Трансформатор з обмотками, що чергуються

Предлагаемое техническое решение относится к электротехнике и может быть применено в трансформаторах с дисковыми чередующимися обмотками. Известны трансформаторы с дисковыми чередующимися обмотками [1], содержащие активную часть, размещенную в гофрированной оболочке трансформатора и состоящую из магнитопровода, с насажденными не его стержни дисковыми чередующимися обмотками высшего (ВН) и низшего (НН) напряжений. Между катушками ВН и НН проложены плоские теплоотводящие элементы (пластины), выполненные из немагнитных материалов, например, алюминия. Свободные концы этих пластин заходят в гофры оболочки трансформатора. Известны также трансформаторы с дисковыми чередующимися обмотками ВН и НН, между катушками ВН, НН установлены тепловоспринимающие части теплообменников в виде двух параллельных пластин из немагнитного материала, с размещенными между ними плоскими тепловыми трубами, а теплоотводящая часть теплообменников размещена в гофрах оболочки трансформатора [2, 3]. Обмотки ВН и НН такого трансформатора разделены на несколько одинаковых (симметричных) магнитоуравновешенных групп. Магнитоуравновешенная группа состоит из катушки ВН и НН, между ними находится канал рассеяния. А между парой катушек ВН или НН промежуточные каналы. Ширина канала рассеяния и промежуточного определяется толщиной главной изоляции катушки ВН - 2мм, НН -1мм плюс толщина тепловоспринимающей части теплообменника - 10мм [4]. Такая конструкция теплообменников с двумя параллельными пластинами, между которыми размещены тепловые трубы в тепловоспринимающей части катушек ВН и НН, расширяет каналы, следовательно, удлиняется стержень магнитопровода, а это ведет к росту потерь короткого замыкания и холостого хода в трансформаторе. Для достижения требуемого технического результата в трансформаторе с дисковыми чередующимися обмотками, содержащем активную часть, размещенную в гофрированной оболочке и состоящую из магнитопровода с насаженными на его стержни дисковыми чередующимися обмотками, между катушками которых выполнены каналы рассеяния и промежуточные, в которых установлены тепловослринимающими частями теплообменники, содержащие плоские тепловые трубы, расположенные между параллельными металлическими пластинами, теплоотводящие части упомянутых элементов размещены в гофрах оболочки трансформатора, в теплоотводящей части теплообменников тепловые трубы, расположенные вне обмоток, контактируют с параллельными металлическими пластинами, заканчивающимися у катушек отогнутыми краями, выполненными по форме наружной поверхности катушек, а тепловые трубы, находящиеся в каналах рассеяния и в промежуточных каналах выполнены изогнутыми и прямыми и контактируют с радиальными поверхностями катушек, кроме тепловых труб, в указанных каналах расположены также дистанцирующие прокладки, толщина которых равна толщине тепловых труб. Между совокупностью существующих признаков заявляемого изобретения и техническим результатом существует причинно-следственная связь, заключающаяся в том, что выполнение теплообменников в тепловоспринимающей части без параллельных металлических пластин позволит свести к минимуму перепад температур между тепловыми трубами и радиальными плоскостями катушек, снижается металлоемкость теплообменников и даст возможность уменьшить каналы рассеяния и промежуточные между катушками. Кроме того, повысить коэффициент заполнения окна магнитопровода, уменьшив, таким образом, массу и объем активной части трансформатора. Все перечисленные признаки трансформатора с дисковыми чередующимися обмотками в известных условиях не обнаружены, что позволяет сделать вывод о наличии существенных отличий в предложенном техническом решении. На фиг.1 представлен трансформатор с дисковыми чередующимися обмотками, общий вид; на фиг.2 - сечение стержня магнитопровода активной части трансформатора; на фиг.3 теплообменник. Трансформатор с дисковыми чередующимися обмотками (фиг.1) содержит активную часть, представляющую собой магнитопровод 1 с насажденными на его стержни дисковые чередующиеся обмотки, состоящие из отдельных дисковых катушек НН 2 и ВН 3. Между катушкой 2, 3 выполнены каналы рассеяния 4, а пара катушек НН 2 и ВН 3 образуют промежуточные каналы 5. Ярмовые балки 6 служат для стягивания ярм магнитопровода 1 стяжными шпильками 7 и прессования обмоток и теплообменников 8, заходящих тепловоспринимающей частью 9 между катушками 2 и 3, а теплоотводящей частью 10 - в гофры 11 крышки трансформатора 12. Активная часть размещена в оболочке 13 трансформатора. Теплообменник 8 (фиг.2), в котором тепловоспринимающая часть 9 выполнена из плоских тепловых труб изогнутых 14 и прямых 15, между которыми расположены дистанцирующие прокладки 16. Меньшая сторона плоских тепловых труб определяет ширину канала между катушками, а большая сторона контактирует с радиальными поверхностями катушек 17. Рациональный размер меньшей стороны плоской трубы с толщиной ее стенки равной 0,5 - 1,0мм, выбирается, учитывая физические и механические свойства испаряющейся жидкости в тепловых трубах, при максимальной температуре для главной изоляции трансформатора и составляет 3 - 4мм. В процессе сборки катушек 2, 3 на стержни магнитопровода 1 между катушками размещают тепловоспринимающими частями 9 теплообменники 8, а затем производят опрессовку фаз до заданного размера - высоты окна магнитопровода. Чтобы выдержать воздушные каналы между катушками 3 - 4мм, и не допустить уменьшения рабочего поперечного сечения в тепловых трубах для теплоносителя между катушками установлены дистанцирующие изолирующие прокладки 16, толщина которых равна меньшей стороне плоских тепловых труб. Выступающие над катушками теплоотводящие части 10 теплообменников 8 (фиг.3) состоят из двух параллельных металлических пластин 18, между которыми размещены прямые участки тепловых труб 14, 15 и скреплены с последними при помощи сварки. Пластины 18 заканчиваются у катушек отогнутыми краями 19, выполненными по форме наружной поверхности катушек 2 и 3, предохраняет главную изоляцию от повреждений и обеспечивают жесткость теплообменника 8 у наружной поверхности катушек, удерживая его часть, выходящую за пределы катушек. С уменьшением ширины каналов рассеяния между дисковыми чередующимися обмотками прямо пропорционально уменьшается энергия магнитного потока рассеяния в магнитоуравновешенных группах трансформатора, следовательно, снижаются электрические потери в элементах конструкций трансформатора на 8 - 9% от полных потерь короткого замыкания, увеличивается коэффициент заполнения окна магнитопровода активными материалами обмоток и уменьшается длина стержня магнитопровода, а также масса электротехнической стали и потери холостого хода на 6 - 7%. Кроме того, такое выполнение теплообменника позволяет уменьшить перепад температуры от катушек к тепловым трубам. Уменьшение потерь короткого замыкания и холостого хода позволит увеличить коэффициент полезного действия трансформатора.