sa všeobecne týka transformátorov/reaktorov, ktoré majú menovitý výkon od niekoľkých sto kW až po viac ako 1000 MW a menovité napätie od 3-4 kV po extrémne vysoké prenosové napätia.

Konvenčný transformátor zahŕňa jadro transformátora, ďalej nazývané len jadro, z vrstveného orientovaného plechu, obyčajne zo zliatiny železa a kremíka. Jadro sa skladá z niekoľkých jadrových nôh spojených strmeňom. Veľa vinutí je umiestnených okolo jadrových nôh, ktoré sú všeobecne nazývané primáme, sekundárne a regulačné vinutia. V prípade výkonových transformátorov sú tieto vinutia takmer vždy usporiadané koncentricky a rozdelené pozdĺž jadrových nôh. Jadro i ¹ 1 ’ transformátora má pravouhlé „okno“, cez ktoré prechádzajú vinutia. Toto pravouhlé okno je v podstate výsledkom výrobnej techniky, ktorá sa používa, keď je jadro vrstvené.

Použitie transformátorových jadier rozličných tvarov je známe napríklad z DE 40414, US 2 446 999, GB 2 025 150, US 3 792 399, US 4 229 721. Niektoré z týchto dokumentov tiež uvádzajú jadrá vyrobené zo segmentov. Avšak nijaký z týchto dokumentov sa netýka výkonových vysokonapäťových transformátorov a nebol by aplikovateľný na také transformátory podľa súčasnej techniky chladenia olejom, diskutovanej nižšie.

Konvenčné výkonové transformátory v dolnej časti uvedeného výkonového rozsahu sú niekedy vybavené chladením vzduchom, aby sa dosiahlo odstránenie prirodzených strát vo forme tepla, ktorým sa nedá vyhnúť. Avšak najobvyklejšie výkonové transformátory sú chladené olejom, všeobecne pomocou chladenia stlačeným olejom. Toto sa používa predovšetkým pri vysokovýkonových transformátoroch. Olejom chladené transformátory majú niekoľko dobre známych nedostatkov. Napríklad sú veľké, ťažkopádne a ťažké, čím spôsobujú obzvlášť značné dopravné problémy, pričom kladú veľké požiadavky na bezpečnosť a prídavné zariadenia.

Bolo však dokázané, že olejom chladené výkonové transformátory možno vo veľkom množstve prípadov nahradiť suchými transformátormi nového typu. Tento nový suchý transformátor je vybavený vinutím z vysokonapäťového kábla, t.j. izolovaným vysokonapäťovým elektrickým vodičom. Suché transformátory sa môžu takto používať pri značne vyšších rozsahoch výkonu ako bolo doposiaľ možné. Výrazy „suchý transformátor“ a „suchý reaktor sa takto vzťahujú na transformátor/reaktor, ktorý nie je chladený olejom, ale s výhodou je chladený vzduchom.

Pokiaľ ide o reaktory (tlmivky), tieto zahŕňajú jadro, ktoré je zväčša vybavené len jedným vinutím. Z iného hľadiska, čo bolo uvedené v prípade transformátorov, je podstatne významné aj pre reaktory. Osobitne treba uviesť, že aj veľké reaktory sú chladené olejom.

Podstata vynálezu

Predmetom tohto vynálezu je poskytnúť transformátor alebo reaktor, ktorý umožní odstrániť niektoré z nedostatkov vlastných konvenčné navrhnutým výkonovým transformátorom/reaktorom, ako aj poskytnúť spôsob na použitie vo výrobe takéhoto transfonnátora/reaktora.

Predmety sú dosiahnuté prostriedkami transformátora/reaktora, ktorý má znaky definované v nároku 1 a prostriedkami spôsobu na výrobu takéhoto transformátora/reaktora v súlade so znakmi definovanými v nároku 25.

Podľa prvého znaku v nároku 1, jadro sa skladá najmenej z dvoch segmentov. Zodpovedajúci spôsob zahŕňa znak výroby jadra, ktoré obsahuje najmenej dva segmenty. Výraz „segment“ alebo „segmentové jadro“ znamená, že jadro transformátora/reaktora je vybudované zo segmentov v podstate identických, alebo z Častí navzájom spojených vedľa seba, aby vytvorili jadro.

Mnoho výhod sa získa tým, že jadro je vybudované zo segmentov. Po prvé, dokonca aj relatívne veľké jadrá môžu byť v podstate prstencovitého tvaru, ktorý ponúka významné výhody, ktoré budú opísané ďalej.

Po druhé, umožňuje sa tým jednoduchšie vinutie jadra, pretože každý segment sa dá navinúť samostatne

Treťou výhodou segmentových jadier je, že časti jadra môžu byť odmontované alebo zmontované kedykoľvek v priebehu výroby.

Výhody sa tiež získajú z hľadiska výroby, pretože jadro sa môže vybudovať vo forme modulov, kde každý zahŕňa jeden alebo viac segmentov. Toto tiež ponúka značné výhody s ohľadom na dopravu, pretože jadro sa dá prepravovať po segmentoch a následne môže byť zmontované na mieste, kde sa bude používať. Ak je to potrebné, vinutie sa môže tiež navinúť na mieste.

Podľa ďalšieho znaku v nároku 1 je vinutie flexibilné a zahŕňa elektricky vodivé jadro obklopené vnútornou polovodivou vrstvou, izolačnú vrstvu, ktorá obklopuje vnútornú polovodivú vrstvu a ktorá sa skladá z pevného materiálu, a vonkajšiu polovodivú vrstvu, ktorá obklopuje izolačnú vrstvu, pričom uvedené vrstvy lpia jedna na druhej. Podľa ďalšieho znaku spôsobu zahŕňa uvedený spôsob krok inštalovania vinutia do jadra, pričom vinutie je definované v súlade s nárokom 1.

Takto sú vinutia v transformátore/reaktore podľa vynálezu výhodne typu, ktorý zodpovedá káblom, ktoré majú pevnú vytlačovanú izoláciu, typu, ktorý je teraz používaný na prenos energie, ako XLPE-káble alebo káble s EPR izoláciou. Takýto kábel obsahuje vnútorný vodič zložený z jednej alebo viacerých žilových častí, vnútornú polovodivú vrstvu obklopujúcu vodič, pevnú izolačnú vrstvu, ktorá obklopuje polovodivú vrstvu a vonkajšiu polovodivú vrstvu obklopujúcu izolačnú vrstvu. Takéto káble sú flexibilné, čo je dôležitá vlastnosť v tejto súvislosti, pretože technológia zariadenia podľa tohto vynálezu je založená v podstate na systémoch vinutia, v ktorých je vinutie vytvorené z kábla, ktorý sa ohne (alebo zakriví) počas montovania. Flexibilita XLPE-kábla sa obyčajne zhoduje s polomerom zakrivenia, ktorý je približne 20 cm pre kábel s priemerom 30 mm a približne 65 cm pre kábel s priemerom 80 mm. V tejto prihláške sa názov „flexibilný“ používa na označenie, že vinutie je flexibilné až k polomeru zakrivenia, rádovo štvornásobok priemeru kábla, výhodne osem- až dvanásťnásobok priemeru kábla.

Vinutie by malo byť skonštruované tak, aby si zachovávalo svoje vlastnosti, dokonca aj keď sa ohne a keď je pod vplyvom tepelného napätia počas prevádzky. Je podstatné, že vrstvy si v tejto súvislosti zachovávajú svoju vzájomnú priľnavosť. Materiálové vlastnosti vrstiev sú tu rozhodujúce, obzvlášť ich pružnosť a koeficienty teplotnej rozťažnosti. V XLPE-kábli sa izolačná vrstva skladá napríklad zo zosieťovaného polyetylénu nízkej hustoty a polovodivé vrstvy sa skladajú z polyetylénu so sadzou, v ktorej sú zamixované kovové čiastočky. Zmeny objemu ako výsledok výkyvov teplôt sú kompletne absorbované ako zmeny v polomere kábla a, vďaka pomerne nepatrnému rozdielu medzi koeficientmi teplotnej rozťažnosti vo vrstvách vo vzťahu k pružnosti týchto materiálov, sa môže radiálne rozťahovanie uskutočniť bez toho, aby sa stratila priľnavosť medzi vrstvami.

Kombinácie materiálu, ktoré boli spomenuté vyššie, by sa mali pokladať len za príklady. Iné kombinácie spĺňajúce určené podmienky, ako aj podmienku, aby boli polovodivé, t. j. mali rezistivitu v intervale 10'¹-10^<s Qcm, napr. 1 - 500 Hcm alebo 10 200 Ωαη, samozrejme tiež spadajú do rozsahu tohto vynálezu.

Izolačná vrstva sa môže skladať napríklad z pevného termoplastického materiálu ako polyetylénu s nízkou hustotou (LDPE), polyetylénu s vysokou hustotou (HDPE), polypropylénu (PP), polybutylénu (PB), polymetylpenténu („TPX“), zosieťovaných materiálov, ako zosieťovaného polyetylénu (XLPE), alebo kaučuku, ako etylén-propylénového kaučuku (EPR), alebo silikónového kaučuku.

Vnútorné a vonkajšie polovodivé vrstvy môžu byť z toho istého základného materiálu, ale s časticami vodivého materiálu, ako sadza alebo kovový prášok, ktoré sú v nich zamixované.

Mechanické vlastnosti týchto materiálov, obzvlášť ich koeficienty teplotnej rozťažnosti, sú ovplyvnené relatívne málo tým, či je sadza alebo kovový prášok v nich zamixovaný alebo nie - prinajmenšom v pomeroch požadovaných na dosiahnutie konduktivity potrebnej podľa tohto vynálezu. Izolačná vrstva a polovodivé vrstvy majú takto v podstate rovnaké koeficienty teplotnej rozťažnosti.

Etylén-vinyl-acetátové kopolyméry/nitrilový kaučuk (EVA/NBR), butylový štepený polyetylén, etylén-butyl-akrylátové kopolyméry (EBA) a etylén-etyl-akrylátové kopolyméry (EEA) môžu tiež tvoriť vhodné polyméry pre polovodivé vrstvy.

Dokonca aj keď sú ako základ v rozličných vrstvách používané rozličné typy materiálu, je žiaduce, aby ich koeficienty teplotnej rozťažnosti boli v podstate rovnaké. Toto je prípad s kombináciou materiálov, ktorá bola uvedená vyššie.

Materiály uvedené vyššie majú relatívne dobrú pružnosť s modulom pružnosti E< 500 MPa, výhodne <200 MPa. Pružnosť je postačujúca pre malé rozdiely medzi koeficientmi teplotnej rozťažnosti materiálov vo vrstvách v radiálnom smere pružnosti, takže nevzniknú žiadne trhliny alebo iné poškodenia, a preto vrstvy sa navzájom neuvoľnia. Materiál vo vrstvách je pružný a priľnavosť medzi vrstvami je prinajmenšom rovnako veľká ako pri najslabšom materiáli.

Konduktivita dvoch polovodivých vrstiev je postačujúca na dostatočné vyrovnanie potenciálu pozdĺž každej vrstvy. Konduktivita vonkajšej polovodivej vrstvy je postačujúco vysoká na vyrovnanie elektrického poľa v dosahu kábla, ale dostatočne nízka, aby sa nezvýšili značné straty spôsobené prúdmi indukovanými v pozdĺžnom smere vrstvy.

Takto každá z dvoch polovodivých vrstiev v podstate vytvára jednu ekvipotenciálnu plochu a tieto vrstvy v podstate uzavrú elektrické pole medzi nimi.

Samozrejme nič nebráni tomu, aby sa jedna alebo viacero dodatočných polovodivých vrstiev vytvorilo v izolačnej vrstve.

Iné charakteristiky a výhody budú zrejmé z ostatných závislých nárokov.

Okrem uvedených výhod získaných vinutím, ktoré sa skladá z kábla, vzniká menej problémov s magnetickými rozptylovými poľami pri použití kábla. Toto má tú výhodu, že toroidné jadro sa môže použiť dokonca vo vysokonapäťových transformátoroch, za predpokladu, že problém usporiadania postačujúco veľkého jadra je vyriešený a toto je urobené podľa vynálezu použitím segmentového jadra. Dôležitou výhodou je skutočnosť, že sa môže použiť technológia, ktorá bola dosiaľ známa len z nízkonapäťovej oblasti elektroniky.

Podľa obzvlášť výhodného znaku sa konštatuje, že vinutie sa skladá z vysokonapäťového kábla.

Ako ďalší znak je uvedené, že vysokonapäťový kábel má výhodne priemer z intervalu 20-250 mm a plochu vodiča z intervalu 80-3000 mm².

Podľa obzvlášť výhodnej charakteristiky je jadro v podstate prstencovité. Tento tvar má výhodu, že poskytuje kratšiu magnetickú dráhu ako pravouhlé jadro a lepšie rozdelenie tokov v jadre. Výhody prstencovitého jadra s kratšou magnetickou dráhou ako má konvenčné jadro spočívajú v tom, že sa používa menej materiálu, jadro je ľahšie a lacnejšie, a to má za následok nižšie straty energie a vyššiu účinnosť.

Podľa ďalšej obzvlášť výhodnej charakteristiky má jadro v podstate toroidný tvar. V toroidnom jadre môže byť cievka rovnomerne rozložená okolo celého jadra, čím sa redukujú problémy s nežiaducimi magnetickými poľami. Vysoký stupeň symetrie je tiež výhodný, pretože sa magnetické pole zoslabuje rýchlejšie v závislosti od vzdialenosti.

Podľa jedného vyhotovenia má jadro transformátora/reaktora okno, ktoré je v podstate kruhovitého tvaru a prstencovitý tvar jadra je kruhovitý. Alternatívne môže jadro obsahovať okno, ktoré je v podstate eliptické a prstencovitý tvar jadra je eliptický. Jadro môže byť tiež pravouhlé.

Podľa výhodného vyhotovenia sa jadro skladá z dvoch segmentov. V mnohých prípadoch je to prirodzene najjednoduchšia alternatíva, ktorá je sama o sebe výhodou.

Podľa ďalšieho výhodného vyhotovenia sa jadro skladá zo štyroch segmentov, dvoch rovných segmentov a dvoch segmentov, ktoré majú tvar polkruhov, pričom dva segmenty tvaru polkruhov sú navzájom spojené pomocou dvoch rovných segmentov. Toto vyhotovenie, ako aj eliptické vyhotovenie, má tú výhodu, že sa môže použiť dokonca aj v tesných priestoroch.

Za výhodné znaky možno pokladať aj to, že každý segment obsahuje množstvo plechov a že jadro je vytvorené ako vrstvené jadro.

Podľa ďalších výhodných znakov sa plechy môžu skladať z magneticky orientovanej ocele a niekoľko segmentov je postačujúco veľkých, aby sa smer magnetickej orientácie nestratil. Alternatívne plechy môžu byť vyrobené z amorfnej ocele. ¹ , ‘ '

Podľa jedného vyhotovenia sú susedné segmenty navzájom držané jedným segmentom, ktorý má aspoň jeden vyčnievajúci plech, ktorý zapadá do zodpovedajúcej medzery medzi plechmi, vytvorenej na zodpovedajúcej strane najbližšieho susedného segmentu, čím sa vytvorí preplátovaný spoj. Toto vytvára výhodu, že nie sú požadované nijaké špeciálne prídavné zariadenia, ktoré by mali segmenty navzájom držať, aby spolu tvorili jadro. Alternatívne alebo pomocou doplnkového zariadenia však transformátor/reaktor môže obsahovať prídavné zariadenia.

Podľa ešte ďalšieho výhodného znaku segmentové jadro obsahuje vnútorné rúry, ktoré môžu byť použité pre chladiace médium. Podľa zvláštneho vyhotovenia chladiacich rúr môžu byť nimi spojené segmenty jadra.

Nakoniec, spôsob podľa tohto vynálezu je charakterizovaný výhodným znakom, že vinutia jadra sú navinuté na segment predtým, ako sa segment zmontuje, aby vytvoril jadro.

Vynález je s výhodou určený pre jednofázové transformátory.

Ako zhrnutie by sa malo zdôrazniť, že pomocou kombinácie vinutia, ako je definované v nároku 1, a segmentového jadra, týmto vynálezom možno poskytovať suché transformátory/reaktory pre vysoké napätia s veľkými jadrami v podstate prstencovitého tvaru a s výhodou toroidného tvaru.

Prehľad obrázkov

Na lepšie pochopenie vynálezu budú na príkladoch detailne opísané štyri segmenty s ohľadom na priložené zobrazenia, v ktorých:

Obr. 1 znázorňuje základný nákres prvého vyhotovenia vynálezu formou schematického pohľadu v perspektíve, f

Obr. 2 znázorňuje schematický pohľad na druhé vyhotovenie vynálezu, Obr. 3 znázorňuje schematický pohľad na tretie vyhotovenie vynálezu, Obr. 4 znázorňuje schematický pohľad na štvrté vyhotovenie vynálezu, Obr. 5 znázorňuje prierez segmentom jadra podľa tohto vynálezu, Obr. 6 znázorňuje pohľad na priečny rez vysokonapäťového kábla.

Príklady uskutočnenia vynálezu ’

Základná schéma tohto vynálezu, ktorá tiež tvorí prvé vyhotovenie, je schematicky znázornená na Obr. 1. Obrázok znázorňuje jadro transformátora 1, ktoré by rovnako dobre mohlo byť aj jadrom reaktora, vybavené vinutím 2, ktoré prechádza cez v podstate kruhové okno 5. Jadro je vyhotovené z relatívne veľkého počtu segmentov 4, pre ktoré je použité len jedno vzťahové číslo. Segmenty sú s výhodou rovnaké, pretože je to výhodné z hľadiska výroby, ale ak je to vhodné, môžu mať čiastočne odlišný tvar. Schéma znázorňuje osemnásť segmentov, pričom každý segment sa skladá z niekoľkých plechov 3, ktoré sú postavené jeden na druhom známym spôsobom. Príklad, ako môžu byť tieto plechy poukladané jeden na druhom, ukazuje Obr. 5, znázorňujúci prierez segmentom jadra. Plechy sú obyčajne zlepené dokopy. Poukladaním plechov na seba sa získa takzvané vrstvené jadro. Môžu sa použiť rôzne spôsoby spájania, z ktorých len jeden spôsob je znázornený na Obr. 5. Ďalší možný spôsob je známy napríklad ako technológia step lap.

Jednotlivé plechy znázornené vo vyhotovení na Obr. 1 majú tvar zodpovedajúci rovnobežnému lichobežníku. To znamená, že „prstencovitý“ tvar jadra je v skutočnosti mnohouholníkový. Avšak s relatívne veľkým počtom segmentov sa, ako v tomto prípade, prstencovitý tvar alebo toroidný tvar, ako je prípad s prierezom jadra, približuje mnohouholníkovému tvaru.

Malo by sa zdôrazniť, že termíny „prstencovitý, kruhové okno a toroidný“, ktoré zahŕňa kruhový prierez, pričom všetky sa vzťahujú na jadro, sa týkajú v tomto kontexte nielen geometricky dokonalého kruhu, tórusu alebo prstenca, ale mali by byť tiež uvažované ako zahŕňajúce približné ekvivalenty týchto geometrických útvarov spôsobené faktom, že jadro môže mať kvôli segmentom prierez cez oba smery, priečny a pozdĺžny, čo je v skutočnosti mnohouholník. 1

Obrázok 2 znázorňuje druhé vyhotovenie vynálezu vo forme jadra 11 so segmentmi 14, ako je zrejmé z uvedeného. Podľa vyhotovenia na obrázku 2 majú segmenty tvar podobný kruhovým výrezom s odrezaným koncom, vďaka čomu môžu byť spojené do približného kruhu, výhodne s toroidným tvarom. Každý plech 3 na obrázku 5 je takto odrezaný, aby vytvoril tvar kruhového výrezu znázorneného na obrázku 2. V tomto prípade je jadro 11 zložené z ôsmich segmentov 14. Segmenty v tomto jadre sú vytvorené z plechov z magneticky orientovanej ocele, ako je znázornené šípkami na obrázku. Pri použití magneticky orientovanej ocele je dôležité, že niekoľko segmentov postačuje na to, aby sa nestratil magnetický smer orientácie. Tu má tiež jadro kruhové okno 15, cez ktoré by malo vinutie alebo vinutia prechádzať.

Tretie vyhotovenie jadra je znázornené na obrázku 3. Segmentové jadro 21 je zložené len z dvoch segmentov vo forme dvoch polkruhov 23. 24. ktoré boli spojené do jadra s oknom 25. v podstate kruhovým.

Štvrté vyhotovenie je znázornené na obrázku 4, z ktorého vidno, že jadro 31 sa výhodne skladá zo štyroch segmentov: dvoch rovných segmentov 36. 37 a dvoch segmentov 33. 34 vo forme polkruhov. Dva segmenty 33. 34 vo forme polkruhov sú spojené prostredníctvom dvoch rovných segmentov 36, 37. Jadro má okno 35.

Segmenty môžu byť navzájom držané alebo spojené rozličnými spôsobmi, aby vytvorili prstencovité jadro. Takto možno usporiadať segmenty s niekoľkými plechmi, ktoré vyčnievajú von z užitočnej strany segmentu, t.j. strany, ktorá je obrátená k priľahlému segmentu, a ktoré sú vložené do zodpovedajúcich medzier medzi plechmi usporiadanými na zodpovedajúcej strane najbližšieho priľahlého segmentu a naopak, že plechy v priľahlých segmentoch sa prekiývajú. Takto sa získa spoj medzi plechmi v dvoch priľahlých segmentoch, ktorý je vytvorený rovnakým spôsobom ako príklad spojení vytvorených vnútri segmentu, którý je znázornený na obrázku 5. Alternatívne môžu byť použité špeciálne prídavné zariadenia ako svorky, strmene, skrutky a podobne.

Jednou výhodou segmentového jadra je, že môže obsahovať vnútorné rúry pre chladiace médium. Tieto rúry môžu byť zložené z medzier 12, ktoré boli vytvorené medzi plechmi počas vytvárania vrstiev. Alternatívne môžu byť rúry pre chladiace médium nainštalované do segmentov počas vrstvenia plechov. Inou alternatívou je následne navŕtať rúry cez segmenty. Je tiež možné, aby segmenty boli navzájom držané vnútornými chladiacimi rúrami takým spôsobom, že priľahlé segmenty sú navzájom držané prinajmenej jedným segmentom, ktorý je vybavený chladiacou rúrou končiacou sa vo vyčnievajúcom konci rúry, ktorý je vytvarovaný tak, aby zapadol do zodpovedajúceho konca rúry ukončujúceho chladiacu rúru v priľahlom segmente.

Nakoniec obrázok 6 znázorňuje rez vysokonapäťovým káblom 6, ktorý je obzvlášť vhodný na použitie v tomto vynáleze. Vysokonapäťový kábel 6 obsahuje množstvo žíl 2, ktoré sú vyrobené napríklad z medi (Cu) a má kruhovitý prierez. Tieto žily sú usporiadané v strede vysokonapäťového kábla. Prvá polovodivá vrstva 8 obklopuje žily 2- Túto prvú polovodivú vrstvu S obklopuje izolačná vrstva 2, napríklad XLPE izolácia. Izolačnú vrstvu 9 obklopuje druhá polovodivá vrstva 10. Znázornený kábel sa odlišuje od konvenčného vysokonapäťového kábla v tom, že je vynechaný vonkajší mechanický ochranný obal a kovové tienenie, ktoré obyčajne obklopujú takéto káble. Takto pojem „vysokonapäťový kábel“ v tejto patentovej prihláške nie nevyhnutne obsahuje kovové tienenie alebo obal, ktoré obyčajne obklopujú takéto káble na prenos energie.

Vyhotovenia znázornené a opísané vyššie môžu byť uvažované len ako príklady a vynález by nimi nemal byť obmedzený, ale môže sa pozmeniť v rámci rozsahu vynálezu, ako je definované v priložených nárokoch. Takto bolo okno v jadrách v troch zo znázornených príkladov znázornené v podstate len v kruhovitej forme, ale môže byť tiež samozrejme eliptické alebo iného tvaru. Podobne môže byť prstencovitý tvar jadra eliptický namiesto kruhovitý. Toto môže byť výhodnejšie napríklad vtedy, keď je dostupný priestor obmedzený, pokiaľ ide o šírku. Ďalej prirodzene nič nebráni tomu, aby segmentové jadro malo pravouhlý tvar s pravouhlým oknom.

Počet segmentov sa môže vo veľkej miere meniť v závislosti od mnohých rozličných zreteľov, s ohľadom na technológiu výroby, technológiu vinutia, vzdialenosť prenosu atď. Plechy môžu byť vyrobené tiež z inej ocele ako magneticky orientovanej ocele, napr. z amorfnej ocele.

Nakoniec by sa malo uviesť, že vynález je samozrejme aplikovateľný aj na trojfázový transformátor/reaktor kombináciou troch jadier, zostrojených v súlade s vynálezom.

Claims (26)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Transformátor/reaktor zahŕňajúci jadro a najmenej jedno vinutie, v ktorom sa jadro (1; 11; 21; 31) skladá najmenej z dvoch segmentov (4; 14; 24, 25; 33, 34, 36, 37) a vinutie je flexibilné a zahŕňa elektricky vodivé jadro (7) obklopené vnútornou polovodivou vrstvou (8), ktorá je obklopená izolačnou vrstvou (9) a skladá sa z pevného materiálu, a táto izolačná vrstva je obklopená vonkajšou polovodivou vrstvou (10), pričom všetky vrstvy lpia jedna na druhej.
2. 2. Transformátor/reaktor podľa nároku 1, vyznačujúci sa t ý m, že vrstvy (8, 9, 10) sa skladajú z materiálov, ktoré majú takú pružnosť a taký vzťah medzi koeficientmi teplotnej rozťažnosti materiálov, že napriek objemovým zmenám týchto vrstiev zapríčineným kolísaním teplôt v priebehu činnosti si vrstvy zachovajú vzájomnú priľnavosť.
3. 3. Transformátor/reaktor podľa nároku 2, vyznačujúci sa t ý m, že materiály v spomenutých vrstvách (8, 9, 10) majú vysokú pružnosť, výhodne s modulom pružnosti menším ako 500 MPa, ešte výhodnejšie menším ako 200 MPa.
4. 4. Transformátor/reaktor podľa nároku 3, vyznačujúci sa tým, že koeficienty teplotnej rozťažnosti materiálov v spomenutých vrstvách (8, 9, 10) majú v podstate rovnakú veľkosť.
5. 5. Transformátor/reaktor podľa nároku 4, vyznačujúci sa tým, že » * ’ priľnavosť medzi vrstvami (8, 9, 10) je prinajmenšom rovnako veľká, ako v najslabšom materiáli.
6. 6. Transformátor/reaktor podľa nároku 1 alebo nároku 2, vyznačujúci sa tým, že každá polovodivá vrstva (8, 10) základne tvorí jednu ekvipotenciálnu plochu.
7. 7. Transformátor/reaktor podľa niektorého z nárokov 1 až 6, vyznačujúci sa t ý m, že vinutia statora (4) sa skladajú z vysokonapäťových káblov (6).
8. 8. Transformátor/reaktor podľa nároku 7, vyznačujúci sa tým, že vysokonapäťový kábel (6) má priemer z intervalu 20-250 mm a plochu vodiča z intervalu 80-3000 mm².
9. 9. Transformátor/reaktor podľa niektorého z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že jadro (1; 11; 21) je v podstate prstencovité.
10. 10. Transformátor/reaktor podľa nároku 9, vyznačujúci satým, že jadro (1; 11; 21) obsahuje okno (5; 15; 25), ktoré má v podstate kruhovitý tvar a že prstencovitý tvar jadra je kruhovitý.
11. 11. Transformátor/reaktor podľa nároku 9, vyznačujúci sa tým, že jadro obsahuje okno s tvarom v podstate eliptickým a že prstencovitý tvar jadra je eliptický.
12. 12. Transformátor/reaktor podľa niektorého z nárokov 1-8, vyznačujúci sa t ý m, že jadro (31) zahŕňa štyri segmenty, dva rovné segmenty (36, 37) a dva segmenty (33, 34) tvaru polkruhov, pričom dva segmenty tvaru polkruhov sú navzájom spojené prostredníctvom dvoch rovných segmentov.
13. 13. Transformátor/reaktor podľa niektorého z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že jadro (1; 11; 21) má v podstate toroidný tvar.
14. 14. Transformátor/reaktor podľa niektorého z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že jadro má v podstate pravouhlý tvar.
15. 15. Transformátor/reaktor podľa niektorého z nárokov 1-11 alebo 13-14, vyznačujúci sa tým, že jadro (21) sa skladá z dvoch segmentov (23, 24).
16. 16. Transformátor/reaktor podľa niektorého z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že každý segment obsahuje množstvo plechov (3) a že jadro je skonštruované ako vrstvené jadro.
17. 17. Transformátor/reaktor podľa nároku 16, vyznačujúci sa t ý m, že plechy (3) sa skladajú z magneticky orientovanej ocele.
18. 18. Transformátor/reaktor podľa nároku 17, vyznačujúci sa tým, že niekoľko segmentov je postačujúco veľkých, aby sa nestratil smer magnetickej orientácie.
19. 19. Transformátor/reaktor podľa nároku 16, vyznačujúci sa tým, že plechy (3) sú z amorfnej ocele.
20. 20. Transformátor/reaktor podľa niektorého z nárokov 16-19, vyznačujúci sa t ý m, že susedné segmenty sú navzájom držané jedným segmentom, ktorý má aspoň jeden vyčnievajúci plech, ktorý zapadá do zodpovedajúcej medzery medzi plechmi, vytvorenej na zodpovedajúcej strane najbližšieho susedného segmentu, čím sa vytvorí preplátovaný spoj.
21. 21. Transformátor/reaktor podľa niektorého z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že obsahuje upevňovac ie zariadenia, s výhodou svorky alebo skrutky, aby sa segmenty spojili.
22. 22. Transformátor/reaktor podľa niektorého z predchádzajúcich nárokov,

    I * vyznačujúci sa tým, že segmentové jadro obsahuje vnútorné rúry (17) pre chladiace médium.
23. 23. Transformátor/reaktor podľa nároku 22, vyznačujúci sa tým, že susedné segmenty sú navzájom držané jedným segmentom, ktorý je vybavený chladiacou rúrou (17) končiacou sa na konci vyčnievajúcej rúry, ktorá je vytvarovaná tak, aby zapadala do zodpovedajúceho konca rúry končiaceho sa v chladiacej rúre priľahlého segmentu.
24. 24. Transformátor/reaktor podľa niektorého z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že transformátor je suchý transformátor/reaktor.
25. 25. Spôsob použitia pri výrobe transformátora/reaktora obsahujúceho jadro a najmenej jedno vinutie, zahŕňajúci krok výroby jadra, ktoré obsahuje najmenej dva segmenty, ktoré sú spojené, aby vytvorili spomenuté jadro, a zahŕňajúci krok inštalácie vinutia do jadra, pričom vinutie je flexibilné a zložené z elektricky vodivého jadra (7) obklopeného vnútornou polovodivou vrstvou (8), izolačnou vrstvou (9), ktorá obklopuje vnútornú polovodivú vrstvu a obsahujúcou pevný materiál, a vonkajšou polovodivou vrstvou (10), ktorá obklopuje izolačnú vrstvu, pričom spomenuté vrstvy lpia jedna na druhej.
26. 26. Spôsob podľa nároku 25, vyznačujúci sa tým, že vinutia jadra sú navinuté na segment predtým ako sa segment zmontuje, aby vytvoril jadro.