и,,кВ(ампл)

20 10

1 2 5,см а)

11г.,кВ(ампл)

50 ко ЪО

20 10

1 2 ,СМ

НО ЪО 10 10

/ 2 S.W б)

и,кВ(ампл)

50 40 ЪО

20 10

/ 2 S,CM

Рис. 3.31. Зависимость напряжения возникновения короны от расстояния между электродами при атмосферном давлении 160 мм рт. ст. (а), 210 мм рт. ст. (б), 260 мм рт. ст. (в) и 360 мм рт. ст. (г):

---расчет по формуле (3 21);- эксперимент

где с - константа; г--радиус привизны на углах электродов, см; S -воздушный зазор, см.

С учетом поправок на изменение давления окружающего воздуха Я от 327 до 560 мм рт. ст. и температуры среды от 65 до 85° С, а также коэффициента запаса, принимаемого равным 1,6 формула (3.1) преобразуется:

S = -l/f/3(273 + /„ J,

(3.2)

где и - максимально возможная амплитуда напряжения, кВ; коэффициент k определяется формой напряжения и принимается равным 0,007, 0,015 или 0,032 для напряжений постоянной, пульсирующей или переменной формы соответсг-венно. и,кВ(ампл)

Большая часть (около 60%) занимаемого модулем объема приходится на изолирующие воздушные зазоры, обозначенные на 0 рис 3.33 буквами 6i ...б?. Поэтому уменьшение числа воздушных зазоров, особенно ис-

100 ш ш М, мм рте т.

пытывающих воздействие переменного и пульсирующего напряжений, является эффективным средством уменьшения габари- 2.0 тов ВТВМ. С этой целью в трехфазном высоковольтном трансформаторе делается поворот вектора напряжения средней обмот- iO ки, для чего она выполняется обратной намоткой. На рис. 3.34 показаны обмотки трехфазного высоковольтного трансформатора, причем средняя обмотка отличается о г крайних обратной маркировкой концов и расположением эпюры напряжений. При Рис. 3.32. Зависимость таком исполнении трансформатора напря- напряжения возникно-жение, действующее на междуфазный про- ерндавлеТ межуток, близко к фазному. Благодаря су- зазоре 1 см щсственному снижению напряжения сокращаются размеры междуфазных промежутков, длина ярма и, следовательно, трансформатора в целом. Следует отметить, что эффективность снижения габаритов увеличивается с ростом линейного напряжения расположенных рядом обмоток.

Вторым конструктивным решением, позволяющим уменьшить напряжение на воздушном промежутке, как уже отмечалось, является разделение вторичной обмотки высоковольтного трансформатора на отдельные секции. При увеличении числа секций снижается напряжение на каждой из них, что позволяет уменьшить воздушный зазор 64 (см. рис. 3.33). С увеличением числа секций возможно уменьшение воздушных зазоров бз при одном заземленном (нижнем) полюсе выпрямителя. Зазор 6i также можно выполнить сравнительно небольшим, так как в нем действует лишь напряжение одной ступени. С увеличением числа секций напряжение в за-

7-90 169

зорах 65 по форме приближается к постоянному, что позволяет уменьшить их примерно в 2 раза (в соответствии со снижением коэффициента k в формуле (3.2) с 0,015 до 0,007).

Воздушные зазоры бь бз, 64 для устранения теплового влияния обмотки на узлы выпрямителей не рекомендуется уменьшать

Рис. 3 33. Воздушные зазоры в конструкции высоковольтного преобразователя

Рис. 3 34. Эпюры напряжений при обратной намотке средней обмотки

ниже 0,3 ... 0,6 мм Такие зазоры могут выдерживать напряжение до 5 ... 7 кВ. Увеличение напряжения секции, т. е. уменьшение их числа, целесообразно в связи с необходимостью увеличения зазоров бь бз, 64 выше минимально допустимого, что приведет к росту размеров трансформатора. Анализом установлено, что минимальное число секций, при котором достигается наибольшая электрическая прочность воздушного зазора, равно трем.

Сравним габариты трех вариантов последовательно усовершенствованного трансформатора за счет изменения только изоляционных промежутков главной изоляции: традиционный трансформатор, трансформатор с обратной намоткой средней катушки и трансформатор с секционированием вторичных обмоток. При сравнении рассматривался трансформатор с мощностью 10 кВ-А и фазным напряжением ф=12,9 кВ. Три указанных варианта имеют объемы 59, 56 и 35 дм соответственно. Таким образом, высоковольтный трансформатор с обратной намоткой средней катушки и секционированной вторичной обмоткой имеет объем на 40% меньше по сравнению с трансформатором традиционного исполнения.

При создании трансформаторно-выпрямительных устройств с высоким выходным напряжением необходимо не только снижать собственную емкость вторичной обмотки трансформатора, но и улучшать электромагнитную связь между обмотками, удаленными одна от другой по соображениям электрической прочности изоляции. Решению этой задачи способствует исполнение трансформа-торно-вьшрямительного узла, показанного на рис. 3.35,а. Каждый узел содержит несколько вторичных обмоток /, к выходным выводам которых подключены предохранители 2, диоды 3, конденса-