Трехфазный трансформатор

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

Полезной моделью решается задача создания трехфазного трансформатора, характеризующегося повышенным напряжением тяговой обмотки, а, следовательно, уменьшением потерь в проводах всей схемы электроснабжения, включая трансформатор, при повышенных мощностях, а также при меньших затратах на производство электроэнергии.

Для решения поставленной задачи в трехфазном трансформаторе, содержащем трехстержневой магнитопровод, на каждом из стержней которого размещены концентрически основная первичная, основная регулировочная и основная вторичная обмотки, при этом последняя выполнена в виде трехфазной группы и содержит часть, соединенную в треугольник, два линейных конца которого подключены к прямой и обратной неполнофазным звездам соответственно, предложено, согласно настоящей полезной модели, ввести дополнительную первичную, дополнительную регулировочную и дополнительную вторичную обмотки, разместить их поэтажно по высоте соответствующего стержня по отношению к соответствующим основным обмоткам;

при этом основную первичную и основную регулировочную обмотки соединить с дополнительной первичной и дополнительной регулировочной обмотками соответственно, образуя общие первичную и регулировочную обмотки, а схему соединения дополнительной вторичной обмотки выполнить идентичной схеме соединения основной вторичной обмотки, при этом линейные концы треугольников, не соединенные с неполнофазными звездами, соединить между собой и заземлить; при этом, по крайней мере, на одном из стержней может быть размещена добавочная обмотка, один конец которой соединен с нейтральной точкой одной из неполнофазных звезд.

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

Известен трехфазный трансформатор, содержащий трехстержневой магнитопровод, на каждом из стержней которого размещены концентрически первичная, регулировочная и вторичная обмотки, при этом последняя выполнена в виде трехфазной группы и содержит часть, соединенную в треугольник, два линейных конца которого подключены к прямой и обратной неполнофазным звездам соответственно [Л.1].

Описанная в [Л.1] конструкция трехфазного трансформатора предназначена для питания двух однофазных нагрузок, каковыми являются электропоезда на переменном токе. В этой схеме 90 электрических градусов между векторами напряжений тяговой обмотки, питающей эти нагрузки (эффект Скотта) [Л.2], обеспечивает отсутствие токов обратной последовательности в питающей трехфазной сети, т.е. высокое качество электрической энергии.

Однако, трехфазный трансформатор описанной в [Л.1] конструкции может быть реализован для относительно невысокого тягового напряжения - 27,5 кВ, что при больших нагрузках, требующих большой мощности, невыгодно из-за больших потерь в мощных проводах схемы электроснабжения железнодорожного транспорта.

Полезной моделью решается задача создания трехфазного трансформатора, исключающего указанный недостаток, при сохранении эффекта Скотта, благодаря обеспечению повышенного напряжения тяговой обмотки, а, следовательно, уменьшению потерь в проводах всей схемы электроснабжения, включая трансформатор, при повышенных

мощностях, а также при меньших затратах на производство электроэнергии.

Для решения поставленной задачи в трехфазном трансформаторе, содержащем трехстержневой магнитопровод, на каждом из стержней которого размещены концентрически основная первичная, основная регулировочная и основная вторичная обмотки, при этом последняя выполнена в виде трехфазной группы и содержит часть, соединенную в треугольник, два линейных конца которого подключены к прямой и обратной неполнофазным звездам соответственно, предложено, согласно настоящей полезной модели, ввести дополнительную первичную, дополнительную регулировочную и дополнительную вторичную обмотки, разместить их поэтажно по высоте соответствующего стержня по отношению к соответствующим основным обмоткам; при этом основную первичную и основную регулировочную обмотки соединить с дополнительной первичной и дополнительной регулировочной обмотками соответственно, образуя общие первичную и регулировочную обмотки, а схему соединения дополнительной вторичной обмотки выполнить идентичной схеме соединения основной вторичной обмотки, при этом линейные концы треугольников, не соединенные с неполнофазными звездами, соединить между собой и заземлить; при этом, по крайней мере, на одном из стержней может быть размещена добавочная обмотка, один конец которой соединен с нейтральной точкой одной из неполнофазных звезд.

Полезная модель поясняется на примере выполнения чертежами, представляющими собой фиг.1 схематическое изображения активной части заявляемого трехфазного трансформатора; фиг.2 - векторная диаграмма напряжений этого трансформатора.

Трехфазный трансформатор содержит трехстержневой магнитопровод 1 с тремя стержнями: 2, 3, 4.

На стержнях 2, 3, 4 размещены концентрически соответственно основная первичная обмотка 5, 6, 7, основная регулировочная обмотка 8, 9, 10 и основная вторичная обмотка 11.

Основная вторичная обмотка 11 содержит часть 12, соединенную в треугольник, к линейному концу 13 которого подсоединена обратная не-полнофазная звезда 14, а к линейному концу 15 подсоединена прямая неполнофазная звезда 16.

Перечисленные выше обмотки занимают по высоте стержней один этаж.

По высоте стержней 2, 3, 4 поэтажно по отношению к указанным основным обмоткам расположены: дополнительная первичная обмотка 17, дополнительная регулировочная обмотка 18 и дополнительная вторичная (тяговая) обмотка 19.

Дополнительная первичная обмотка соединена с основной первичной обмоткой: дополнительная первичная обмотка 20 соединена с основной первичной обмоткой 5, дополнительная первичная обмотка 21 - с основной первичной обмоткой 6, дополнительная первичная обмотка 22 - с основной первичной обмоткой 7, образуя единую первичную обмотку.

Дополнительная регулировочная обмотка соединена с основной регулировочной обмоткой: дополнительная регулировочная обмотка 23 соединена с основной регулировочной обмоткой 8, дополнительная регулировочная обмотка 24 соединена с основной регулировочной обмоткой 9, дополнительная регулировочная обмотка 25 - с основной регулировочной обмоткой 10, образуя единую регулировочную обмотку.

Вторичная дополнительная обмотка 19 содержит часть 26, соединенную в треугольник, линейный конец 27 которого подсоединен к прямой неполнофазной звезде 28, а линейный конец 29 этого треугольника подсоединен к обратной неполнофазной звезде 30, т.е. схема соединения

дополнительной вторичной обмотки 19 идентична схеме соединения основной вторичной обмотки 11. При этом линейный конец 31 основного треугольника 12 соединен с линейным концом 32 дополнительного треугольника 26 и заземлен.

Из представленной на фиг.2 векторной диаграммы напряжений видно, что одна однофазная нагрузка подсоединена к точкам b ₁-у¹, а вторая - к точкам у-b ₁¹.

Эти вектора сдвинуты относительно друг друга на 90 электрических градусов, поэтому достигается эффект Скотта, и в питающей сети отсутствуют токи обратной последовательности [Л.2]. В то же время величина напряжения, питающего нагрузку, по сравнению с известным решением больше, что при больших мощностях позволяет снизить потери в проводах.

Кроме того, заявляемая конструкция позволяет выполнить трансформатор на одном магнитопроводе, что обеспечит снижение расхода материалов и суммарных потерь.

Литература:

1. Свидетельство РФ на полезную модель №24595, МПК Н 01 F 29/02, 2002 г.

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

1. Трехфазный трансформатор, содержащий трехстержневой магнитопровод, на каждом из стержней которого размещены концентрически основная первичная, основная регулировочная и основная вторичная обмотки, при этом последняя выполнена в виде трехфазной группы и содержит часть, соединенную в треугольник, два линейных конца которого подключены к прямой и обратной неполнофазным звездам соответственно, отличающийся тем, что он содержит дополнительную первичную, дополнительную регулировочную и дополнительную вторичную обмотки, размещенные поэтажно по высоте соответствующего стержня по отношению к соответствующим основным обмоткам, при этом основная первичная и основная регулировочная обмотки соединены с дополнительной первичной и дополнительной регулировочной обмотками соответственно, образуя общие первичную и регулировочную обмотки, а схема соединена дополнительной вторичной обмотки идентична схеме соединения основной вторичной обмотки, при этом линейные концы треугольников, не соединенные с неполнофазными звездами, соединены между собой и заземлены.

2. Трехфазный трансформатор по п.1, отличающийся тем, что по крайней мере на одном из стержней размещена добавочная обмотка, один конец которой соединен с нейтральной точкой одной из неполнофазных звезд.