Трансформатор напряжения с компенсацией потоков нулевой последовательности

(71) Заявитель Учреждение образования Белорусский государственный аграрный технический университет (ВУ)(72) Авторы Сердешнов Анатолий Петрович Сердешнов Евгений Анатольевич Апетнок Владимир Марьянович (ВУ)(73) Патентообладатель Учреждение образования Белорусский государственный аграрный технический университет (ВУ)Трансформатор напряжения с компенсацией потоков нулевой последовательности,содержащий трехстержневой магнитопровод, обмотки низшего напряжения, расположенные на каждом стержне и соединенные в звезду с выведенной нейтралью, обмотки высшего напряжения, расположенные на каждом стержне и соединенные в звезду с выведенной нейтралью, дополнительную обмотку, выполненную обЩестержневой и уложенной поверх обмоток всех трех фаз трансформатора, первый вывод которой подключен к нейтрали обмоток высшего напряжения, второй - выведен наружу, а от требуемого количества витков дополнительной обмотки сделан контрольный вывод, отличающийся тем, что все стержни магнитопровода расположены в одной плоскости.Изобретение относится К электротехнике И может быть использовано для повышения экономичности изготовления и надежности в эксплуатации таких трансформаторов.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является 1, содержащий обмотки низшего напряжения (НН), расположенные на каждом стержне и соединенные в звезду с выведенной нейтралью, обмотки высшего напряжения (ВН), также расположенные на каждом стержне и соединенные в звезду с вь 1 веденной нейтралью, магнитопровод выполнен пространственным (симметричным), дополнительная обмотка делается общестержневой и укладывается поверх обмоток всех трех фаз трансформатора, один конец ее подключается к нейтрали обмоток высшего напряжения, другой выводится наружу, от требуемого числа витков делается контрольный вывод 1.Недостатками такого трансформатора является то, что выполнение симметричного магнитопровода значительно усложняет технологию его изготовления и повышает расход обмоточного провода на выполнение дополнительной обмотки.Задачи, которые решает данное изобретение, заключаются в следующем понизить расход электротехнических материалов при изготовлении трехфазных, трехстержневых трансформаторов напряжения и улучшить технологичность производства.Трехфазный трансформатор напряжения, решающий данные задачи, содержит трехстержневой магнитопровод, обмотки низшего напряжения, расположенные на каждом стержне и соединенные в звезду с выведенной нейтралью, обмотки высшего напряжения,расположенные на каждом стержне и соединенные в звезду с выведенной нейтралью, согласно изобретению, для решения указанных задач магнитопровод выполнен одноплоскостнь 1 м (т.е. все три стержня расположены в одной плоскости), дополнительная обмотка делается общестержневой и укладывается поверх обмоток всех трех фаз трансформатора,один конец ее подключается к нейтрали обмоток высшего напряжения, другой выводится наружу, от требуемого числа витков делается контрольный вывод.При выше описанном выполнении трансформатора напряжения, во-первых, снижается масса его магнитопровода, повышается технологичность изготовления по сравнению с пространственным, сокращается длина витков дополнительной обмотки за счет расположения стержней в одной плоскости, что дает экономию меди.На фиг. 1 представлена схема соединения обмоток трехстержневого трансформатора напряжения с общестержневой дополнительной обмоткой, на фиг. 2 показана его активная часть.Трехфазный трансформатор напряжения содержит магнитопровод 1, обмотки низшего напряжения 2, обмотки высшего напряжения 3, общестержневая дополнительная обмотка 4, включенная так, чтобы создаваемые ей магнитные потоки нулевой последовательности были направлены встречно потокам нулевой последовательности от рабочих обмоток и имеющей дополнительный от требуемого числа витков контрольный вывод хд, для контроля состояния изоляции в сети.В нормальном режиме работы, при отсутствии в системе с изолированной нейтралью замыкания на землю, токи в обмотках высшего напряжения (ВН) предлагаемого трансформатора создают в магнитной системе магнитные потоки Фа, Фв, Фс, которые во вто 2ричнь 1 х обмотках индуктируют напряжения На, Пв, Пс, численно равные фазному значению и геометрическая сумма которых равна нулю, ток через нейтраль обмоток ВН ВН также равен нулю (111), следовательно, напряжение на витках дополнительной обмотки отсутствует (Нд О).В случае повреждения изоляции и замыкания одной из фаз системы на землю, вследствие нарушения симметрии, напряжение поврежденной фазы равно нулю, двух другихувеличивается в В раз, это вызывает появление токов в заземленной нейтрали обмоток ВН рассматриваемого трансформатора, носящих характер нулевой последовательности и сумма которых равна (1 п 1 оа 1 ов 1 ос 310). Указанные токи в свою очередь создают в стержнях магнитной системы от рабочих обмоток магнитные потоки нулевой последовательности Фоа, Фов, Фос. Но вместе с тем эти же токи 310 протекают и по виткам дополнительной обмотки и создают в тех же стержнях в противоположном направлении магнитные потоки Фоа, Фов, Фос. Указанное приводит к компенсации потоков нулевой последовательности и симметрированию фазных напряжений предлагаемого трансформатора.Таким образом, при выше описанном выполнении трансформатора напряжения, вопервых, снижаются массы стали его магнитопровода и меди на выполнение дополнительной обмотки (за счет конструкции), во-вторых, сокращается число витков в обмотках, ибо фазное напряжение их не может повысится до линейной величины.Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.