Номер патенту: 111380

Опубліковано: 25.04.2016

Автори: Штайгер Маттіас, Щеховскі Януш, Шульце Гвідо

Є ще 2 сторінки.

Дивитися все сторінки або завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Високовольтний трансформаторний модуль (10, 40, 60, 92, 94), що містить сердечник трансформатора з принаймні однією обмоткою (12, 48, 62, 100), який відрізняється тим, що сердечник (102) трансформатора стаціонарно вбудований у механічну опорну структуру із розміщеними в формі прямокутного паралелепіпеда вершинами, виконаними в формі елементів (16, 44, 46, 66) передачі навантаження і розміщеними відповідно до габаритів контейнера, що відповідає Конвенції щодо безпечних контейнерів (CSC).

2. Високовольтний трансформаторний модуль за пунктом 1, який відрізняється тим, що його вершини виконані в формі вершин стандартного контейнера.

3. Високовольтний трансформаторний модуль за пунктом 2, який відрізняється тим, що прилеглі до його вершин і виконані в формі стінок (18, 68, 70, 72, 74) поверхні утворюють контейнероподібний ящик (50) із внутрішньою порожниною (82).

4. Високовольтний трансформаторний модуль за пунктом 3, який відрізняється тим, що контейнероподібний ящик (50) виконаний у формі контейнера, що відповідає Конвенції щодо безпечних контейнерів (CSC).

5. Високовольтний трансформаторний модуль за будь-яким із пунктів 3 або 4, який відрізняється тим, що принаймні деякі ділянки (18-20) кожної зі стінок (18, 68, 70, 72, 74) виконані подвійними.

6. Високовольтний трансформаторний модуль за будь-яким із пунктів 3-5, який відрізняється тим, що передбачена у внутрішній порожнині (82) принаймні одна перегородка (24, 26) розділяє цю порожнину (82) на принаймні один перший внутрішній відсік (36), виконаний із можливістю розміщення в ньому сердечника трансформатора з обмоткою (12, 48, 62, 100), і один другий (38) внутрішній відсік.

7. Високовольтний трансформаторний модуль за будь-яким із пунктів 3-6, який відрізняється тим, що внутрішня порожнина (82) або перший внутрішній відсік (36) герметизовані.

8. Високовольтний трансформаторний модуль за пунктом 7, який відрізняється тим, що внутрішня порожнина (82) або перший внутрішній відсік (36) заповнені маслом.

9. Високовольтний трансформаторний модуль за будь-яким із пунктів 3-8, який відрізняється тим, що у внутрішній порожнині (82) чи в другому внутрішньому відсіку (38) передбачений електричний розподільний пристрій (32), гальванічно з'єднаний провідником (34) принаймні з однією обмоткою (102, 104).

10. Високовольтний трансформаторний модуль за будь-яким із пунктів 3-9, який відрізняється тим, що всередині внутрішньої камери (82) чи другого внутрішнього відсіку (38) передбачений принаймні один інвертор та/або випрямляч, гальванічно з'єднаний провідником (34) принаймні з однією обмоткою (102, 104).

11. Високовольтний трансформаторний модуль за будь-яким із пунктів 3-10, який відрізняється тим, що у внутрішній порожнині (82) чи в першому та/або другому внутрішньому відсіку (38) передбачена охолоджувальна система із принаймні одним теплообмінником (76), а також переміщувальний пристрій (80), виконаний із можливістю переміщення принаймні одного теплообмінника (76) із положення при транспортуванні всередині одного з внутрішніх відсіків (38, 82) в робоче положення (78) принаймні частково назовні.

12. Високовольтний трансформаторний модуль за будь-яким із пунктів 3-11, який відрізняється тим, що принаймні в одній стінці (18, 20, 24, 26, 68, 70, 72, 74) передбачений принаймні один виріз, виконаний із можливістю закривання кришкою.

13. Високовольтний трансформаторний модуль за пунктом 12, який відрізняється тим, що у внутрішньому відсіку (36, 38, 82) принаймні в одному вирізі встановлений електричний прохідний ізолятор (28, 30).

14. Електрична енергосистема, яка відрізняється тим, що вона складається з модулів і містить принаймні один високовольтний трансформаторний модуль за будь-яким із пунктів 1-13.

15. Електрична енергосистема за пунктом 14, який відрізняється тим, що вона виконана у формі випробувальної системи для силових трансформаторів.

Текст

Реферат: Винахід стосується високовольтного трансформаторного модуля (10, 40, 60, 92, 94), що містить сердечник трансформатора із принаймні однією обмоткою (12, 48, 62, 100). Сердечник (102) трансформатора стаціонарно вбудований у механічну опорну структуру з розміщеними в формі прямокутного паралелепіпеда вершинами, причому вершини виконані у формі елементів (16, 44, 46, 66) передачі навантаження і розміщені відповідно до габаритів контейнера, що відповідає Конвенції щодо безпечних контейнерів (CSC). UA 111380 C2 (12) UA 111380 C2 UA 111380 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Винахід стосується високовольтного трансформаторного модуля, що містить сердечник трансформатора з принаймні однією обмоткою, та електричної енергосистеми, що містить високовольтний трансформаторний модуль. Загальновідомо, що високовольтні трансформатори, наприклад у діапазоні напруг 110 кВ або 380 кВ і діапазоні потужності 100 MВА та вище, слід піддавати інтенсивним випробуванням як у межах планово-запобіжних заходів, так і після завершення відповідних робіт з технічного обслуговування чи ремонту, а також безпосередньо після виготовлення для забезпечення бездоганного функціонування протягом наступного періоду експлуатації, який часто триває багато років. Для цього застосовують як стаціонарні, так і мобільні випробні стенди. Такі стенди монтують зокрема для випробувань трансформаторів безпосередньо на місці експлуатації, після чого демонтують і транспортують до наступного місця застосування. Навіть якщо транспортування і монтаж мобільного випробного стенда переважно пов'язані з дуже високими витратами, проте, ці витрати є найчастіше меншими, аніж витрати на транспортування трансформатора масою, наприклад, 200 тонн до стаціонарного випробного стенда. Крім цього, перевагою застосування мобільних стендів є суттєве зменшення часу простою випробуваного трансформатора. Для цього застосовують випробні стенди як постійного, так і змінного струму, які забезпечують дотримання відповідних умов випробувань. Зокрема випробні стенди змінного струму мають бути спроможними протягом довгого часу, часто протягом кількох годин, забезпечувати високу електричну випробну потужність зі змінюваною напругою і частотою, наприклад для випробувань при довготривалому навантаженні або при короткому замиканні. Поряд із силовими напівпровідниковими компонентами, наприклад інверторами і випрямлячами, в типовому випадку потрібен також випробний трансформатор, наприклад для перетворення змінної напруги, утворюваної перетворювачами частоти змінного струму, на напругу необхідного для випробувань рівня або для узгодження наявної в розпорядженні підведеної напруги з інвертором. Подібний трансформатор унаслідок необхідної високої максимальної випробної потужності – наприклад 20 MВA і вище – має великі габарити і масу, наприклад 15 тонн. Недоліком є необхідність забезпечення особливих умов для транспортування такого трансформатора, наприклад застосування низькорамного причепа, що призводить до великих витрат часу і коштів. Складання, монтаж і введення в експлуатацію подібного випробного трансформатора безпосередньо на місці експлуатації потребує багато часу і пов'язане зі значними логістичними витратами. Виходячи з цього рівня техніки, задачею винаходу є розроблення високовольтного трансформатора та відповідної електричної енергосистеми, які можна особливо просто транспортувати і встановлювати безпосередньо на місці експлуатації. Цю задачу вирішено у високовольтному трансформаторному модулі описаного вище виду. Він відрізняється тим, що сердечник трансформатора стаціонарно інтегрований в механічну опорну структуру із розміщеними в формі прямокутного паралелепіпеда вершинами, причому ці вершини виконані як елементи передачі навантаження і розміщені відповідно до габаритів контейнера згідно з Міжнародною конвенцією щодо безпечних контейнерів (англ. International Convention for Safe Containers, CSC). Основною ідеєю винаходу є, з однієї сторони, виконання випробувальної системи для високовольтних трансформаторів із якомога меншої кількості стандартних модулів, які можна просто транспортувати і безпосередньо на місці експлуатації з'єднувати в комплектну випробувальну систему, наприклад, за допомогою відповідних електричних штекерних з'єднувальних елементів. Для спрощення процесу транспортування високовольтного трансформаторного модуля, який слід розглядати як суттєвий компонент випробувальної системи, вершини кутів опорної структури узгоджені зі стандартизованим растром вершин стандартних CSC-контейнерів згідно з Міжнародною конвенцією щодо безпечних контейнерів (International Convention for Save Containers). CSC-контейнери мають, наприклад, стандартні габарити: їх ширина становить 2,438 м, висота 2,591 м і довжина 6,058 м чи 12,192 м. Вісім вершин контейнера водночас є його точками навантаження, через які масові сили передаються вниз або сприймаються від встановлених зверху контейнерів. Механічну опорну структуру виконують, наприклад, у вигляді рами з трубчатих профілів, виготовлених із високоякісної сталі відповідного перерізу, причому в переважному варіанті трансформатор може бути розміщений по центру. Трансформатор може бути вбудований у вже існуючу опорну раму, наприклад прикріплений до передбачених для цього опорних точок рами за допомогою різьбових або затискних елементів. Проте, насамперед якщо габарити 1 UA 111380 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 трансформатора незначно відрізняються від габаритів контейнера, можливим є також оснащення трансформатора невеликою рамою як компонентом його конструкції. Таким чином, відповідний винаходові високовольтний трансформаторний модуль як стандартний контейнер можна встановлювати в будь-який штабель контейнерів і транспортувати разом із ним, наприклад, водним транспортом. Проте, існують інші численні можливі варіанти ефективного транспортування високовольтного трансформаторного модуля, передбачені для стандартних контейнерів, наприклад залізницею або вантажним автотранспортом, завдяки чому процес його транспортування суттєво спрощується. Установлення високовольтного трансформаторного модуля на місці експлуатації значно спрощується завдяки механічній опорній структурі, в яку стаціонарно вбудований трансформатор. Для забезпечення стійкого положення слід подбати лише про обпирання чотирьох нижніх елементів передачі навантаження, наприклад за допомогою відповідних сегментів фундаменту з бетону. Чотири верхніх елементи передачі навантаження використовують при монтажі, наприклад як вушка для кріплення тросів при транспортуванні краном. Тому трансформатор із сердечником і обмоткою в опорній структурі слід розміщати таким чином, щоб забезпечити його надійну ізоляцію для роботи в опорній структурі, яка є невід'ємним компонентом відповідного винаходові високовольтного трансформаторного модуля. Для цього необхідно дотримувати, зокрема, зумовлені вимогами ізоляційної техніки мінімально допустимі відстані до електричних виводів для підключення трансформатора. В одній із форм виконання високовольтного трансформаторного модуля трансформатор виконаний у формі сухого трансформатора, наприклад для роботи в діапазоні напруг до 30 кВ, 60 кВ або навіть до 110 кВ. Можливими при цьому є однофазові, трифазові варіанти виконання, а також спеціальні конструктивні форми, такі як роздільник потенціалів тощо. В іншій формі виконання відповідного винаходові високовольтного трансформаторного модуля його вершини виконані у формі вершин стандартного контейнера, тобто в них передбачені, зокрема, відповідні отвори і внутрішня порожнина, що дозволяє, наприклад, забезпечити взаємний натяг суміжних вершин контейнера. В особливо переважній формі виконання відповідного винаходові високовольтного трансформаторного модуля закріплені між вершинами поверхні виконані в формі стінок, завдяки чому утворюється контейнероподібний ящик із внутрішньою порожниною. Завдяки цьому забезпечується зокрема захист при транспортуванні високовольтного трансформаторного модуля, що додатково спрощує процес його транспортування. Проте, такі стінки забезпечують також захист у процесі експлуатації. Як варіант. передбачена можливість доступу всередину подібного до контейнера ящика - наприклад дверцята - для здійснення технічного обслуговування. В цьому випадку трансформатор також має бути сконструйований і розміщений всередині ящика таким чином, щоб забезпечити відповідну ізоляцію для безпечної експлуатації при наявних стінках. Виводи для електропідключення трансформатора при цьому слід виводити назовні, наприклад крізь бічну стінку, за допомогою відповідних прохідних ізоляторів. Можливим є також безпосереднє прокладення відповідно ізольованих кабелів, причому в цьому випадку всередині ящика слід зберігати переважно змотані в бухти кабелі, які в разі потреби можуть бути витягнуті назовні. Для забезпечення повної сумісності відповідного винаходові високовольтного трансформаторного модуля з існуючими системами транспортування контейнерів ящик виконаний переважно у формі контейнера згідно з вимогами CSC. Згідно з іншим варіантом виконання винаходу принаймні деякі ділянки стінок виконані подвійними. Завдяки цьому захисна функція стінок додатково підвищується настільки, що навіть у разі пошкодження однієї стінки захист забезпечує друга стінка. Згідно з іншим варіантом винаходу передбачено принаймні одну перегородку всередині ящика, що розділяє його внутрішню порожнину принаймні на один перший і один другий відсік, причому сердечник трансформатора з обмоткою розміщений у першому відсіку. Розділення внутрішньої порожнини на перший і другий відсік дозволяє, наприклад, інтегрувати додаткові компоненти всієї системи у високовольтний трансформаторний модуль, які в такому випадку розміщують окремо від трансформатора у другому відсіку внутрішньої порожнини, утвореному за допомогою перегородки. Проте, цей варіант виконання винаходу може бути реалізований лише для трансформаторів низької потужності, якщо у внутрішній порожнині контейнероподібного ящика ще залишається достатньо вільного місця. У спеціальному варіанті виконання винаходу спільна внутрішня порожнина чи перший внутрішній відсік, де залежно від варіанта виконання розміщений трансформатор, герметизовані. Це дозволяє заповнювати відповідний внутрішній відсік трансформаторним маслом, в результаті чого одержують трансформатор із масляним охолодженням. Завдяки 2 UA 111380 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 ізоляційним властивостям масла застосування такої конструкції може бути доцільним, зокрема, для роботи при напругах, які перевищують наведені вище значення, наприклад 110 кВ і більше. Перший внутрішній відсік при цьому використовують як бак трансформатора; в ньому, аналогічно баку трансформатора з масляним охолодженням, мають бути передбачені, наприклад, бар'єри, причому така конструкція переважно потребує вивідні трубопроводи, які монтують безпосередньо на місці експлуатації. Заповнювати бак маслом також бажано безпосередньо на місці експлуатації для уникнення надмірного збільшення маси трансформатора при транспортуванні. Для дотримання вимог щодо безпеки в кожному випадку внутрішній відсік, який заповнений або буде заповнений маслом, має бути оточений подвійними стінками. Згідно з іншим варіантом виконання відповідного винаходові високовольтного трансформаторного модуля у внутрішній порожнині чи в другому внутрішньому відсіку передбачений електричний розподільний пристрій, який гальванічно з'єднаний принаймні з однією обмоткою трансформатора. Проте, в одному з варіантів виконання винаходу у внутрішній порожнині чи у другому внутрішньому відсіку передбачений принаймні один інвертор та/або випрямляч, який гальванічно з'єднаний із принаймні однією обмоткою. Самозрозуміло, що обидві форми виконання винаходу можуть бути реалізовані лише при наявності достатнього вільного місця всередині контейнера чи контейнероподібного ящика, тобто, наприклад, при потужності трансформатора лише кілька MВA. Це дозволяє переважним чином інтегрувати інші компоненти загальної модульної системи у високовольтний трансформаторний модуль і завдяки цьому зменшити кількість необхідних загальних модулів. Згідно з переважним варіантом виконання винаходу у внутрішній порожнині або в першому та/або другому внутрішньому відсіку передбачена охолоджувальна система принаймні з одним теплообмінником, причому передбачений також переміщувальний пристрій, за допомогою якого можна переміщувати принаймні один теплообмінник із положення для транспортування всередині одного з внутрішніх відсіків у робоче положення принаймні частково поза контейнером. При роботі трансформаторів електрична енергія витрачається на теплоутворення, що призводить до внесення тепла в контейнер. Зокрема при розміщенні трансформатора у закритому контейнероподібному ящику це швидко спричиняє неприпустимо велике збільшення температури всередині ящика. Цей ефект підтримується також втратами енергії на теплоутворення при роботі інших компонентів всередині ящика, зокрема шаф перетворювачів частоти змінного струму, що містять силові напівпровідникові пристрої. Тому проблематика відведення тепла, утворюваного в процесі роботи за рахунок втрат енергії, має особливе значення. Відповідна винаходові перевага охолоджувальної системи згідно з цим варіантом виконання полягає в особливо компактному розміщенні теплообмінника всередині високовольтного трансформаторного модуля при транспортуванні, причому при роботі високовольтного трансформаторного модуля теплообмінник принаймні частково висувають із нього назовні. Внаслідок збільшення таким чином площі контакту з оточуючим повітрям забезпечується суттєве зростання ефективності охолоджувальної системи. Переважно подібну охолоджувальну систему виконують у вигляді замкнутого охолоджувального контуру з конденсатором і випарником, причому один чи кілька випарників шляхом випарювання охолоджувальної рідини відбирають теплову енергію всередині високовольтного трансформаторного модуля і віддають її конденсатору, виконаному з можливістю висування назовні. Подібний конденсатор розміщують, наприклад, у верхній частині випробувального модуля і виконують з можливістю висування з нього назовні аналогічно висувним ящикам крізь відповідний отвір. За допомогою вентилятора, який напрямляють на поверхню конденсатора, в разі необхідності можна додатково підвищити ефективність подібної охолоджувальної системи. Згідно з переважним варіантом виконання високовольтного трансформаторного модуля принаймні в одній зі стінок передбачений принаймні один виконаний із можливістю закривання кришкою отвір. Отвір використовують зокрема для пропускання кабелів електроживлення або виводів для підключення високовольтного трансформаторного модуля, завдяки чому забезпечується можливість його безпроблемного з'єднання з іншими модулями загальної системи. Кришка призначена для захисту в процесі транспортування. Після установки безпосередньо на місці експлуатації потреби в захисті більше немає, і кришку можна видалити, в результаті чого отвір залишається відкритим. Крізь нього потім, у разі необхідності із застосуванням відомого фахівцям прохідного ізолятора, можуть бути прокладені відповідно ізольовані з'єднувальні кабелі. Проте, може бути застосована, наприклад, клемова панель для відповідних електричних підключень, вже оснащену усіма внутрішніми з'єднувальними 3 UA 111380 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 елементами модуля, наприклад із трансформатором, яку під час транспортування зберігають всередині контейнера. Таким чином забезпечується надійне транспортування високовольтного трансформаторного модуля до місця його підключення завдяки відсутності виступаючих елементів контуру, а також просте з'єднання цього модуля з іншими модулями. Задачу вирішено також в електричній енергосистемі, що має модульну структуру і містить принаймні один відповідний винаходові високовольтний трансформаторний модуль. Як було сказано вище, модульна конструкція, переважно із застосуванням контейнерів або контейнероподібних ящиків як корпусів, дозволяє спростити транспортування і без проблем здійснювати монтаж безпосередньо на місці експлуатації, зокрема оскільки компоненти системи стаціонарно розміщені всередині контейнера. У цьому зафіксованому положенні компоненти всередині контейнера вже підключені стаціонарно, завдяки чому необхідно підключати лише самий модуль. Окрім цього, модульна конструкція дозволяє в разі потреби здійснювати електричне підключення кількох стандартних системних модулів на основі контейнерів, таких як, наприклад, модулів перетворювачів частоти змінного струму, для їхнього об'єднання в електричну енергосистему. Так, наприклад, потужність модульної електричної енергосистеми може бути відповідно збільшена шляхом підключення додаткових системних модулів на основі контейнерів. Переважно модульна електрична енергосистема виконана в формі випробувальної системи для силових трансформаторів, тобто призначена для перетворення заданої напруги електроживлення на випробну напругу (одно- або трифазову) зі змінюваною величиною і частотою. Самозрозуміло, модульна електрична енергосистема на основі контейнерів є придатною для застосування в інших цілях, наприклад для наземних вітросилових установок, а також вітросилових установок на морських платформах. Конструкція високовольтного трансформаторного модуля в контейнерному виконанні, що містить трансформатор і перетворювачі частоти змінного струму, може бути просто спроектована, наприклад, таким чином, щоб він був придатним до застосування як перетворювач/перетворювач частоти змінного струму для вітросилової установки. Призначенням подібного перетворювача частоти змінного струму для вітросилових установок є перетворення утворюваної змінної напруги на визначену напругу електроживлення, що дуже наближається до призначення випробувальної системи. Перевага відповідного винаходові високовольтного трансформаторного модуля такої конструкції, а саме простота його транспортування і монтажу безпосередньо на місці експлуатації, при спорудженні вітряних електростанцій також має найважливіше значення, тобто винахід може бути ефективно використаний також у цій галузі. Інші переважні можливі форми виконання винаходу описані є предметом інших залежних пунктів формули винаходу. Далі інші форми виконання і переваги винаходу пояснюються докладніше на прикладах виконання за допомогою креслень. На кресленнях зображено: Фіг. 1 Перший приклад виконання високовольтного трансформаторного модуля, Фіг. 2 Другий приклад виконання високовольтного трансформаторного модуля, Фіг. 3 Третій приклад виконання високовольтного трансформаторного модуля, Фіг. 4 Штабелювання високовольтних трансформаторних модулів, а також Фіг. 5 Четвертий сердечник трансформатора з обмоткою. На фіг. 1 у перерізі в горизонтальній проекції зображений перший приклад виконання високовольтного трансформаторного модуля 10. Трансформатор 12 стаціонарно вбудований у виконану в формі розтяжок механічну опорну структуру 14 і утримується нею. Опорна структура 14 простягається до чотирьох нижніх елементів 16 передачі навантаження і чотирьох інших, не зображених на кресленні верхніх елементів передачі навантаження, які розміщені у вершинах прямокутного паралелепіпеда. Форма прямокутного паралелепіпеда відповідає зовнішнім габаритам 40-футового стандартного контейнера, завдяки чому високовольтний трансформаторний модуль 10 може бути встановлений у штабель з контейнерами, що відповідають вимогам CSC. Ділянки поверхні між елементами передачі навантаження виконані у вигляді подвійних стінок 18, 20, завдяки чому утворюється контейнероподібний ящик із внутрішньою порожниною. Окрім цього, між бічними стінками передбачена внутрішня двостінна перегородка 24, 26, завдяки чому утворюється оточений подвійними стінками герметично ізольований перший внутрішній відсік 36 і прилеглий до нього другий внутрішній відсік 38. Перший оточений подвійними стінками внутрішній відсік 36, в якому розміщений трансформатор 12, заповнений маслом, а в другому внутрішньому відсіку 38 розміщений трифазовий електричний розподільний пристрій 32. Цей пристрій провідниками 34 гальванічно з'єднаний із 4 UA 111380 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 трансформатором 12, причому ці провідники введені в перший заповнений маслом внутрішній відсік 36 крізь внутрішню перегородку 24, 26 за допомогою герметичних прохідних ізоляторів 28. Прохідні ізолятори мають відому фахівцям конструкцію. Розподільний пристрій 32 трьома провідниками 34 гальванічно з'єднаний із розташованим поза контейнероподібним ящиком іншим контейнерним модулем, причому ці провідники пропущені крізь відповідні прохідні ізолятори в зовнішній торцевій стінці. На фіг. 2 наведений принциповий тривимірний ескіз другого прикладу виконання високовольтного трансформаторного модуля 40, причому для спрощення механічна опорна структура не зображена. Чотири нижніх елементи 44 передачі навантаження і чотири верхніх елементи 46 передачі навантаження утворюють вершини зображеного пунктирними лініями контейнероподібного ящика 50, що має форму прямокутного паралелепіпеда, габарити якого збігаються з габаритами стандартного контейнера. У кожній із трьох зовнішніх сторін позначених кубиками елементів 44, 46 передачі навантаження, які виконані з чавуну, передбачені отвори, що сполучені з внутрішньою порожниною відповідного кубика. Завдяки цьому суміжні вершини контейнера в кожному випадку можуть бути за допомогою цих отворів з'єднані між собою, наприклад для забезпечення надійної фіксації під час транспортування. По центру контейнероподібного ящика 50 розміщений трансформатор 48, утримуваний не зображеною на ескізі опорною структурою. У даному випадку це сухий трансформатор із номінальною напругою в діапазоні 60 кВ і номінальною потужністю 20 MВA, причому ці значення наведені лише як приклад. Бічні стінки контейнера виконані з гофрованої листової сталі. Можливим є також розміщення кількох трансформаторів у спільній механічній опорній структурі. На фіг. 3 у перерізі зображена горизонтальна проекція третього прикладу виконання високовольтного трансформаторного модуля 60. Зображений у вигляді прямокутного паралелепіпеда сухий трансформатор 62 розміщений в контейнері по центру, причому зображені бічні стінки 68, 70 і торцеві стінки 72, 74 контейнера, і причому стінки контейнера утворюють внутрішню порожнину 82. Трансформатор 62 є невід'ємною частиною механічної опорної структури 64, яка, зокрема, зображена у вигляді з'єднувальних елементів, виконаних із порожнинних профілів, сполучених із відповідними вершинами трансформатора 62, зображеного у вигляді прямокутного паралелепіпеда, які переходять у відповідні елементи передачі навантаження 66. Над трансформатором 62, але всередині контейнера зображені виконані у вигляді висувних ящиків теплообмінники в положенні 76 для транспортування із можливістю переміщення в робоче положення 78 за допомогою не зображеного на кресленні переміщувального пристрою в напрямку 80. Теплообмінник є частиною вбудованої охолоджувальної системи високовольтного трансформаторного модуля, призначеною для відведення тепла, утворюваного в процесі роботи трансформатора. Особливо ефективною є охолоджувальна система, що містить замкнутий охолоджувальний контур, циркулюючий охолоджувальний засіб, конденсатор і випарник, яка, проте, відома фахівцям. На фіг. 4 зображені встановлені штабелем 90 два високовольтних трансформаторних модулі 92, 94, причому передача масових сил забезпечується через розміщені у відповідних вершинах елементи передачі навантаження. Подібне штабелювання модулів є типовим, наприклад, для транспортування водним транспортом. Проте, за умови наявності достатнього вільного простору безпосередньо на місці експлуатації, можливим є також подібне штабелювання кількох підключених в одну електричну енергосистему або випробувальну систему контейнерних модулів для їхньої експлуатації. На фіг. 5 зображений четвертий сердечник 102 трансформатора з обмоткою 104, 106 в проекції 100. На інших кресленнях відповідний сердечник трансформатора з обмоткою в кожному випадку зображений у вигляді прямокутного паралелепіпеда, на відміну від чого в даному випадку приклад є більш реалістичним. Проте, можливою є більша ширина ділянки затискання інших конструктивних форм, таких як трансформатори, автотрансформатори, однофазові конструкції. ПОЗИЦІЙНІ ПОЗНАЧЕННЯ 10 12 14 16 18 20 Перший приклад виконання високовольтного трансформаторного модуля Перший сердечник трансформатора з обмоткою Перша механічна опорна структура Елементи передачі навантаження Зовнішня стінка Внутрішня стінка 5 UA 111380 C2 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 44 46 48 50 60 62 64 66 68 70 72 74 76 78 80 82 90 92 94 96 100 102 104 106 Порожнина між зовнішньою та внутрішньою стінками Зовнішня перегородка Внутрішня перегородка Внутрішній прохідний ізолятор Зовнішній прохідний ізолятор Електричний розподільний пристрій Гальванічне з'єднання Заповнений маслом перший внутрішній відсік Другий внутрішній відсік Другий приклад виконання високовольтного трансформаторного модуля Нижні елементи передачі навантаження Верхні елементи передачі навантаження Другий сердечник трансформатора з обмоткою Контейнероподібний ящик Третій приклад виконання високовольтного трансформаторного модуля Третій сердечник трансформатора з обмоткою Друга механічна опорна структура Елементи передачі навантаження Перша бічна стінка Друга бічна стінка Перша торцева стінка Друга торцева стінка Теплообмінник у положенні для транспортування Теплообмінник у робочому положенні Напрямок переміщення Внутрішня порожнина Штабелювання високовольтних трансформаторних модулів Перший високовольтний трансформаторний модуль Другий високовольтний трансформаторний модуль Передача зусиль через елементи передачі навантаження Четвертий сердечник трансформатора з обмоткою Сердечник трансформатора Перша обмотка Друга обмотка ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 5 10 15 20 25 1. Високовольтний трансформаторний модуль (10, 40, 60, 92, 94), що містить сердечник трансформатора з принаймні однією обмоткою (12, 48, 62, 100), який відрізняється тим, що сердечник (102) трансформатора стаціонарно вбудований у механічну опорну структуру із розміщеними в формі прямокутного паралелепіпеда вершинами, виконаними в формі елементів (16, 44, 46, 66) передачі навантаження і розміщеними відповідно до габаритів контейнера, що відповідає Конвенції щодо безпечних контейнерів (CSC). 2. Високовольтний трансформаторний модуль за пунктом 1, який відрізняється тим, що його вершини виконані в формі вершин стандартного контейнера. 3. Високовольтний трансформаторний модуль за пунктом 2, який відрізняється тим, що прилеглі до його вершин і виконані в формі стінок (18, 68, 70, 72, 74) поверхні утворюють контейнероподібний ящик (50) із внутрішньою порожниною (82). 4. Високовольтний трансформаторний модуль за пунктом 3, який відрізняється тим, що контейнероподібний ящик (50) виконаний у формі контейнера, що відповідає Конвенції щодо безпечних контейнерів (CSC). 5. Високовольтний трансформаторний модуль за будь-яким із пунктів 3 або 4, який відрізняється тим, що принаймні деякі ділянки (18-20) кожної зі стінок (18, 68, 70, 72, 74) виконані подвійними. 6. Високовольтний трансформаторний модуль за будь-яким із пунктів 3-5, який відрізняється тим, що передбачена у внутрішній порожнині (82) принаймні одна перегородка (24, 26) розділяє цю порожнину (82) на принаймні один перший внутрішній відсік (36), виконаний із можливістю розміщення в ньому сердечника трансформатора з обмоткою (12, 48, 62, 100), і один другий (38) внутрішній відсік. 6 UA 111380 C2 5 10 15 20 25 7. Високовольтний трансформаторний модуль за будь-яким із пунктів 3-6, який відрізняється тим, що внутрішня порожнина (82) або перший внутрішній відсік (36) герметизовані. 8. Високовольтний трансформаторний модуль за пунктом 7, який відрізняється тим, що внутрішня порожнина (82) або перший внутрішній відсік (36) заповнені маслом. 9. Високовольтний трансформаторний модуль за будь-яким із пунктів 3-8, який відрізняється тим, що у внутрішній порожнині (82) чи в другому внутрішньому відсіку (38) передбачений електричний розподільний пристрій (32), гальванічно з'єднаний провідником (34) принаймні з однією обмоткою (102, 104). 10. Високовольтний трансформаторний модуль за будь-яким із пунктів 3-9, який відрізняється тим, що всередині внутрішньої камери (82) чи другого внутрішнього відсіку (38) передбачений принаймні один інвертор та/або випрямляч, гальванічно з'єднаний провідником (34) принаймні з однією обмоткою (102, 104). 11. Високовольтний трансформаторний модуль за будь-яким із пунктів 3-10, який відрізняється тим, що у внутрішній порожнині (82) чи в першому та/або другому внутрішньому відсіку (38) передбачена охолоджувальна система із принаймні одним теплообмінником (76), а також переміщувальний пристрій (80), виконаний із можливістю переміщення принаймні одного теплообмінника (76) із положення при транспортуванні всередині одного з внутрішніх відсіків (38, 82) в робоче положення (78) принаймні частково назовні. 12. Високовольтний трансформаторний модуль за будь-яким із пунктів 3-11, який відрізняється тим, що принаймні в одній стінці (18, 20, 24, 26, 68, 70, 72, 74) передбачений принаймні один виріз, виконаний із можливістю закривання кришкою. 13. Високовольтний трансформаторний модуль за пунктом 12, який відрізняється тим, що у внутрішньому відсіку (36, 38, 82) принаймні в одному вирізі встановлений електричний прохідний ізолятор (28, 30). 14. Електрична енергосистема, яка відрізняється тим, що вона складається з модулів і містить принаймні один високовольтний трансформаторний модуль за будь-яким із пунктів 1-13. 15. Електрична енергосистема за пунктом 14, який відрізняється тим, що вона виконана у формі випробувальної системи для силових трансформаторів. 7 UA 111380 C2 Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 8

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

High-voltage transformer module

Автори англійською

Steiger, Matthias, Schulze, Guido, Szczechowski, Janusz

Назва патенту російською

Высоковольтный трансформаторный модуль

Автори російською

Штайгер Маттиас, Шульцэ Гвидо, Щеховски Януш

МПК / Мітки

МПК: H01F 27/02, H02B 1/26, H01F 27/06

Мітки: трансформаторний, високовольтний, модуль

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/10-111380-visokovoltnijj-transformatornijj-modul.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Високовольтний трансформаторний модуль</a>

Подібні патенти