SU1352543A1 - Активна часть электроиндукционного аппарата - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике , в частности к электроиндукционным устройствам высокого напр жени . Целью изобретени   вл етс  повышение надежности, снижение трудоемкости. Активна  часть содержит магнитопровод со стержн ми 2 и  рмами 2, послойно концентрично охватывающую стержень изол цию 3 и 4, концентрично размещенные на краю изол ций между ее сло ми 9 в верхней ее части токопровод щие обкладки 10, концентрично прилегающую к верхнему слою изол ции обмотку 1 и расс оо ел ю ел 4:2 СО

Description

положенную между обмоткой 1 и  рмом торцовую изол цию 5, содержащую кольцевые барьеры 12 с последовательно уменьшающимс  по мере удалени  от обмотки внутренним диаметром. Слои изол ции выполнены ступенчато, и их торцы выступают за диагональ,проведенную от внутреннего угла обмотки

1.

Изобретение относитс  к электротехнике , а именно к электроиндукцион- HbDvi устройствам высокого напр жени , например к силовым трансформаторам и реакторам.

Цель изобретени  - повышение надежности за счет повышени  электрической прочности, снижение трудоемкости .

На фиг. 1 изображена активна  часть предлагаемого электроиндукционного аппарата - двухобмоточного трансформатора большой мощности и высокого напр жени ; на фиг. 2 - активна  часть трансформатора с катушечной обмоткой; на фиг. 3 - то же, со слоевой обмоткой; на фиг, 4 - карта электрических потенциалов в угловой части изол ции при условии, когда металлические обкладки боковой части не продлены в угловую часть;на фиг. 5 то же, металлические обкладки боковой части продолжены с посто нными диаметрами до линии, соедин ющей угол обмотки с углом окна магнитопровода .

Активна  часть электройндукцион- ного устройства (трансформатора) содержит обмотку 1 низкого напр жени  (НН) например 35 кВ (фиг. 1) или 110 кВ (фиг. 2), магнитопровод со стержнем 2 и  рмами 2, боковую 3, угловую 4 и торцовую 5 части изол ции обмотки НН (эти части условно разделены пунктирными лини ми 6 и 7) изол цию 8 катушек обмотки 1,слои 9 изол ции,послойно концентрично охватывающие стержень 2, токопровод щие обкладки 10, концентрично размещенны на краю изол ции между ее сло ми в верхней области боковой части изол до угла , магнитопровода, а торцы обкладок прилегают к ней. Внутренние диаметры кольцевых барьеров торцовой изол ции примыкают к торцам слоев изол ции. При таком расположении изол ции обкладок и кольцевых барьеров достигаетс  равномерное распределение напр жени  в изол ции. 5 ил.

ции и продолженные с посто нными диа- метрами в угловую часть так,что их кра  доход т до линии 11, соедин ющей угол обмотки с противоположным

углом окна магнитопровода (торцы слоев изол ции выступают за указанную линию), кольцевые барьеры 12 торцовой изол ции между обмоткой и  рмом с последовательно уменьшающимс 

по мере удалени  от обмотки внутренним диаметром, примыкающие к торцам слоев изол ции,канал 13 в обмотке 1, служащий дл  ее охлаждени  (фиг, 1) обмотку 14 высшего напр жени  (ВН),

например 500 кВ (фиг, 1), отделенную от обмотки НН изол цией 15. В активной части электроиндукционного аппарата с обмоткой НН 110 кВ (фиг. 2) канал 13 дл  охлаждени  находитс 

между катушками и экранирующим слоем витков 16.

5

Изготовление активной части трансформатора производ т по следующей технологии.

Боковую часть изол ции 3 и при- ,мыкающий к ней : сектор угловой части изол ции 4 наматывают путем вращени  оправки и плотной укладки слоев

9электротехнической бумаги, через несколько листов бумаги в верхнюю область изол ции вкладывают обкладки

10в виде разомкнутых витков из фольги или металлизированной бумаги,

5 наматывают обмотку 1 с изол цией 8 катушек. Изготовленный блок изол ции и обмотки НН насаживают на остов и устанавливают дистанцированные прокладками кольцевые барьеры 12,

0 далее устанавливают изол цию 15 и насаживают обмотку 14 ВН.

Ширина боковой части 3 изол ции уменьшена в 2-3 раза, что, кроме снижени  диаметра обмотки, приводит к полному исключению грозовых перенапр жений на обмотке НН, передаваемых через емкость изол ции 15 с обмотки ВИ на обмотку НН.

Соседние обкладки 10 образуют между собой одинаковые электрические емкости, напр жени  между ними одинаковы .

Равномерное распределение потенциала благодар  тому,что обкладки продолжены с посто нными диаметрами в угловую часть до линии 11, устанавливаетс  на линии 14 .

Кра  слоев 9 твердой изол ции выполнены выше краев обкладок 10 и образуют благопри тное строение вдоль линии 11, что обеспечивает электрическую прочность по наклонно поверхности изол ции. Обкладки 10 выполнены с разрывом дл  того,чтобы они не образовывали короткозам- кнутого витка.

Опробован и другой способ изготолени  боковой части изол ции путем лить  из бумажной массы.

На фиг. 4 показана карта значени потенциалов в угловой части изол ции без металлических обкладок в ней. Граничные линии слева и сверху представл ют собой поверхности маг нитопровода с нулевым потенциалом, снизу и справа разграничительные линии 6 и 7 с равномерным распределением потенциалов 17 от. О до 1,0. Лини  11, соедин юща  угол обмотки с противоположным углом окна магнитопровода , делит угловую часть изол ции на нижний и верхний секторы. Расчетна  сетка из горизонтальных 18 и вертикальных 19 линий образует узлы с указанными в них значени ми потенциалов.Наибольшие разности потенциалов наход тс  вдоль линии 11:0,36 (1-0,64); 0,28 (0,64-0,36); 0,2 (0,36-0,16); 0,12 (0,16-0,04); 0,04.

На фиг. 5 показана карта значений потенциалов в угловой части изол ции предлагаемого устройства с металлическими обкладками в ней.Верхний сектор угловой части изол ции образован поверхностью  рма 2 маг- нитопровода (верхн  , лини  нулевого потенциала), разграничительной линией 7 и угловой линией 11 с распределением потенциалов 17 от О до 1,0. Горизонтальные 18 и наклонные 20 линии образуют сетку, в узлах ко- с торой указаны значени  потенциалов: по всем наклонным лини м между узлами одинаковые напр жени  0,2, на угловой линии 11 получен наименьший градиент потенциала (разность 0 потенциалов, отнесенна  к длине линии).

Полученный минимальный градиент потенциала на угловой лин.ии) позвол ет исключить изогнутые слои изол - 5 ции и изогнутые металлические обкладки , снизить размеры боковой изол ции (что приводит к уменьшению диаметра обмоток), исключить технологические операции изгибани  метал- 0 лических обкладок, снизить габариты, массу и трудоемкость изготовлени  устройства.

Проведена экспериментальна  проверка на модели,содержащей непре- 5 рьшную обмотку напр жением 35 кВ, слой экранирующих витков, боковую, угловую и торцовую части изол ции, бокова  часть изол ции шириной 8 мм вместе с прилегающим сектором угло- 0 вой части намотана на оправке в виде слоев из кабельной бумаги толщиной 80 мкм, через каждые 10 витков бумаги размещены обкладки из алюминиевой фольги толщиной 10 мкм и с высотой 30 мм, на верхний слой изол ции намотаны непрерывно и плотно витки экранирующего сло .

Обмотка намотана отдельно и насажена на блок изол ции и экранирую- 0 щего сло . Образу  охлаждающий канал между слоем экранирующих витков и обмоткой, изол ционные детали (кольцевые барьеры) высотой 30 мм в торцовой части и верхнем секторе yi- 5 ловой части установлены после насадки обмотки. Количество их выбираетс  из расчета,что промежутки меж-, ду ними составл ют 5-10 мм,так как при этих размерах обеспечиваетс  Q необходимое охлаждение и электрическа  прочность.

Проведенные измерени  и испытани  показали,что практически равномерное распределение потенциалов в боко- с вой и торцовой част х образуетс  самосто тельно без обкладок (обусловлено малым значением отношени  ширины из ол ции к диаметру, в мощных трансформаторах и реакторах это отношение составл ет 0,05-0,1).Установленные в верхней области боковой

части изол ции и продолженные посто нными диаметрами в прилегающий сектор угловой части металлические обкладки выполн ют функцию выноса равномерного распределени  потенциала из боковой в угловую часть изол ции . Размещение краев металлических обкладок на угловой линии  вл етс  наилучшим,так как только в этом случае горизонтальные изол ционные детали (кольцевые барьеры 12) наход тс  в эквипотенциальных точках угловой линии 11 и разграничительной линии 7, при этом кажда  изол ционна  деталь в торцовой части и верхнем секторе угловой части находитс  в оптимальных услови х - размещена на эквипотенциальной поверхности. На угловой линии действует наименьший градиент потенциала, здесь наибольша  длина поверхности,что обеспечивает достаточную электрическую прочность по поверхности краев слоев изол ции: при длине угловой ли- НИИ в 31 мм поверхность выдержала испытательные импульсы, напр жени 

0(/ftZ

5

0

5

промышленной частоты и длительные рабочие напр жени  дл  класса 35 кВ. При этом в ходе изготовлени  и сборки аппарата не допускаетс  загр знение торцовой поверхности изол ции по угловой линии.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Активна  часть электроиндукционного аппарата, в частности трансформатора высокого напр жени , содержаща  магнитопровод со стержн ми и  р- мами,концентрично послойно охватыда- ющую стержень, изол цию токопровод - щие обкладки,концентрично размещенные между сло ми изол ции по диагонали , торцовую изол цию, о т л и ч а-, ю щ а   с   тем,что, с целью повышени  надежности за счет повышени  электрической прочности,снижени  трудоемкости, слои изол ции и обкладки выполнены с посто нными диаметрами по всей их длине и ступенчато так, что торцы обкладок доход т до диагонали, а торцы слоев изол ции выступают за диагональ, между углами обмотки и окнами магнитопро- вода.

   7Л

   Ш

   Ю

   в

   т

   I

   L

   f

   2

   I

   I

   j

   ult

   f2

   1

   фие.З

   17

   фи&Л

   фиг. 6