Трехфазный трансформатор для питания двух нагрузок

Полезная модель относится к электротехнике, в частности, к транс-форматоростроению и может найти применение в трансформаторах, предназначенных для железнодорожного транспорта.

Полезной моделью решается задача создания трехфазного трансформатора для питания двух нагрузок, лишенного указанных выше недостатков, позволяющего исключить токи обратной последовательности в трехфазной сети при подключении двух однофазных нагрузок.

Для решения поставленной задачи в трехфазном трансформаторе для питания двух нагрузок, содержащем трехстержневой магнитопровод, со держащий два крайних стержня и один средний, на каждом из стержней трехстержневого магнитопровода размещены, по крайней мере, на двух концентрах, обмотки, при этом, на одном из концентров размещена фаза сетевой обмотки, предназначенной для подключения к трехфазной питающей сети, на другом концентре - размещена фаза обмотки, предназначенная для подключения к одной из нагрузок, предложено, согласно настоящей полезной модели, на среднем стержне расположить на двух концентрах две дополнительные обмотки, одну из которых соединить с сетевой обмоткой, расположенной на другом этаже этого стержня, образуя с ней одну фазу, а другая дополнительная обмотка представляет собой фазу обмотки, предназначенной для подключения к одной из нагрузок; при этом обмотка, предназначенная для подключения соответствующей нагрузки, расположена на среднем и одном из крайних стержней на уровне одного из этажей, при этом первая из обмоток, предназначенная для подключения к одной нагрузке, соединена в прямую неполнофазную звезду, а вторая из обмоток, предназначенная для подключения к другой нагрузке, соединена в обратную неполнофазную звезду.

Полезная модель относится к электротехнике, в частности, к трансформаторостроению и может найти применение в трансформаторах, предназначенных для железнодорожного транспорта.

Известен трехфазный трансформатор для питания двух нагрузок, содержащий трехстержневой магнитопровод, на всех трех стержнях которого размещены обмотки на трех концентрах таким образом, что одна обмотка предназначена для подключения к трехфазной сети, расположена на среднем концентре, а каждая из двух других обмоток, расположенных по обе стороны от нее, является фазой обмотки, предназначенной для подключения соответствующей нагрузки, и, таким образом, каждая из обмоток, предназначенных для подключения к соответствующей нагрузке, выполнена трехфазной [Л.1].

Описанное в [Л.1] выполнение трехфазного трансформатора для питания двух нагрузок обеспечивает симметричные трехфазные системы напряжений, питающих нагрузки, соединенные также в трехфазную группу.

Однако довольно часто от трехфазной системы напряжения питают однофазные нагрузки. В частности, электроснабжение железнодорожного транспорта на переменном токе осуществляется таким образом, что одна фаза трехфазной системы вторичной обмотки трансформатора, соединенной в треугольник, питает одну нагрузку, а вторая фаза - другую нагрузку,

Эта система имеет недостаток: появление токов обратной последовательности в питающей трансформатор трехфазной сети.

Полезной моделью решается задача создания трехфазного трансформатора для питания двух нагрузок, лишенного указанных выше недостатков, позволяющего исключить токи обратной последовательности в трехфазной сети при подключении двух однофазных нагрузок.

Известно, что указанного выше недостатка не имеет система, при которой вектора напряжений, питающих две разные нагрузки, сдвинуты относительно друг друга на 90 электрических градусов (эффект Скотта) [Л.2].

Для решения поставленной задачи в трехфазном трансформаторе для питания двух нагрузок, содержащем трехстержневой магнитопровод, содержащий два крайних стержня и один средний, на каждом из стержней трехстержневого магнитопровода размещены, по крайней мере, на двух концентрах, обмотки, при этом, на одном из концентров размещена фаза сетевой обмотки, предназначенной для подключения к трехфазной питающей сети, на другом концентре - размещена фаза обмотки, предназначенная для подключения к одной из нагрузок, предложено, согласно настоящей полезной модели, на среднем стержне расположить на двух концентрах две дополнительные обмотки, одну из которых соединить с сетевой обмоткой, расположенной на другом этаже этого стержня, образуя с ней одну фазу, а другая дополнительная обмотка представляет собой фазу обмотки, предназначенной для подключения к одной из нагрузок; при этом обмотка, предназначенная для подключения соответствующей нагрузки, расположена на среднем и одном из крайних стержней на уровне одного из этажей, при этом первая из обмоток, предназначенная для подключения к одной нагрузке, соединена в прямую неполнофазную звезду, а вторая из обмоток, предназначенная для подключения к другой нагрузке, соединена в обратную неполнофазную звезду.

Полезная модель поясняется на примере выполнения чертежами, представляющими собой: фиг.1 - схематичное изображение активной части заявляемого трехфазного трансформатора для питания двух нагрузок; фиг.2 - векторные диаграммы напряжений, в частности, фиг.2а -векторную диаграмму напряжений и подключение нагрузок известного трехфазного трансформатора для питания двух нагрузок, фиг.2б - векторную диаграмму напряжений и подключение нагрузок заявляемого трехфазного трансформатора для питания двух нагрузок.

Трехфазный трансформатор для питания двух нагрузок содержит магнитопровод 1 с тремя стержнями: 2, 3, 4; при этом стержни 2 и 4 являются крайними, а стержень 3 - средним.

Обмотки, расположенные на каждом из стержней 2, 3, 4, занимают два концентра. В частности, на одном из концентров каждого из стержней 2, 3, 4 расположены фазы сетевой обмотки: на стержне 2 - фаза сетевой обмотки 5, на стержне 3 - фаза сетевой обмотки 6, на стержне 4 -фаза сетевой обмотки 7. Фазы сетевой обмотки 5, 6, 7, размещенные на стержнях 2, 3, 4, соединены в звезду и предназначены для подключения к трехфазной питающей сети.

На другом концентре каждого из стержней 2, 3, 4 размещена фаза обмотки, предназначенной для подключения к одной из нагрузок. В частности, на стержне 2 размещена фаза обмотки 8, на стержне 3 - фаза обмотки 9, предназначенной для подключения к одной из нагрузок; на стержне 4 - фаза обмотки 10.

На среднем стержне 3 на двух концентрах (концентрически относительно друг друга) расположены две дополнительные обмотки 11 и 12, размещенные относительно фазы сетевой обмотки 6 и фазы обмотки 9, предназначенной для подключения к одной из нагрузок, поэтажно. При этом дополнительная обмотка 11 соединена с фазой сетевой обмотки

6, расположенной на другом этаже этого же стержня, и образует с ней одну фазу.

Другая дополнительная обмотка 12 представляет собой фазу обмотки, предназначенной для подключения одной из нагрузок также, как и фаза 10 обмотки, размещенная на стержне 4..

При этом одна из обмоток, предназначенная для подключения к одной нагрузке, выполнена из двух расположенных на одном уровне по высоте (на одном, нижнем, этаже - см. фиг.) фаз: фазы 8, размещенной на крайнем стержне 2 магнитопровода 1 и фазы 9, размещенной на среднем стержне 3 магнитопровода 1, соединенных в прямую неполнофазную звезду. Другая обмотка, предназначенная для подключения к другой нагрузке, выполнена из двух расположенных на другом уровне по высоте (на другом, верхнем, этаже) фаз: фазы 10, размещенной на крайнем стержне 4 магнитопровода 1, и фазы 12, размещенной на среднем стержне 3 магнитопровода 1, соединенных в обратную неполнофазную звезду.

Для обеспечения этого условия ко вторичной обмотке известного трехфазного трансформатора для питания двух нагрузок, векторная диаграмма которого представлена на фиг.2а, подключаются обмотки заявляемого трансформатора. К линейному концу b₁, например, подсоединена обратная неполнофазная звезда, а к концу с₁ - прямая неполнофазная звезда. Благодаря этому вектор напряжения «с» - вторичного напряжения, питающего нагрузку 1, сдвигается на 15 электрических градусов по часовой стрелке, а вектор напряжения «а», питающего нагрузку 2 - на 15 электрических градусов против часовой стрелки (см. фиг.2б).

При этом условии в первичной обмотке трансформатора присутствуют только составляющие прямой последовательности, что обеспечивает хорошее качество электроэнергии питающей сети.

Такое выполнение трехфазного трансформатора для питания двух нагрузок позволит обеспечить угол сдвига векторов напряжений и нагрузок

- 90 электрических градусов и тем самым исключить в питающей сети токи обратной последовательности.

Литература:

1. Трансформаторное оборудование для преобразовательных установок / Я.Л.Фишлер, Р.Н.Урманов, Л.М.Пестряева, Энергоатомиздат, 1989 г., рис. 3-4, с.с. 142, 197, рис. 4-2в.

2. Электрические машины / И.П.Копылов, Энергоатомиздат, 1986г., с. 141.

Трехфазный трансформатор для питания двух нагрузок, содержащий трехстержневой магнитопровод, содержащий два крайних стержня и один средний, на каждом из стержней трехстержневого магнитопровода размещены, по крайней мере на двух концентрах, обмотки, при этом на одном из концентров размещена фаза сетевой обмотки, предназначенной для подключения к трехфазной питающей сети, на другом концентре размещена фаза обмотки, предназначенная для подключения к одной из нагрузок, отличающийся тем, что на среднем стержне расположены на двух концентрах две дополнительные обмотки, одна из которых соединена с сетевой обмоткой, расположенной на другом этаже этого стержня, образуя с ней одну фазу, а другая дополнительная обмотка представляет собой фазу обмотки, предназначенной для подключения к одной из нагрузок, при этом обмотка, предназначенная для подключения соответствующей нагрузки, расположена на среднем и одном из крайних стержней на уровне одного из этажей, при этом первая из обмоток, предназначенная для подключения к одной нагрузке, соединена в прямую неполнофазную звезду, а вторая из обмоток, предназначенная для подключения к другой нагрузке, соединена в обратную неполнофазную звезду.