Раздел: Документация
0 ... 25 26 27 28 29 30 31 ... 35  Рис. 7.4. Магнитная система с вертикально установленными магнитопроводами в обечайке  Рис. 7.5. Магнитная система с горизонтально установленными магнито проводами жесткости МС фланцы в районе выступов могут быть усилены ребрами жесткости. Компоновка МС с горизонтальной установкой магнитопроводов в обечайке приведена на рис. 7.6, где / - магнитопровод; 2 - амортизирующая прокладка; 3 - обечайка; 4 - приваренное к обечайке ребро, посредством которого МС крепится к крышке бака 5. А1Л  а-а  Рис. 7.6. Магнитная система с горизонтально установленными магнитопроводами в обечайке Обращает на себя внимание, что при горизонтальной компоновке периферийная часть МС разделена выступами или ребрами. Вследствие этого обмотки ИТ приходится секционировать, причем число секций равно числу секторов между выступами или ребрами. Если применяются обмотки с вводом посредине, то число секций удваивается. Это приводит к уменьшению длины каждой секции и, следовательно, затрудняет получение высокой продольной электрической прочности обмоток ИТ. Более целесообразна конструкция МС с тремя секторами вместо показанных на рисунках четырех, так как при этом увеличивается длина каждой секции. Если МС большого диаметра, то отмеченные обстоятельства не имеют особого значения, но при малых диаметрах МС проектирование ИТ на высокие напряжения с такой компоновкой затруднительно. В зом отношении очевидно преимущество вертикаль- ной установки, когда МС имеет только один сектор, что позволяет увеличить длину секции и тем самым повысить продольную электрическую прочность. Существенный недостаток горизонтальной установки состоит также в практической невозможности устройства охлаждающих масляных каналов, что затрудняет теплоотвод от МС. 7.2. ИМПУЛЬСНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ С ВЕРТИКАЛЬНО УСТАНОВЛЕННОЙ МАГНИТНОЙ СИСТЕМОЙ Маломощные низковольтные ИТ с тороидальными МС широко применяются в импульсной и цифровой технике, их конструкции известны и апробированы многолетней практикой проектирования и эксплуатации. Во многих случаях применение в маломощных ИТ тороидальных МС вообще необязательно или нецелесообразно, так как они могут быть выполнены с более технологичными разрезными МС. Поэтому здесь рассматриваются только мощные и весьма мощные высоковольтные ИТ, конструкции которых имеют ряд особенностей. Для удобства изложения и единства терминологии обмотки ИТ с тороидальными- МС, если размеры изоляционных промежутков постоянны по длине намотки, будут называться цилиндрическими, а если размеры изменяются по длине пропорционально напряжению на обмотках, — коническими. Исходя из геометрии обмоток такие названия следует считать неудачными. Однако расчетные формулы при этом те же, что для цилиндрических и конических обмоток, поэтому можно сохранить принятую терминологию. Преимущественное применение ИТ с тороидальными МС получили для трансформации импульсов малой длительности, большей частью в диапазоне-0,5 ... 10 мкс. При малой длительности импульсов и большой мощности число витков в обмотках обычно невелико. Это позволяет использовать простейшие цилиндрические и конические обмотки, которые только по этой причине и рассматриваются здесь. Отметим, что при высоких напряжениях применение многослойных обмоток в ИТ с тороидальными МС нецелесообразно, так как возникают дополнительные трудности в обеспечении высокой электрической прочности конструкции. При напряжениях выше 100 кВ целесообразна ставшая более или менее типовой конструкция ИТ, приведенная, в пренебрежении второстепенными деталями, на рис. 7.7. Конструктивной основой ИТ является фундаментальная плита 1. На плите посредством элемента крепления 2 установлена МС 3, которая может быть скомпонована из одного или нескольких магнитопроводов в соответствии с рис. 7.1 или 7.2. При пермаллоевых магнитопроводах в обечайке установка МС полностью соответствует приведенной на рис. 7.4. Установка МС с магнито-170 проводами из трансформаторной стали допускает различные конструктивные решения. На МС накладываются точеные из теплостойкого органического стекла фасонные изолирующие кольца 4, на которые наматывается первичная обмотка 5. Для наложения колец на МС в их нижней части вырезается сектор. Закрепление колец обеспечивается натягом проводов первичной обмотки. В необходимых случаях могут накладываться также и бандажи из стеклоленты. Первичная обмотка, напряжение на которой обычно невелико, может иметь различные схемы. При коэффициентах трансформации 3 ... 4, что большей частью и бывает на практике, целесообразно выполнять первичную обмотку несекциони-рованной, так, чтобы ее начало и конец располагались в секторе элемента крепления МС к фундаментальной плите. Для уменьшения индуктивности рассеяния и дополнительных потерь в обмотке ее следует наматывать шиной из медной фольги.  Рис. 7.7. ИТ на напряжение более 100 кВ с тороидальной магнитной системой На первичную обмотку накладываются также точеные из органического стекла кольца б, на которые наматывается вторичная обмотка 7. Для усиления изоляции между первичной и вторичной обмоткой со стороны образующих МС в пазы колец 6 могут устанавливаться барьеры 8 из тонкого листового органического стекла или из электрокартона. Наиболее целесообразный тип вторичной обмотки — с вводом посредине, который располагается на оси симметрии в точке А. Установка ИТ в масляном баке возможна двумя способами. При первом фундаментальная плита вместе с ИТ посредством стоек крепится к крышке бака и вместе с ней образует выемную часть конструкции. Удобство такой установки в том, что*ввод высокого напряжения может быть совмещен с расположенным на крышке бака высоковольтным изолятором. Тем самым обеспечивается минимальная длина высоковольтного соединительного провода, что важно в высоковольтной конструкции. Однако при этом ввод первичного напряжения оказывается длинным. Это увеличивает индуктивность ввода, что весьма нежелательно при коротких импульсах и большой мощности, когда общая индуктивность трансформаторной цепи должна быть весьма малой. Для уменьшения индуктивности ввода первичного напряжения целесообразно устанавливать ИТ непосредственно на крышке бака, используя ее в качестве фундаментной плиты. В этом случае ИТ оказывается подвешенным к крышке и ввод первичного напряжения может быть сделан минимальной длины. При этом, однако, увеличивается длина ввода высокого напряжения и для его проводки к высоковольтному изолятору приходится увеличивать изоляционные расстояния между вводом и стенками бака, а значит, и размеры бака. Увеличение индуктивности ввода высокого напряжения не имеет при этом существенного значения, так как высоковольтные ИТ обычно сильно повышающие и индуктивность вторичной цепи при пересчете на первичную уменьшается в п2 раз. Важно обратить внимание на следующее. В верхней части выточки колец как первичной, так и вторичной обмотки после заливки ИТ маслом могут образоваться воздушные мешки. Из-за разницы в диэлектрической проницаемости воздуха и масла в воздушных мешках напряженность электрического поля будет примерно в два раза выше, чем в масле, а электрическая прочность воздуха — в несколько раз ниже, чем у трансформаторного масла. По этим причинам в воздушных мешках возникает коронирование, впоследствии переходящее в тепловой пробой. Для устранения воздушных мешков необходимо внутреннюю поверхность колец делать слегка конической, чтобы после погружения ИТ в масло обеспечить свободный отток воздуха из соответствующих мест, Расчет конструкции на рис. 7.7 и рассматриваемых далее конструкций ИТ с тороидальными МС ничем не отличается от расчета ИТ со стержневыми МС и производится по тем же формулам и в той же последовательности. Поэтому примеры расчета ИТ с тороидальными МС не приводятся. Единственное, непринципиальное, отличие расчета в том, что в формулы подставляются характерные для ИТ с тороидальной МС значения коэффициентов, связывающих длину МС и намотки. Так как в ИТ с тороидальной МС длина МС используется более полноуто в конечном итоге ИТ с тороидальными МС оказываются более экономичными. Удельный объем МС в них примерно в полтора раза меньше, чем в ИТ со стержневыми МС. При напряжениях более 100 кВ конструкция ИТ по рис. 7.7 оказывается недостаточно злектропрочной. Это связано с тем, что между первичной и вторичной обмотками на внутренней стороне изоляционных 172 колец имеются пути для поверхностного разряда. Так как для уменьшения индуктивности рассеяния толщину изоляции между обмотками приходится выбирать минимальной допустимой, то увеличить длину этих путей можно только, развивая внутреннюю торцевую поверхность колец 6. Однако с увеличением напряжения между обмотками этот метод становится все менее эффективным. Мало помогает и установка барьеров. Кроме того, с увеличением напряжения необходимо увеличивать и толщину кольца у наружной кромки. Относительная электрическая прочность конструкций при этом уменьшается, и такой способ усиления изоляции неэкономичен. Существенным недостатком конструкции является также невосстанавливаемость свойств изоляции из органического стекла после аварийных состояний, приводящих к пробоям колец. По этим причинам при напряжениях более 100 кВ эффективнее конструкция ИТ, приведенная на рис. 7.8, и ее различные модификации,  Рис. 7.8. ИТ на напряжение более 100 кВ с тороидальной магнитной системой и цилиндрическими обмотками в которых устранены пути для поверхностного разряда между обмотками. Конструктивная основа, способ установки МС и конструкция первичной обмотки 4 такие же, как и в ИТ на рис. 7.7. Конструктивной основой вторичной обмотки 6 являются две вертикальные установленные и закрепленные на фундаментной плите щеки 5 из органического стекла. Щеки снабжены двумя рядами концентрических отверстий, через которые протягиваются провода вторичной обмотки. Для того чтобы щеки под натягом проводов не прогибались внутрь, периферийные 0 ... 25 26 27 28 29 30 31 ... 35
|
