Статичний індукційний пристрій

1. Статичний індукційний пристрій, що містить обмотку і просторовий магнітопровід у вигляді розподілених по колу котушок і стрижнів, що замкнені ярмами зі створенням порожнин на осі ярем, а також елементи, що пресують магнітопровід, бак з холодоагентом і охолоджувачами, який відрізняє ться тим, що пресуючі елементи вико 3 38596 том і охолоджувачами, наприклад радіаторами. Перевагою вказаного пристрою є просторова симетричність магнітопровода та використання замкнених по колу ярем, тобто з'єднання стрижнів «трикутником». Це зменшує масу ярем та втрати у сталі, тобто поліпшує масогабаритні і енергетичні показники. Однак недоліком подібної електромагнітної системи є радіальна нерівномірність розподілу теплового поля і підвищений нагрів провідників в зоні внутрішнього контуру обмотки на осі ярем. Це пов'язано з тим, що загальна площина поверхонь охолодження і об'єм холодогенту в зоні зовнішнього контур у обмотки (внутрішніх поверхонь бака) значно перевищує площину поверхонь охолодження симетричної активної частини в зоні центральної осі. Ознаками прототипу, що співпадають з конструкцією пропозиції, є наявність обмотки і просторового магнітопроводу у вигляді розподілених за колом котушок і стрижнів, що замкнені ярмами зі створенням порожнин на осі ярем, а також елементів, що пресують магнітопровід, та бака з холодогентом і охолоджувачами, наприклад радіаторами. В основу корисної моделі поставлено задачу удосконалення статичного індукційного пристрою, у якому зміна конструкції елементів, що пресують магнітопровід, і зміна конструкції системи охолодження забезпечила спрощення вказаної системи та поліпшення енергетичних і масогабаритних показників її елементів, а також підвищення ефективності охолодження. Поставлена задача вирішується тим, що у статичному індукційному пристрої, який містить обмотку і просторовий магнітопровід у вигляді розподілених по колу котушок і стрижнів, що замкнені ярмами, зі створенням порожнин на осі ярем, а також елементи, що пресують магнітопровід, бак з холодогентом і охолоджувачами, пресуючі елементи виконані трубчатими і зістиковані на осі ярем зі створенням колекторів холодогенту та з'єднані з охолоджувачами бака. Елементи, які пресують магнітопровід а також колектор, виконані з швелерів, що зістиковані виступами, а торцеві частини колекторів створені скошеними кінцівками швелерів. У порожнину і колектор, наприклад нижнього ярма, вбудований електронасос. Між електронасосом і внутрішнім контуром нижнього ярма встановлено перегородку, а колектор містить центральний отвір. Сукупність вказаних ознак, тобто виконання пресуючих елементів трубчатими і зістикованими на осі ярем зі створенням колекторів холодогенту та з'єднаними з охолоджувачами бака, забезпечує конвективну циркуляцію холодогенту через зону внутрішніх контурів обмотки і магнітопровода та зовнішні охолоджувачі, що підвищує е фективність охолодження. Виконання статичного індукційного пристрою таким чином, що елементи, які пресують магнітопровід, виконані з швелерів, що зістиковані виступами, а торцеві частини колекторів створені кінцівками швелерів, що скошені, спрощує та знижує вартість системи охолодження. 4 Виконання статичного індукційного пристрою таким чином, що у порожнину і колектор, наприклад нижнього ярма, вбудований електронасос, забезпечує інтенсифікацію охолодження примусовою циркуляцією холодогенту крізь зону внутрішніх контурів обмотки і магнітопровода і поліпшує масогабаритні і енергетичні показники елементів системи охолодження і статичного індукційного пристрою у цілому. Встановлення між електронасосом і внутрішнім контуром нижнього ярма перегородки та наявність в нижньому колекторі центрального отвору додатково інтенсифікує охолодження примусовою циркуляцією холодогенту крізь зону між зовнішніми контурами магнітопровода і обмотки та внутрішніми поверхнями бака. Ефективність охолодження підвищується на основі зменшення різниці максимальної і мінімальної температур зон внутрішнього і зовнішнього контурів обмотки при конвективній циркуляції холодогенту. Спрощення та зниження вартості системи охолодження забезпечується створенням елементів системи охолодження (колектора холодогенту та тр уб його зв'язку з радіаторами), які також є елементами, що пресують магнітопровід, із єдиного певного типорозміру стандартного сталевого прокату з незначними відходами механічної обробки. Поліпшення масогабаритних і енергетичних показників елементів системи охолодження і статичного індукційного пристрою у цілому досягається примусовою циркуляцією холодогенту таким чином, що замість 6...10 електродвигунів малої потужності приводу електронасосів кожного з охолоджувачів використовується один більш потужний електродвигун приводу центрального електронасоса. На основі технічних рішень корисної моделі максимальна температура обмотки зменшується, відносно її середньої температури, на 4°...7°. Корисна модель ілюструється кресленнями з розрізами і елементами, що пояснюють сутність конструкції. На Фіг.1. схематично, без навісних елементів будови, зображено загальний вид з поперечним розрізом статичного індукційного пристрою - трифазного трансформатора з просторовою електромагнітною системою, а на Фіг.2. - його вид зверху зі знятою кришкою бака та місцевими розрізами. Фіг.3, 4. пояснюють будову елементів системи охолодження трансформатора (Фіг.1, 2). Трансформатор містить обмотку 1 і просторовий магнітопровід 2 у вигляді розподілених по колу котушок 3 і стрижнів 4, що замкненні ярмами 5 зі створенням порожнин 6 на осі 00' ярем 5 по центру кола, а також елементи 7, що пресують магнітопровід 2, бак 8 з холодогентом (трансформаторне масло, елегаз...) і охолоджувачами, наприклад радіаторами 9. Пресуючі елементи 7 виконані трубчатими і зістиковані на осі 00' ярем 5 зі створенням колекторів 10 холодогенту та з'єднані муфтами 11 з охолоджувачами 9 бака 8. Трубчаті яремні балки 7, що пресують магнітопровід 2 і колектор 10, виконані з швелерів 12, що зістиковані виступами 13 (Фіг.3), а торцеві частини 14 колекторів 10 створені скошеними кінцівками 15 швелерів 12. У порожнину 6 і колектор 10 нижнього ярма 5 38596 5 (Фіг.4) вбудовано електронасос 16. Між електронасосом 16 та внутрішнім контуром нижнього ярма 5 встановлено перегородку 17, а колектор 10 містить центральний отвір 18. При роботі трансформатора частина теплової енергії втрат обмотки 1 і магнітопровода 2 передається холодогенту і виводиться до навколишнього середовища стінками бака 8 і радіаторами 9. Значення температури обмотки 1 і холодогенту є максимальними у частині котушок 3 в зоні порожнини 6 верхнього ярма 5 трансформатора. Стикування кінцівок 15 пресуючих елементів (яремних балок) 7 зі створенням колекторів 10 та з'єднання вказаних елементів 7 з радіаторами 9 створює конвекційний рух холодагенту крізь внутрішні порожнини 6 ярем б та обмотки 1, трубчаті елементи 7 і радіатори 9, що зменшує максимальне і середнє значення температур обмотки 1. При цьому поєднання функцій пресуючих елементів - яремних балок 7 - з функціями трубопроводів системи охолодження спрощує конструктивну частину трансформатора. Циркуля 6 ція холодогенту за напрямком осі 00' у порожнинах 6 та зовнішніх радіаторах 9 підсилюється електронасосом 16. Наявність між електронасосом 16 і внутрішнім контуром нижнього ярма 5 перегородки 17 та отвору 18 у нижньому колекторі 10 забезпечує додаткове поліпшення охолодження інтенсифікацією циркуляції холодогента за контурами: внутрішні порожнини 6 - простір між внутрішніми поверхнями бака 8 та зовнішніми поверхнями обмотки 1 і магнітопровода 2. При цьому, наприклад в трансформаторах потужністю 10000...16000кВ·А, замість 6..10 масляних електронасосів з електродвигунами потужністю (0,18...0,25)кВт, що мають ККД 0,64...0,67, використовується один електронасос з електродвигуном потужністю (1,1...2,2)кВт. Цей двигун має ККД 0,75...0,85 та масогабаритні показники, що складають (20...30)% від сукупних значень масогабаритних показників групи електродвигунів традиційної системи примусового охолодження трансформатора. 7 Комп’ютерна в ерстка Л. Купенко 38596 8 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601