Трифазний трансформатор

1. Трифазний трансформатор, що вміщує обмотку, фази якої1 з'єднані у зигзаг, причому кожна з них складається з двох плечей, які розташовані на різних стрижнях магнітної системи, який відрізняється тим, що обидва плеча фази мають відгалуження. . 2. Трансформатор по п,1, який відрізняється тим, що відношення ефективних чисел витків плечей фази на усіх ступенях регулювання постійне. 3. Трансформатор по п 1, який відрізняється тим, що кожне плече має постійну частину та регулювальну частину, яка складається з двох гілок, які мають відгалуження на кінцях і сполучені послідовно або паралельно. 4. Трансформатор по п 3, який відрізняється тим, що регулювальна частина одного плеча розташована усередині постійної частини цього плеча, а регулювальна частина другого плеча, розташованого на тому ж стрижні магнітної системи, зовні постійної частини цього плеча. 5. Трансформатор по п.З, який відрізняється тим, що постійна частина одного плеча з'єднана з регулювальною частиною другого плеча. 6. Трансформатор по п.З, який відрізняється тим, що постійні частини різних плечей розташовані на одному і тому ж стрижні магнітної системи, намотані одна в одну. Винахід відноситься до електротехніки і може бути використаний у силових трансформаторах. Відомі трифазні трансформатори, що вміщують обмотки, фази яких з'єднані у зірку, трикутник або зигзаг. У випадку зірки або трикутника усі витки кожної фази розташовані на одному і тому ж стрижні магнітної системи, а у випадку зигзага кожна фаза складається з двох плечей, розташованих на різних стрижнях магнітної системи. ЦІ рішення не можуть бути застосовані для поздовжнього регулювання напруги у обмотках, з'єднаних у зигзаг, бо для цих обмоток вони не забезпечують виконання необхідної умови поздовжнього регулювання - постійності фазового кута напруги обмотки, що регулюється. Задачею винаходу є забезпечення ступінчастого поздовжнього регулювання напруги трифазного трансформатора на боці обмотки, з'єднаної у зигзаг Ця задача вирішується тим, що у трифазному трансформаторі, що вміщує обмотку, фази якої з'єднані у зигзаг, причому кожна з них складається з двох плечей, розташованих на різних стрижнях магнітної системи, обидва плеча фази мають відгалуження. Для точного дотримання при регулюванні .по, стійності фазового кута напруги обмотки, що регулюється, відгалуження виконуються таким чином, щоб відношення ефективних чисел витків плечей фази на усіх ступенях регулювання було постійним. Кожне плече може мати постійну частину і регулювальну частину, що складається з двох гілок, що мають відгалуження на кінцях і з'єднані послідовно на одному ступені регулювання і паралельно на другому ступені. З метою зменшення зміни напруги короткого замикання трансформатора при регулюванні, регулювальна частина одного плеча може бути розташована усередині постійної частини цього плеча, а регулювальна частина другого плеча, розташованого на тому ж стрижні магнітної системи, - зовні постійної частини цього плеча З метою зменшення напруги промислової частоти, що діють на ізоляцію між частинами, постійна частина одного плеча з'єднана з регулювальною частиною другого плеча, Постійні частини різних плечей, розташовані на одному і тому ж стрижні магнітної системи, моїгяаметані одна в одну, наприклад, викоИГЛЯДІ X' ідів однієї і тієї ж гвинтової об ікформаційного фонду експертизи № со D зг 17344 Суть винаходу роз'яснюється кресленнями. Фіг. 1. Принципова схема ступінчастого поздовжнього регулювання напруги в обмотці трифазного трансформатора, що з'єднана у зигзаг. Фіг. 2. Векторна діаграма напруг. Фіг. З і 4. Принципові схеми двоступінчастого поздовжнього регулювання напруги в обмотці трифазного трансформатора, що з'єднана у зигзаг, для ступенів з більшою і меншою напругами відповідно. Фіг. 5. Розташування частин обмотки на стрижні магнітної системи. Фіг. 6 Альтернативний варіант розташування частин обмотки на стрижні магнітної системи /для порівняння/. Фіг. 7, 8. Альтернативні варіанти з'єднання плечей фази обмотки на прикладі фази А /для порівняння/. Трифазний трансформатор має обмотку, що з'єднана у зигзаг, фаза А якої складається з послідовно з'єднаних плеча 1А, розташованого на одному стрижні магнітної системи 1, і плеча 2А, розташованого на другому стрижні. Крапки ліворуч зверху зображення кожного плеча зазначають їх кінці, однойменні по відношенню до однаково прийнятих направлень магнітних потоків стрижнів /наприклад, знизу угору/. Витки кожного плеча мають відгалуження 2. Фази В і С влаштовані так само, як фаза А. Головна умова поздовжнього регулювання напруги - незмінність фазового кута напруги, обмотки, що регулюється, - точно виконується, якщо числа витків вибрані так, що на будь-якому ступені регулювання відношення ефективних чисел витків плеч фази на усіх ступенях регулювання постійне. Це положення ілюструється векторною діаграмою /фіг. 2/, де: S - число ступенів регулювання; і, j - поточні номери ступенів; і=1,2, s; j=1,2 s; ОАі - фазна напруга на ступені І, рівна геометричній сумі напруг першого плеча /ОКі/ і другого плеча /КіАІ/. При вказаному співвідношенні чисел витків трикутник ОКіАі є подібним до трикутника OKjAj, і вектор OAj є продовженням вектора ОАІ, що відповідає поздовжньому регулюванню за визначенням. Якщо вказані співвідношення чисел витків не виконуються, зокрема, якщо відсутні відгалуження на одному з плеч, точки А1,..., Ai,...A],...As не будуть знаходитись на одній прямій, то при регулюванні буде мати місце зміна фази напруги. При досить великих числах витків деякі відхилення від вказаного теоретично вірного співвідношення /наприклад, відхилення числа витків якого-небудь ступеня на одиницю/ можуть бути практично невідчутні, можуть знаходитись в межах допусків на величини, що вимірюються, або взагалі не можуть бути виявлені стандартними вимірювальними засобами. У конкретному прикладі трифазного трансформатора з двоступінчастим поздовжнім регулюванням /фіг. З і 4/ плече 1А має постійну частину З І регулювальну частину, що складається з гілок 4 І 5, кінці яких за допомогою відгалужень 2 приєднані до контактів 9-12. Плече 2А, що вміщує гілки 6, 7 та 8, виконано так само. Гілка 3 з'єднана з гілкою 8. Фази В і С виконані аналогічно до фази А. Щоб одержати більшу напругу, гілки 4 І 5 з'єднуються послідовно, для чого перемичка 13 встановлюється між контактами 10 і 11 /фіг. З/. Гілки 7 та 8 з'єднуються аналогічним чином. На фазах В і С з'єднання виконуються аналогічно до фази А. Щоб одержати меншу напругу, гілки 4 і 5 з'єднуються паралельно, для чого замість перемички 13 встановлюються перемички 14 і 15 між контактами 9 і 11, 10 і 12 відповідально /фіг. 4/. Гілки 7 та 8 з'єднуються аналогічним чином. На фазах 8 і С з'єднання виконуються аналогічно до фази А. Якщо необхідно, замість перемичок 13, 14 та 15 може бути використаний перемикаючий механізм. На стрижні магнітної системи 1, на якому розташовані плечі 1А і 2С, частини обмотки створюють три концентри 19, 20 і 21, причому гілки 4 і 5 розташовані усередині, а гілки 17 і 18 - зовні гілок З і 16. Останні намотані одна у одну /виконані у вигляді ходів однієї і тієї ж гвинтової обмотки/. На двох других стрижнях магнітної системи гілки розташовані аналогічним способом. Перевага такого взаєморозташування гілок на стрижні магнітної системи, коли регулювальна частина одного плеча розташована усередині постійної частини цього плеча, а регулювальна частина другого плеча, розташованого на тому ж стрижні магнітної системи, - зовні постійної частини цього плеча, пояснює табл.1, де наведено порівняння розрахункових значень напруги короткого замикання /КЗ/ запропонованого І альтернативного варіантів /фіг. 6/ для трансформатора потужністю 15 МВА з нормальними напругами ступенів 6,6 та 11 кВ. Таблиця 1 Варіант Запропонований /фіг 5/ Альтернативний /фіг 6/ Напруга КЗ, % * Ступінь напруги, кВ 6,6 11 Відхилення напруг КЗ при регулюванні % 11,4 11.3 ±0,44 10,24 11,25 ±4,9 За 100% прийнята номінальна напруга. За 100% прийнята півсума напруг КЗ ступенів. 17344 Менші відхилення напруг КЗ при регулюванні у запропонованому варіанті у порівнянні з альтернативним пояснюються тим, що у першому випадку при перемиканні пар гілок 4 та 5, 17 та 18 з послідовного з'єднання на паралельне і навпаки, центр ваги магніторухомих сил гілок 4, 5, 3, 16, 17, 18 зберігається практично незмінним, в той час як у альтернативному варіанті він зміщується відносно іншої обмотки трансформатора /22/. Перевага запропонованого з'єднання плечей фази, коли постійна частина одного плеча з'єднується з регулювальною частиною другого плеча, пояснює табл 2, де наведено порівняння напруг промислової' частоти /робочого чи випробувального/, що діють на електричну ізоляцію між частинами обмотки, для запропонованого І альтернативного варіантів /ці напруги відповідають позначенням кінців гілок 23-34, наведених на фіг. З на'прикладі гілок плечей 1С та 2В, а також позначенням фіг. 5. Таблиця 2. Напруга, % ' Варіант Фіг 7 Частина обмотки Фіг. 2 35-39 36-40 37-40 38-41 42-45 43-46 43-47 44-48 66 77 94 91 . Фіг. 8 71 83 68 65 109 113 135 118 99 115 135 132 82 87 69 99 74 77 98 82 " За 100 % прийнята фазна напруга обмотки. В / Сj> • С j) / T1 • u - 2 — IB ] I — 1С 1 • 20 — 0 2A -2 J Фиг. 1 — 2Б 1 17344 Фиг. 2 Фиг. 3 17344 Фиг. 4 Тираж 50 екз Поліграфічний комбінат ВАТ "Патент" вул Гагаріна, 101, м Ужгород, 88000, Україна (03122)3-72-89 2-59-54