Трансформатор

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в индукционных аппаратах, заполненных диэлектрической жидкостью, например, в силовых масляных трансформаторах. Известен трансформатор [1], заполненный маслом, содержащий встроенный регулятор напряжения, расширитель трансформатора и расширитель регулятора напряжения, выполненный в виде отдельной емкости меньшего диаметра и закрепленный в центральной части одной из торцовых стенок расширителя трансформатора. Масло в трансформаторе и расширителе трансформатора изолировано от масла регулятора и его расширителя и в процессе работы смещению не подлежит из-за того, что масло в регуляторе имеет повышенную загрязненность. Известное устройство обладает рядом недостатков: расширители трансформатора и регулятора имеют неодинаковые по высоте размеры, поэтому уровни масла в них, как правило, разные. Это приводит к разным статическим давлениям масла в трансформаторе и регуляторе на одинаковых уровнях. В процессе эксплуатации трансформатора возможна некотролируемая разгерметизация регулятора. Вследствие разных статистических давлений масло из регулятора попадает в масло трансформатора и загрязняет его, Известен заполненный маслом трансформатор [2], принятый в качестве прототипа, который содержит встроенный регулятор напряжения, расширитель трансформатора и расширитель регулятора напряжения. Расширитель регулятора напряжения выполнен в виде отсека расширителя трансформатора, герметично отделенного от него сплошной диаметральной перегородкой. Для того, чтобы уровни в обоих расширителях при работе трансформатора были одинаковы, объем отсека должен удовлетворять условию: где: Vo - объем расширителя регулятора напряжения, Vт - объем расширителя трансформатора, Vp - объем масла в регуляторе напряжения, V - объем масла в трансформаторе, Vp - как правило, на два порядка меньше. поэтому ширина отсека в десятки раз меньше диаметра отсека. При таком соотношении ширины и диаметра незначительное отклонение от номинальных замечаний фактических объектов масла или размеров отсека приводит к значительной разнице в величине уровней масла в расширителях. Указанное обстоятельство, как и в первом аналоге, приводит к разным статическим давлениям масла в трансформаторе и регуляторе на одинаковых уровнях. В процессе эксплуатации трансформатора возможна неконтролируемая разгерметизация регулятора. Вследствие разных статических давлений масло из регулятора попадает в масло трансформатора и загрязняет его. В основу изобретения поставлена задача усовершенствования трансформатора, путем обеспечения дополнительных гидравлических взаимосвязей масляных объемов устанавливаются одинаковые уровни масла в обоих расширителях при работе трансформатора и выравнивается статическое давление масла в трансформаторе и регуляторе на одинаковых уровнях и за счет этого уменьшается загрязнение масла в трансформаторе, а следовательно повышается надежность, Поставленная задача решается тем, что трансформатор, содержащий бак с активной частью, заполненный жидким диэлектриком, по меньшей мере, один встроенный регулятор напряжения, расширитель трансформатора, и соответствующий ему по высоте, расширитель регулятора напряжения, трубопроводы, соединяющие расширители, соответственно с емкостью трансформатора и емкостью встроенного регулятора напряжения, согласно изобретению снабжен дополнительными трубопроводами, запорным устройством, дополнительным баком, заполненным жидким диэлектриком, расположенным ниже наименьшего уровня жидкого диэлектрика в расширителе трансформатора и разделенным гибкой перегородкой, с образованием двух емкостей, одна из которых сообщена дополнительным патрубком с объемом масла в трансформаторе, другая - с объемом масла в регуляторе напряжения, указанные емкости сообщены между собой через дополнительный трубопровод с запорным устройством. При этом расширитель регулятора напряжения выполнен в виде вертикальной трубы постоянного сечения, либо в виде вертикальной трубы переменного сечения, состоящий из трех частей, причем длина и поперечное сечение крайних частей труб одинаковы, длина средней части трубы составляет 0,6-0,7 от длины всей трубы, ее поперечное сечение составляет S = (0,7-0,8)-Vp/h, где Vp - объем расширителя регулятора напряжения, h - длина средней части трубы. Изобретение поясняется чертежом. На фиг. 1 схематично показаны основные узлы трансформатора во взаимосвязи; на фиг. 2 - то же, но расширитель регулятора напряжения выполнен в виде вертикальной трубы; на фиг. 3 показана конструкция расширителя регулятора напряжения. Трансформатор 1, заполненный жидким диэлектриком, содержит, по меньшей мере, один встроенный регулятор напряжения 2; расширитель 3 трансформатора 1 и соответствующий расширителю 3 по высоте расширитель 4 регулятора напряжения 2. В трансформатор введены дополнительные емкости 5 и 6, которые разделены между собой гибкой перегородкой 7. Емкости 5 и 6 заполнены жидким диэлектриком и расположены ниже наименьшего уровня жидкого диэлектрика в расширителе 3 трансформатора 1. Емкость 5 соединена трубопроводом 8 с масляным объемом трансформатора, а емкость 6 соединена трубопроводом 9 с масляным объемом регулятора напряжения 2, Расширители 3 и 4 соединены трубопроводами 10 и 11 с трансформатором 1 и регулятором напряжения 2, соответственно, а - трубопроводами 12 и 13с атмосферой. Обе дополнительные емкости сообщены между собой трубопроводом 14, имеющим запорное устройство 15. Расширитель 4 регулятора напряжения 2, являющийся отсеком цилиндрического расширителя 3 трансформатора 1, выполняется заведомо большего объема для компенсации производственных отклонений, остаточных и рабочих прогибов, которые в тонколистовых конструкциях могут достигать значительных величин относительно малого размера длины отсека. Увеличение объема отсека влечет за собой увеличение объемов обеих дополнительных емкостей 5, 6 и увеличение размеров или прогиба гибкой перегородки. Для уменьшения объемов дополнительных емкостей 5, 6 и уменьшения хода гибкой перегородки расширитель 4 регулятора напряжения 2 выполнен в виде вертикальной трубы постоянного сечения длиной, соответствующей диаметру расширителя 3 трансформатора 1. Расширитель 4 регулятора, выполненный в виде вертикальной трубы постоянного сечения, имеет значительно большую жесткость, чем расширитель регулятора, выполненный в виде отсека, поэтому его объем близок к номинальному. Объем дополнительных емкостей и рабочий прогиб гибкой перегородки, в этом случае, определяется разностью нелинейного изменения объема масла в расширителе 3 трансформатора и линейного изменения объема масла в расширителе 4 регулятора в зависимости от уровня масла в расширителях. Максимальный объем масла, подлежащий компенсации за счет прогиба гибкой перегородки, составит около 16% от объема расширителя 4 регулятора. При нескольких регуляторах напряжения, встроенных в трансформатор, объем дополнительных емкостей и размеры гибкой перегородки становятся значительными, что затрудняет размещение их на трансформаторе. Для уменьшения размеров дополнительных емкостей и гибких перегородок расширитель 4 регулятора напряжения 2 выполнен в виде вертикальной трубы переменного сечения, длиной Н, численно равной диаметру расширителя 3 трансформатора 1. Труба состоит из 3-х частей, каждая из которых по всей длине имеет постоянное сечение. Длина средней части трубы составляет: h ¹ (0,6 + 0,7 )H . Длины h концевых частей трубы Vp одинаковы. Сечение в свету средней части трубы составляет: S = (0,7 + 0,8) , где Vp - объем расширителя h регулятора напряжения, h - длина средней части трубы. Сечение в свету S концевых частей тр убы одинаково. При такой конструкции расширителя регулятора напряжения объем масла, подлежащий компенсации за счет прогиба гибкой перегородки с учетом производственных отклонений размеров расширителей и объемов в трансформаторе и регуляторе, составляет не более 6% от объема расширителя регулятора, что позволяет выполнить дополнительные емкости малых размеров и разместить их на трансформаторе. Уменьшение объемов дополнительных емкостей и выбор величин поясняется графиками, приведенными на фиг. 7. На графиках изображены зависимости изменения объемов масла Vo в расширителях, отнесенные к полным объемам V расширителей, в зависимости от изменяющихся уровней масла в расширителях, отнесенных ко всей высоте расширителей Н. Кривая линия 5 характеризует изменение объема масла в зависимости от его уровня в расширителе регулятора, выполнением в виде горизонтально расположенного цилиндра, показанного на фиг. 4, что конструктивно соответствует расширителю 4 по фиг. 1. Прямая линия 1 характеризует изменение объема масла в зависимости от его уровня в расширителе регулятора, выполнением в виде вертикально расположенной трубы постоянного сечения, показанном на фиг. 5, что конструктивно соответствует расширению 4, по фиг. 2. Ломаная линия, составленная из трех прямых линий 2, 3, 4, характеризует изменение объема масла в зависимости от его уровня в расширителе регулятора, выполненном в виде вертикальной трубы переменного сечения, показанном на фиг. 6, что конструктивно соответствует расширителю регулятора по фиг. 3. Разность ординат между точками кривой 5 и прямыми 1-4 при одинаковых уровнях масла характеризует величину объема исполнительных емкостей. Как следует из фиг. 7 для расширителя переменного сечения по фиг. 6 наиболее выгодным размером средней части тр убы h является величина, лежащая в диапазоне (0,6-0,7)Н, при этом объем средней части трубы будет составлять приблизительно (0,7-0,8)V. Трансформатор функционирует следующим образом. При изменении температуры масла в трансформаторе 1 и регуляторе напряжения 2 масло изменяет объем и движется по трубопроводам 10, 11 в (из) расширитель(ля) 3 трансформатора 1 и в (из) расширитель(ля) 4 регулятора напряжения 2, изменяя в них уровень масла. Если уровни неодинаковы, то они, в силу разности гидростатического давления, через трубопроводы 8, 9, дополнительные емкости 5, 6 выравниваются, изменяя прогиб перегородки 7. Для выравнивания давления воздуха, находящегося в расширителях, с атмосферным надмасляное пространство расширителей 3, 4 соединено с атмосферой трубопроводами 12, 13. Дополнительные емкости 5, 6 расположены ниже минимального уровня масла в расширителях 3, 4, поэтому масло в них при работе трансформатора не соприкасается с атмосферным воздухом, что позволяет использовать их в трансформаторах с пленочной защитой. При заполнении маслом емкости 6 и расширителя 4 масло из трансформатора 1 по трубопроводу 14 через открытое запорное устройство 15 поступает в емкость 6 и расширитель 4. понижая уровень масла в расширителе 3. После сравнения уровней масла в расширителях 3 и 4 запорное устройство 15 закрывают. Таким образом, заявляемое техническое решение обеспечивает одинаковые уровни масла в обоих расширителях в процессе работы трансформатора, исключает загрязнение масла трансформатора маслом регулятора за счет выравнивания статического давления масла в трансформаторе и регуляторе на одинаковых уровнях.