Електроіндукційний пристрій високої напруги

1. Электроиндукционное устройство высокого напряжения^содержащее обмотку с выводом высокого напряжения ВН и выводом низкого напряжения НН, бак с экранированным от м а г н и т н о г о п о т о к а и заземленным металлическим днищем и систему принудительного охлаждения, от л и чаго щ е е с я тем, что бак выполнен в виде охватывающего обмотку и коаксиального с 4. Электроиндукционное устройство, по п. 1 , о т л и ч а ю щ е е с я тем, что в полости обмотки соосно с ней дополнительно установлена колонка высоколичейного керамического резистора, выводы ВН и НН которого подключены к одноименным выводам обмотки. Изобретение относится к электроиндукционным устройствам высокого напряжения (ВН) преимущественно к шунтирующим реакторам электропередачи сверхвысокого напряжения (СВН) 400, 500, 750, 1150 кВ. Известно электроиндукционное устройство высокого напряжения и большой мощности - реактор ВН, включаемый в нейтрали обмотки ВН силового трансформатора для ограничения токов несимметричных коротких замыканий в отходящих от трансформатора линиях ВН [I]. Устройство содержит обмотку с выводом высокого напряжения (ВН) и выводом низкого напряжения (НН), бак из стали с экранированными от магнитного потока ней диэлектрического цилиндра с подключенными к крышке выводом ВИ, а к днищу выводом НН, причем днище бака установлено на опорах и совместно с электромагнитным экраном образует зону обслуживания, в которой установлена системыохлаждения, всасывающий и нагнетающий трубопроводы которого подключены к днищу. 2. Электроиндукционное устройство по п. 1 , о т л и ч а ю щ е е с я тем, что электромагнитный экран днища бака размещен с ним в одной плоскости. 3. Электроиндукционное устройство по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что цилиндрическая часть бака выполнена из фарфора. 22274 Поставленная цель достигается тем, что крышкой, днищем и боковой оболочкой Усв электроиндукционном устройстве высокотройство имеет большую мощность только в го напряжения, содержащем обмотку с вымалый промежуток времени протекания товодом В Н , выводом НН, бак с ка короткого замыкания в линиях ВН (0,2 с), поэтому не нуждается в системе принуди- 5 экранированным от магнитного потока и заземленным металлическим днищем и систетельного охлаждения. му принудительного охлаждения, указанный Недостатком устройства является его бак выполнен в виде охватывающего обмотмалая мощность в длительном режиме. ку и коаксиального с ней диэлектрического Известно электрсиндукционное устройство высокого напряжения и большой мощно- 10 цилиндра с подключенными к крышке выводом ВН, а к днищу выводом НН, причем сти,- шунтирующий реактор сверхвысокого днище бака установлено на опорах и совменапряжения (СВН)-, содержащее обмотку с стно с электромагнитным экраном образует выводами ВН и НН, металлический бак с экзону обслуживания, в которой установлена ранированными от магнитного потока крышкой и днищем, систему принудительного 15 система охлаждения, всасывающий и нагнетающий трубопроводы которой подключены масляного охлаждения [2] к днищу, а в полости обмотки соосно с ней В известном устройстве основное рабодополнительно установлена колонка высочее магнитное поле сосредоточено в полоколинейного керамического резистора, высти о б м о т к и и в м а г н и т о п р о в о д е из воды ВН и НН которого подключены к электротехнической стали. 20 одноименным выводам обмотки, при этом Устройство обладает большой мощноэлектромагнитный экран днища бака разместью (сотни МВА водной фазе) в длительном щен с ним в одной плоскости, а цилиндричережиме работы ская часть бака выполнены из фарфора Недостатками устройства являются большие материалоемкость и трудоемкость 25 Сущность изобретения поясняется черпри изготовлении из-за большой массы ввотежами, где на фиг. 1 изображено в разрезе да ВН, большой массы изоляции между обэлектроиндукционное устройство высокого м о т к о й и м а г н и т о п р о в о д о м , между напряжения для подключения к линии элеккатушками обмотки и ее витками, большой тропередач сверхвысокого напряжения; на массы магнитопровода; низкая надежность 30 фиг 2 - вид фиг 1 сверху в сечении; на фиг. в эксплуатации из-за повреждений электри3 - электроиндукционное устройство в разческим полем ввода ВН и изоляции, перерезе с колонкой резистора, установленной в грева активной части и механических полости обмотки. повреждений и шума, вызываемых вибрацияЭлектроиндукционное устройство высо-> ми, сложность обслуживания из-за проникно- 35 кого напряжения (фиг 1, 2) содержит обмотвения в зону обслуживания электрического и ку высокого напряжения ВН 1 с выводом ВН магнитного полей от ввода и линии ВН, что 2 и выводом НН 3, бак 4, выполненный в вынудило ограничить продолжительность виде охватывающего обмотку и коаксиальпребывания персонала в этой зоне специального с ней диэлектрического, например, ной инструкцией по охране труда 40 фарфорового цилиндра с ребрами 4, с крышкой 5 и экранированным от магнитного поПо количеству существенных признаков тока и заземленным металлическим днищем данное устройство принято за прототип. 6, установленным на опорах 7 совместно с Цель изобретения - уменьшение расхоразмещенным в плоскости днища электрода материалов и трудоемкости при изготовлении и п о в ы ш е н и е н а д е ж н о с т и в 45 магнитным экраном 8 образующим зону обслуживания 9, и систему принудительного эксплуатации за счет снижения напряженмасляного охлаждения с подключением к ности основного рабочего электрического и днищу нагнетающего 10 и всасывающего 11 магнитного полей и потерь энергии в устроймаслопроводов, установленную в зоне об« стве путем использования для поля примыкающего к боковой поверхности бака 50 'служивания внешнего объема и экранирования от электОбмотка 1 (фиг 1) состоит из последоварического и магнитного полей зоны обслутельных катушек 1 и дистанцирующих проживания кладок 1 , расположенных между Кроме того, цель изобретения - снижекатушками ние перенапряжений внутри обмотки и при- 55 Между обмоткой 1 и стенкой бака 4 раздание устройству дополнительной функции мещен масляный промежуток 12 для циркуограничения перенапряжений на примыкаляции потока охлаждающего масла, который ющем к выподу ВН внешнем электрооборудиэлектрической перегородкой 13 разделен довании за счет использования полости на два полуобъема, причем к одному полуобмотки. обьему подключен нагнетающий трубопро 22274 вод 10, а к другому - всасывающий трубопровод 11. На фиг. 2 видно, что перегородка 13 состоит из части 13, расположенной в полости обмотки и примыкающей к межкатушечным прокладкам 1 , и двух частей 13 , примыкающих к прокладкам 1 и стенке бака 4. Работа устройства по фиг. 1 и 2 происходит следующим образом. Подключают вывод ВН 2 к линии высокого напряжения - ВН, между выводом ВН 2 и выводом НН 3 прикладывают рабочее напряжение лини, которое распределяется по виткам обмотки (график распределения рабочих потенциалов 14 показан на фиг. 1 и представляет собой плавную линию от нуля до напряжения Ир линии), электрические потенциалы катушек создают электрическое поле в виде электрических силовых линий напряженности 15, которые пронизывают изоляционный промежуток 12, стенку фарфорового бака 4 и примыкающую к, стенке бака часть внешнего объема 16, при этом участок 17 электрической силовой линии находится внутри устройства и на этом участке можно измерить ту часть напряжения, которая действует на внутренний изоляционный промежуток 12, по виткам обмотки протекает рабочий ток 1р, создающий магнитное поле с силовыми линиями магнитной напряженности 18, экраны 8 не пропускают магнитного и электрического поля в зону обслуживания 9. Циркулирующий поток масла 19 отводит тепло от обмотки в охладители. Измерения на внутреннем изоляционном промежутке 12 показали, что на этот промежуток действует 10-20% напряжения, остальная часть 80-90% напряжения действует на внешний участок силовой линии между стенкой бака 4 и экраном 8, т е. электрическое напряжение на внутреннем пром.ежутке 12 снижается в 5 раз по сравнению с прототипом. При воздействии перенапряжений потенциалы в обмотке распределяются практически равномерно из-за малого емкостного тока вдоль длинной электрической силовой линии -это позволило выполнить обмотку непрерывной без переплетения витков, что в 5-10 раз уменьшило электрическую напряженность в продольной изоляции обмотки и дало возможность уменьшить количество межкатушечных прокладок и каналов. 5 10 15 20 25 30 35 40 В ряде случаев в электроиндукциоьных устройствах высокого напряжения в попости обмотки и соосно с ней (фиг. 3) размещена колонка 20 высоконелинейного керамического резистора с выводами ВН 21 и НН, подключенными к одноименным выводам обмотки. Колонка 20 и обмотка 1 образуют дополнительный промежуток 22 с емкостью 23, через которую от резистора к обмотке протекает емкостной ток, дополнительно выравнивающий распределение потенциалов в обмотке при перенапряжениях. Введение колонки придает устройству важную для линии электропередачи функцию - защиту от перенапряжений. При этом защищается от перенапряжения не только устройство, но и самалиния и соседнее электрооборудование: трансформаторы, шины и др В этом случае установка отдельного ограничителя перенапряжений в линии не требуется Установка 20 улучшает характеристики устройства колонки 1 улучшено ее охлаждение и защитные параметры Вывод 24 позволяет подключить прибор для измерения напряжения в линии, т е устройство выполняет дополнительную функцию измерения напряжения Использование предлагаемого изобретения позволяет уменьшить массу материала, так как уменьшены размеры продольной и поперечной изоляции; магнитная цепь воздушная, т.е. отсутствует магнитопровод из электротехнической стали, бак диэлектрический, а не стальной; подключение устройства производится непосредственно к крышке, поэтому не требуется ввод сверхвысокого напряжения; кроме того, снижена трудоемкость изготовления из-за отсутствия ряда частей: ввода, магнитопровода, отсутствия переплетения и изолировки витк в, уменьшения промежуточных прокладок; Снижена в несколько раз напряжен45 ность электрического поля во внутренней изоляции, уменьшено количество выделяемого тепла внутри устройства за счет уменьшения'потерь в обмотке и потерь в баке и магнитной цепи, отсутствуют вибрации, что в 50 совокупности повышает электрическую, магнитно-динамическую и тепловую стойкость и в целом эксплуатационную надежность устройства и упрощает его эксплуатацию. 22274 Фиг. і 22274 Фае. 2 22274 Фиг. 3 Упорядник Замовлення 4479 Техред М.Келемеш Коректор М. Керецман Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655, ГСП, Київ-53, Львівська пл., 8 Відкрите акціонерне товариство "Патент", м. Ужгород, вул.Гагаріна, 101