RU80058U1

RU80058U1 - THREE PHASE TRANSFORMER

Info

Publication number: RU80058U1
Application number: RU2008140085/22U
Authority: RU
Inventors: Ольга Анатольевна Иофина; Людмила Михайловна Пестряева; Андрей Константинович Лоханин
Original assignee: Ольга Анатольевна Иофина; Людмила Михайловна Пестряева
Priority date: 2008-10-09
Filing date: 2008-10-09
Publication date: 2009-01-20

Abstract

Полезная модель относится к электротехнике, в частности, к трансформаторостроению и может найти применение в трехфазных трансформаторах, предназначенных для установки на подстанциях. Полезной моделью решается задача создания трехфазного трансформатора, характеризующегося уменьшенным уровнем главной и межфазовой изоляции, а, следовательно, незначительным расходом материалов, а также сведением к минимуму потерь короткого замыкания и холостого хода. Для решения поставленной задачи в трехфазном трансформаторе, содержащем остов с, по крайней мере, тремя стержнями магнитопровода, на которых концентрически размещены обмотки высокого и низкого напряжения, и электропроводящие элементы, при этом обмотка высокого напряжения содержит, по крайней мере, одну часть по высоте и соединена в звезду, имеющую нейтраль, а каждая ее фаза имеет два конца, из которых первый конец - линейный, а второй - соединен с нейтралью, предложено, согласно настоящей полезной модели, обмотку высокого напряжения расположить ближайшей к стержню магнитопровода и выполнить ее, по крайнем мере содержащей один слой, линейный конец обмотки высокого напряжения расположить в, по крайней мере, одном горизонтальном канале, выполненном в обмотке низкого напряжения, а нейтраль соединить с магнитопроводом посредством, по крайней мере, одного электропроводящего элемента; при этом трехфазный трансформатор может содержать опорные изоляторы, на которые оперт магнитопроводом, а нижние опорные металлические части опорных изоляторов заземлены; при этом трехфазный трансформатор может содержать кожух, выполненный из металла, соединенный с магнитопроводом посредством, по крайней мере, одного электропроводящего элемента.The utility model relates to electrical engineering, in particular, to transformer construction and can find application in three-phase transformers intended for installation in substations. A useful model solves the problem of creating a three-phase transformer, characterized by a reduced level of main and interphase isolation, and, consequently, low material consumption, as well as minimizing losses of short circuit and idling. To solve the problem in a three-phase transformer containing a core with at least three magnetic core rods, on which high and low voltage windings are concentrically placed, and electrically conductive elements, the high voltage winding contains at least one part in height and connected to a star having a neutral, and each phase has two ends, of which the first end is linear, and the second is connected to the neutral, it is proposed, according to this utility model, a high voltage winding live closest to the core of the magnetic circuit and make it, at least containing one layer, position the linear end of the high voltage winding in at least one horizontal channel made in the low voltage winding, and connect the neutral to the magnetic circuit through at least one conductive element; the three-phase transformer may contain supporting insulators, which are supported by a magnetic circuit, and the lower supporting metal parts of the supporting insulators are grounded; wherein the three-phase transformer may include a casing made of metal, connected to the magnetic circuit by means of at least one electrically conductive element.

Description

Полезная модель относится к электротехнике, в частности, к трансформаторостроению и может найти применение в трехфазных трансформаторах, предназначенных для установки на подстанциях.The utility model relates to electrical engineering, in particular, to transformer construction and can find application in three-phase transformers intended for installation in substations.

Известен высоковольтный трехфазный трансформатор, рассчитанный на класс напряжения 110 кВ и выше, содержащий обмотки, остов с, по крайней мере, тремя стержнями магнитопровода, на которых концентрически размещены обмотки высокого и низкого напряжения, и электропроводящие элементы, при этом обмотка высокого напряжения содержит, по крайней мере, одну часть по высоте и соединена в звезду, имеющую нейтраль, а каждая ее фаза имеет два конца, первый из которых линейный, а второй - соединен с нейтралью, при этом ближайшей к стержню магнитопровода расположена обмотка низкого напряжения [Л.1].Known high-voltage three-phase transformer, designed for a voltage class of 110 kV and higher, containing windings, a core with at least three magnetic core rods, on which high and low voltage windings are concentrically placed, and electrically conductive elements, while the high voltage winding contains at least one part in height and connected to a star having a neutral, and each phase has two ends, the first of which is linear, and the second is connected to the neutral, while the nearest to the core put the low voltage winding [L.1].

Недостатком описанной в [Л.1] конструкции трехфазного трансформатора является необходимость высокого уровня главной изоляции (в частности, главного канала на каждой фазе и межфазового расстояния), приводящая к значительному расходу активных и конструкторских материалов, а также повышенным потерям короткого замыкания и холостого хода.The disadvantage of the design of a three-phase transformer described in [L.1] is the need for a high level of main insulation (in particular, the main channel at each phase and interphase distance), which leads to a significant consumption of active and engineering materials, as well as increased losses of short circuit and idling.

Полезной моделью решается задача создания трехфазного трансформатора, лишенного указанных выше недостатков, характеризующегося уменьшенным уровнем главной и межфазовой изоляции, а, следовательно, незначительным расходом материалов, а также сведением к минимуму потерь короткого замыкания и холостого хода.A useful model solves the problem of creating a three-phase transformer, devoid of the above disadvantages, characterized by a reduced level of main and interphase isolation, and, consequently, low material consumption, as well as minimizing losses of short circuit and idling.

Для решения поставленной задачи в трехфазном трансформаторе, содержащем остов с, по крайней мере, тремя стержнями магнитопровода, на которых концентрически размещены обмотки высокого и низкого напряжения, и электропроводящие элементы, при этом обмотка высокого напряжения To solve this problem, in a three-phase transformer containing a core with at least three magnetic core rods, on which high and low voltage windings and electrically conductive elements are concentrically placed, the high voltage winding being

содержит, по крайней мере, одну часть по высоте и соединена в звезду, имеющую нейтраль, а каждая ее фаза имеет два конца, из которых первый конец - линейный, а второй - соединен с нейтралью, предложено, согласно настоящей полезной модели, обмотку высокого напряжения расположить ближайшей к стержню магнитопровода и выполнить ее, по крайнем мере содержащей один слой, линейный конец обмотки высокого напряжения расположить в, по крайней мере, одном горизонтальном канале, выполненном в обмотке низкого напряжения, а нейтраль соединить с магнитопроводом посредством, по крайней мере, одного электропроводящего элемента; при этом трехфазный трансформатор может содержать опорные изоляторы, на которые оперт магнитопровод, а нижние опорные металлические части опорных изоляторов заземлены; при этом трехфазный трансформатор может содержать кожух, выполненный из металла, соединенный с магнитопроводом посредством, по крайней мере, одного электропроводящего элемента.contains at least one part in height and is connected to a star having a neutral, and each phase has two ends, of which the first end is linear and the second is connected to neutral, it is proposed, according to this utility model, a high voltage winding position the magnetic circuit closest to the core and make it at least one layer, position the linear end of the high voltage winding in at least one horizontal channel made in the low voltage winding, and connect the neutral to the magnet water through at least one electrically conductive element; the three-phase transformer may contain supporting insulators, on which the magnetic circuit is supported, and the lower supporting metal parts of the supporting insulators are grounded; wherein the three-phase transformer may include a casing made of metal, connected to the magnetic circuit by means of at least one electrically conductive element.

Полезная модель поясняется на примере выполнения чертежами, на которых соответственно схематично изображены различные варианты реализации заявляемого трехфазного трансформатора, в частности: на фиг.1 представлен вариант выполнения трансформатора без защитного кожуха и без опорных изоляторов; на фиг.2 представлен вариант выполнения трансформатора без защитного кожуха, но с опорными изоляторами; на фиг.3 представлен вариант выполнения трехфазного трансформатора с кожухом, но без опорных изоляторов; на фиг.4 представлен вариант выполнения трехфазного трансформатора с кожухом и с опорными изоляторами.The utility model is illustrated by the example of the drawings, which respectively schematically depict various embodiments of the inventive three-phase transformer, in particular: figure 1 shows an embodiment of a transformer without a protective casing and without supporting insulators; figure 2 presents an embodiment of a transformer without a protective casing, but with supporting insulators; figure 3 presents an embodiment of a three-phase transformer with a casing, but without supporting insulators; figure 4 presents an embodiment of a three-phase transformer with a casing and with supporting insulators.

Трехфазный трансформатор содержит остов 1 с тремя стержнями магнитопровода, соответственно: 2, 3, 4, на котором размещены обмотка высокого напряжения 5 и обмотка низкого напряжения 6, электропроводящий элемент 7.A three-phase transformer contains a core 1 with three rods of a magnetic circuit, respectively: 2, 3, 4, on which a high voltage winding 5 and a low voltage winding 6, an electrically conductive element 7 are placed.

Каждая фаза обмотки высокого напряжения выполнена из двух частей по высоте и содержит два конца: в частности, фаза «А» - 8 обмотки 5 имеет первый линейный конец «А» 9 и второй конец «X» - 10; фаза «В» - 11 обмотки 5 имеет первый линейный конец «В» - 12 и второй конец «Y» - 13; фаза «С» 14 обмотки 5 имеет первый линейный конец «С» - 15 и второй конец «Z» - 16. Концы 10, 13 и 16 соединены с нейтралью 17, причем, фазы обмотки высокого напряжения 8, 11 и 14 расположены ближайшими к стержням 2, 3, 4 остова (магнитопровода) 1, а концы 10, 13, 16 расположены в ближайших к стержню каналах 18, 19, 20 соответственно, а линейные концы 9, 12 и 15 в горизонтальных каналах 21, 22 и 23 соответственно, выполненных в обмотке низкого напряжения 6. Нейтраль 17 соединена с остовом (магнитопроводом) 1 при помощи электропроводящего элемента 7 (фиг.1).Each phase of the high voltage winding is made of two parts in height and contains two ends: in particular, phase “A” - 8 of winding 5 has a first linear end “A” 9 and a second end “X” - 10; phase “B” - 11 of winding 5 has a first linear end “B” - 12 and the second end “Y” - 13; phase “C” 14 of winding 5 has a first linear end “C” - 15 and a second end “Z” - 16. The ends 10, 13 and 16 are connected to neutral 17, and the phases of the high voltage winding 8, 11 and 14 are located closest to rods 2, 3, 4 of the core (magnetic circuit) 1, and the ends 10, 13, 16 are located in the channels nearest to the rod 18, 19, 20, respectively, and the linear ends 9, 12 and 15 in the horizontal channels 21, 22 and 23, respectively made in the low voltage winding 6. The neutral 17 is connected to the skeleton (magnetic circuit) 1 by means of an electrically conductive element 7 (figure 1).

Трехфазный трансформатор, помимо перечисленных выше признаков, представленных на фиг.1, может содержать защитный кожух 24, соединенный с остовом (магнитопроводом) 1 при помощи электропроводящего элемента 25 (фиг.2).The three-phase transformer, in addition to the above signs presented in figure 1, may contain a protective casing 24 connected to the skeleton (magnetic circuit) 1 using an electrically conductive element 25 (figure 2).

Трехфазный трансформатор, помимо перечисленных признаков, представленных на фиг.1, может содержать опорные изоляторы 26, на которые установлен и оперт остов (магнитопровод) 1 (фиг.3).The three-phase transformer, in addition to the listed features presented in figure 1, may contain support insulators 26, on which the core (magnetic circuit) 1 is mounted and supported (figure 3).

Кроме того, трехфазный трансформатор, помимо признаков, перечисленных и представленных на фиг.3, может содержать защитный кожух 24, соединенный с остовом (магнитопроводом) 1 посредством электропроводящего элемента 25.In addition, the three-phase transformer, in addition to the features listed and presented in figure 3, may contain a protective casing 24 connected to the skeleton (magnetic circuit) 1 by means of an electrically conductive element 25.

Во всех четырех вариантах реализации заявляемого решения, представленных на фиг.1÷4, трехфазный трансформатор имеет следующие каналы в радиальном направлении: 18, 19, 20 - канал между магнитопроводом и обмоткой высокого напряжения; 27 - главный канал между обмоткой In all four variants of the implementation of the proposed solutions, presented in figure 1 ÷ 4, a three-phase transformer has the following channels in the radial direction: 18, 19, 20 - the channel between the magnetic circuit and the high voltage winding; 27 - the main channel between the winding

высокого напряжения и обмоткой низкого напряжения; 28 - канал между обмотками фазных фаз (межфазовое расстояние).high voltage and low voltage winding; 28 - channel between the windings of the phase phases (interphase distance).

Если в известном по [Л.1] трехфазном трансформаторе канал 28 должен быть рассчитан, например на класс напряжения 110 кВ, то в заявляемом трехфазном трансформаторе может быть применена изоляция на класс напряжения не более, чем на 35 кВ (в зависимости от класса напряжения обмотки низкого напряжения), а каналы 18, 19, 20, благодаря расположению витков, близких к нейтрали, также подвергаются малым воздействующим напряжениям.If in the three-phase transformer known according to [L.1], channel 28 should be designed, for example, for a voltage class of 110 kV, then in the claimed three-phase transformer insulation can be applied to a voltage class of not more than 35 kV (depending on the class of winding voltage low voltage), and the channels 18, 19, 20, due to the location of the turns close to the neutral, are also exposed to small stresses.

Следовательно, благодаря заявляемой конструкции трехфазного трансформатора, предусматривающей расположение обмотки высокого напряжения ближайшей к стержню магитопровода и расположение линейного конца в горизонтальном канале, выполненном в обмотке низкого напряжения, и соединение нейтрали с магнитопроводом посредством электропроводящего элемента, изоляционные промежутки 18, 19, 20 и 28 могут быть выполнены значительно меньшими, чем в известном по [Л.1] трехфазном трансформаторе, так как размеры воздействующих напряжений в рабочих режимах и при испытаниях уменьшены. Это позволяет уменьшить расходы на активные материалы (электротехническую сталь и провод обмоток) и сократить холостого хода и короткого замыкания.Therefore, due to the claimed design of a three-phase transformer, providing for the location of the high voltage winding closest to the core of the magnetic circuit and the location of the linear end in a horizontal channel made in the low voltage winding, and the connection of the neutral to the magnetic circuit through an electrically conductive element, the insulation gaps 18, 19, 20 and 28 can be made significantly smaller than in the well-known [L.1] three-phase transformer, since the dimensions of the acting voltages in the operating mode x and when tested reduced. This reduces the cost of active materials (electrical steel and wire windings) and reduce idle and short circuit.

В случае изолированной или эффективно заземленной нейтрали заявляемая конструкция трехфазного трансформатора может быть реализована только при установке магнитопровода на изоляторы 26.In the case of an isolated or effectively grounded neutral, the claimed design of a three-phase transformer can be implemented only when the magnetic circuit is installed on the insulators 26.

Трехфазный трансформатор, помещенный в защитный кожух, имеет аналогичные преимущества.A three-phase transformer, housed in a protective casing, has similar advantages.

В соответствии с заявляемым решением на одном из предприятий г. Екатеринбурга разработана техническая документация на один из типов трехфазного трансформатора.In accordance with the claimed decision, one of the enterprises in Yekaterinburg developed technical documentation for one of the types of three-phase transformer.

Благодаря существенным преимуществам по сравнению с известными аналогичными трехфазными трансформаторами заявляемый трансформатор имеет широкие возможности его практического применения в будущем.Due to significant advantages compared with the known similar three-phase transformers, the claimed transformer has ample opportunities for its practical application in the future.

Литература:Literature:

1. Тихомиров П.М. /Расчет трансформаторов/, «Энергия», М., 1976 г., с.186, рис.4-8.1. Tikhomirov P.M. / Calculation of transformers /, "Energy", M., 1976, p.186, Fig. 4-8.

Claims

1. A three-phase transformer containing a core with at least three magnetic core rods, on which high and low voltage windings are concentrically placed, and electrically conductive elements, wherein the high voltage winding contains at least one part in height and is connected to a star having a neutral, and each phase has two ends, of which the first end is linear, and the second is connected to the neutral, characterized in that the high voltage winding is located closest to the core of the magnetic circuit and contains at least th least one layer, wherein the linear end of the high voltage winding located in at least one horizontal channel formed in the low voltage winding, with the neutral connected to the yoke by means of at least one electrically conductive element.

2. The three-phase transformer according to claim 1, characterized in that it comprises supporting insulators, on which the magnetic circuit is supported, while the lower supporting metal parts of the supporting insulators are grounded.

3. The three-phase transformer according to claim 1, characterized in that it comprises a casing made of metal, connected to the magnetic circuit through at least one electrically conductive element.

4. The three-phase transformer according to claim 2, characterized in that it comprises a casing made of metal, connected to the magnetic circuit through at least one electrically conductive element.