Силовий трансформатор з перемикачем ступенів обмоток трансформатора

Реферат: Винахід стосується маслонаповненого силового трансформатора з маслонаповненим перемикачем ступенів обмотки трансформатора, причому передбачений лише один маслорозширювач, який через відповідні фланці сполучений як із заповненою маслом порожниною перемикача ступенів обмотки трансформатора, так і з кожухом трансформатора, який також заповнений маслом. UA 100156 C2 (12) UA 100156 C2 UA 100156 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід стосується маслонаповненого силового трансформатора, оснащеного також маслонаповненим перемикачем ступенів обмоток трансформатора. Як для маслонаповнених силових трансформаторів, так і для маслонаповнених перемикачів ступенів обмоток трансформатора необхідно передбачати засоби для компенсації теплового розширення масла. У звичайному випадку для цього застосовують маслорозширювачі, які сполучені трубопроводом з масляним баком трансформатора чи масляним баком перемикача ступенів обмоток трансформатора. Відомі також так звані "компенсувальні радіатори", встановлені на зовнішніх сторонах трансформатора і застосовувані водночас для охолодження і сприймання теплового розширення масла. Завдяки цьому немає потреби у застосуванні традиційного розширювача, в звичайному випадку розташовуваного над кришкою трансформатора, габарити якого часто виходять за межі контурів трансформатора. За допомогою цих компенсувальних радіаторів може бути створена замкнена система, в якій трансформаторне масло не має безпосереднього контакту із зовнішнім повітрям, тому не зазнає окиснення (→ старіння масла, шламоутворення). Подібні герметично замкнені системи дозволяють також застосовувати важкозаймисті, виготовлені з відновної сировини масла на основі естерів, здатні до біологічного розкладення, які обов'язково мають бути захищені від окиснення. Компенсувальні радіатори мають стандартні габарити, оптимальні з точки зору площі охолоджувальної поверхні та змінюваного об'єму. При цьому в зв'язку зі змінюваним об'ємом зростають вимоги щодо стійкості використовуваного матеріалу. Вбудований у трансформатор перемикач ступенів обмотки трансформатора сполучений трубопроводом із власним компенсувальним радіатором, призначеним виключно для сприймання об'ємного розширення масла перемикача ступенів обмотки трансформатора. Зважаючи на те, що об'ємне розширення масла, яким заповнений перемикач ступенів обмотки трансформатора, набагато менше об'ємного розширення трансформаторного масла, габарити компенсувального радіатора, передбаченого для перемикача ступенів обмотки трансформатора, у кілька разів перевищують необхідні. Відоме також рішення, яке полягає у застосуванні індивідуальних розширювачів для трансформатора і перемикача ступенів обмотки трансформатора, газові камери яких заповнені азотом. За допомогою трубопроводів газові камери безпосередньо сполучені із заповненими азотом компенсувальними баками, об'єм яких вибирають таким, що значення тиску, спричинені об'ємним розширенням масла, в усьому діапазоні робочих температур залишаються незмінними в заданому допустимому діапазоні (наприклад від 0 до 0,5 бар надлишкового тиску). Недоліком при цьому є великі габарити резервуару з азотом, які збільшують габарити трансформатора приблизно на 20 %. В іншій формі виконання винаходу азотна подушка розташована безпосередньо під кришкою трансформатора чи перемикача ступенів обмотки трансформатора, завдяки чому можна відмовитися від застосування будь-яких розширювачів. Завдяки значно меншому об'єму газу в цьому випадку необхідно забезпечити активне регулювання тиску із застосуванням блоку регулювання тиску, за допомогою якого автоматично може бути здійснене як скидання недопустимо високого надлишкового тиску через клапан в оточуюче повітря, так і компенсація зниження тиску шляхом вдування додаткового азоту із газового балону. Для трансформатора необхідні спеціальні прохідні ізолятори високої напруги, які забезпечують надійне перекриття ізоляційних ділянок у газовій камері. Оскільки перемикач ступенів обмоток трансформатора має відокремлену від трансформатора газову камеру, для перемикача ступенів обмоток трансформатора передбачений також окремий блок регулювання подачі азоту. Недоліком цього рішення є значні додаткові технічні витрати на блоки регулювання подачі азоту. Відомі також рішення із застосуванням індивідуальних розширювачів для трансформатора і перемикача ступенів обмоток трансформатора, причому всередині розширювача передбачений гумовий мішок або гумова мембрана, які забезпечують ізоляцію масла від повітря. Внутрішня камера гумового мішка або відвернена від масла поверхня гумової мембрани контактує із зовнішнім повітрям через осушник. Недоліком цього рішення є обмежений термін експлуатації гумового мішка або гумової мембрани, оскільки через 10-15 років гума стає пористою і тому проникною для кисню внаслідок процесів старіння. Задачею винаходу було розроблення простого рішення, яке дозволяло б із невеликими конструктивними витратами компенсувати теплове розширення як масла у кожусі трансформатора, так і масла, яким заповнений перемикач ступенів обмоток трансформатора. Задача винаходу вирішена у силовому трансформаторі з перемикачем ступенів обмоток трансформатора ознаками будь-якого з обох незалежних пунктів 1 або 2 формули винаходу. 1 UA 100156 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Залежний пункт формули винаходу стосується переважної вдосконаленої форми виконання для кожного з двох можливих варіантів за пунктом 1 або 2. Загальна ідея винаходу, покладена в основу обох можливих варіантів його реалізації згідно з незалежними пунктами формули винаходу, полягає у застосуванні єдиного спільного розширювача для трансформатора і перемикача ступенів обмоток трансформатора. При цьому у відповідній винаходові формі виконання фланець на головці перемикача ступенів обмотки трансформатора, який згідно з рівнем техніки передбачений для забезпечення можливості сполучення з окремим розширювальним блоком лише перемикача ступенів обмоток трансформатора, тепер за допомогою трубопроводу сполучений з масляним баком трансформатора. Фланець на трансформаторі для приєднання розширювача - і тільки його фактично сполучений з єдиним спільним розширювачем за допомогою іншого трубопроводу. Таким чином, тепер вже єдиний спільний розширювач покаскадно сприймає зміни об'єму масла як у масляному баці перемикача ступенів обмоток трансформатора, так і в масляному баці трансформатора. Згідно з іншою відповідною винаходові формою виконання, в основу якої покладена така сама загальна ідея, фланці як перемикача ступенів обмоток трансформатора, так і трансформатора сполучені між собою трубопроводом, і цей трубопровід у свою чергу сполучений з єдиним спільним розширювачем за допомогою іншого з'єднувального трубопроводу. В обох формах виконання винаходу у з'єднувальному трубопроводі, що відходить від фланця перемикача ступенів обмоток трансформатора, розташоване струминне масляне реле, яке в разі перевищення певного граничного значення масляного потоку ініціює спрацьовування силового вимикача трансформатора. В такий спосіб може бути здійснене надійне детектування перевищення певних граничних значень масляного потоку для кожного положення перемикача ступенів обмотки трансформатора, які є ознакою можливого порушення належного функціонування перемикача ступенів обмоток трансформатора. В обох формах виконання винаходу доцільним є розташування на головці перемикача ступенів обмоток трансформатора клапана для скидання тиску відомої конструкції, який у разі перевищення фіксованого, встановленого заздалегідь заданого значення надлишкового тиску, 2 наприклад 20 фунтів на кв. дюйм (14061,39 кг/м ), відкривається майже без затримки і обмежує надлишковий тиск до максимально допустимого значення. Завдяки цьому можна запобігти значному механічному пошкодженню перемикача ступенів обмоток трансформатора, а також трансформатора. Далі приклади виконання винаходу детальніше пояснюються з використанням фігур. На них схематично зображено: Фіг. 1а Перша форма виконання винаходу за пунктом 1 формули винаходу. Фіг. 1b Друга форма виконання винаходу за пунктом 2 формули винаходу. Спочатку слід пояснити фіг. 1а. На фігурі схематично зображений електричний силовий трансформатор 1 та сполучений із ним перемикач 2 ступенів обмоток трансформатора. В зображеній на фігурі формі виконання винаходу перемикач 2 ступенів обмоток трансформатора містить розташований унизу шукач 2.1, з'єднаний електричними проводами з відведеннями обмоток силового трансформатора 1, а також розташований над ним силовий перемикач 2.2 відведень обмоток трансформатора під навантаженням із індивідуальним маслонаповненим баком. Весь пристрій розташований у маслонаповненому кожусі 3 трансформатора. Перемикач 2 ступенів обмоток трансформатора має верхній фланець 4, кожух 3 трансформатора аналогічно оснащений верхнім фланцем 5. Обидва фланці 4, 5 згідно з рівнем техніки сполучені з окремими маслорозширювачами, компенсувальними радіаторами або іншими засобами для компенсації змін об'єму. Згідно з винаходом фланець 4 перемикача ступенів обмоток трансформатора оснащений трубопроводом 6, приєднаним до маслонаповненого кожуха 3 трансформатора. В цьому трубопроводі 6 встановлене струминне масляне реле 7. Лише фланець 5 кожуха 3 трансформатора сполучений іншим трубопроводом із єдиним масляним баком-компенсатором 8. Наприклад, забезпечується герметична ізоляція масла за допомогою гумового мішка 11, внутрішня порожнина якого сполучена з оточуючим повітрям. На фіг. 1b наведена змінена форма виконання винаходу. Однакові конструктивні елементи позначені однаковими індексами; тому можна відмовитися від повторного пояснення загальної конструкції. Відрізняльною ознакою цієї форми виконання винаходу є сполучення спільним трубопроводом 9 фланця 4 перемикача 2 ступенів обмотки трансформатора з фланцем 5 кожуха 3 трансформатора. У цьому трубопроводі 9, в свою чергу, встановлене масляне струминне реле 7. Цей спільний трубопровід 9, який сполучає обидва фланці 4, 5, в свою чергу, сполучений з єдиним маслорозширювачем 8. 2 UA 100156 C2 В обох формах виконання винаходу доцільним є розташування клапана 10 для скидання тиску, наприклад, за торговельним найменуванням MPreC(R), над головкою перемикача ступенів обмотки трансформатора, тобто поза кожухом 3 трансформатора. Принцип його дії пояснений вище в описі. 5 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 10 15 20 1. Силовий трансформатор із перемикачем ступенів обмотки трансформатора, причому як силовий трансформатор, так і перемикач ступенів обмотки трансформатора заповнені маслом, причому перемикач ступенів обмотки трансформатора встановлений у кожусі трансформатора, і причому на верхній стороні як трансформатора, так і перемикача ступенів обмотки трансформатора передбачено по одному з'єднувальному фланцю для приєднання до маслорозширювача, і причому з'єднувальний фланець перемикача ступенів обмотки трансформатора сполучений трубопроводом із внутрішнім об'ємом кожуха силового трансформатора, який відрізняється тим, що кінець трубопроводу (6), приєднаний до кожуха (3) трансформатора, виконано відкритим таким чином, що масляні об'єми перемикача (2) ступенів обмотки трансформатора і силового трансформатора (1) сполучені між собою, а також тим, що у цьому трубопроводі (6) встановлене струминне масляне реле (7), а також тим, що лише з'єднувальний фланець (5) кожуха (3) трансформатора сполучений з єдиним маслорозширювачем (8). 2. Силовий трансформатор з перемикачем ступенів обмотки трансформатора за пунктом 1, який відрізняється тим, що над головкою перемикача (2) ступенів обмотки трансформатора розташований клапан (10) для скидання тиску, сполучений з масляним об'ємом перемикача (2) ступенів обмотки трансформатора. 3 UA 100156 C2 Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4