EA201800327A1 20190731 Номер и дата охранного документа [PDF] EAPO2019\PDF/201800327 Полный текст описания EA201800327 20180517 Регистрационный номер и дата заявки KZ2018/0003.1 20180103 Регистрационные номера и даты приоритетных заявок EAA1 Код вида документа [PDF] eaa21907 Номер бюллетеня [**] МОДУЛЬНЫЙ СУХОЙ ТРАНСФОРМАТОР НАРУЖНОЙ УСТАНОВКИ Название документа [8] H01F 30/16, [8] H01F 27/32, [8] H01F 27/04 Индексы МПК [KZ] Куатов Сансызбай Габдулович, [KZ] Куат Амир Сансызбайулы Сведения об авторах [KZ] КУАТОВ САНСЫЗБАЙ ГАБДУЛОВИЧ Сведения о заявителях
 

Патентная документация ЕАПВ

 
Запрос:  ea201800327a*\id

больше ...

Термины запроса в документе

Реферат

[RU]

Изобретение относится к области электротехники в преобразовании, передаче, распределении и транспортировки электроэнергии и может быть использовано при изготовлении модульных сухих трансформаторов для наружной установки с применением последних достижений науки и техники в области магнитопроводов и изоляционных материалов. Техническим результатом является предложенный модульный сухой трансформатор наружной установки, содержащий станину с хомутом овальных магнитопроводов из аморфных сплавов, в окно которых смонтированы основная и регулировочная вторичные, соединенные через переключатель анцапфы, и первичная обмотки, намотанные на полиамидных каркасах, из алюминиевой или медной фольги с припаянными, необходимой длины, рентгеновскими кабелями с изоляцией из кремнеорганической резины с наружной изоляцией обмотки, выполненных из термоусадочных полимерных трубок, обеспечивающие модульный принцип при производстве и эксплуатации трансформатора, заявленный трансформатор устраняет имеющиеся недостатки в известных трансформаторах и позволяет организовать "глубокий ввод" потребителям на высоком напряжении со снижением технических потерь электроэнергии в распределительных сетях свыше 600 раз, а уровень "коммерческих потерь", воровства, до нуля.


Полный текст патента

(57) Реферат / Формула:

Изобретение относится к области электротехники в преобразовании, передаче, распределении и транспортировки электроэнергии и может быть использовано при изготовлении модульных сухих трансформаторов для наружной установки с применением последних достижений науки и техники в области магнитопроводов и изоляционных материалов. Техническим результатом является предложенный модульный сухой трансформатор наружной установки, содержащий станину с хомутом овальных магнитопроводов из аморфных сплавов, в окно которых смонтированы основная и регулировочная вторичные, соединенные через переключатель анцапфы, и первичная обмотки, намотанные на полиамидных каркасах, из алюминиевой или медной фольги с припаянными, необходимой длины, рентгеновскими кабелями с изоляцией из кремнеорганической резины с наружной изоляцией обмотки, выполненных из термоусадочных полимерных трубок, обеспечивающие модульный принцип при производстве и эксплуатации трансформатора, заявленный трансформатор устраняет имеющиеся недостатки в известных трансформаторах и позволяет организовать "глубокий ввод" потребителям на высоком напряжении со снижением технических потерь электроэнергии в распределительных сетях свыше 600 раз, а уровень "коммерческих потерь", воровства, до нуля.


Евразийское (21) 201800327 (13) A1
патентное
ведомство
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОЙ ЗАЯВКЕ
(43) Дата публикации заявки 2019.07.31
(22) Дата подачи заявки 2018.05.17
(51) Int. Cl.
H01F30/16 (2006.01) H01F27/32 (2006.01) H01F27/04 (2006.01)
(54) МОДУЛЬНЫЙ СУХОЙ ТРАНСФОРМАТОР НАРУЖНОЙ УСТАНОВКИ
(31) 2018/0003.1
(32) 2018.01.03
(33) KZ
(96) KZ2018/029 (KZ) 2018.05.17
(71) Заявитель:
КУАТОВ САНСЫЗБАЙ ГАБДУЛОВИЧ (KZ)
(72) Изобретатель:
Куатов Сансызбай Габдулович, Куат Амир Сансызбайулы (KZ) (57) Изобретение относится к области электротехники в преобразовании, передаче, распределении и транспортировки электроэнергии и может быть использовано при изготовлении модульных сухих трансформаторов для наружной установки с применением последних достижений науки и техники в области магнитопроводов и изоляционных материалов. Техническим результатом является предложенный модульный сухой трансформатор наружной установки, содержащий станину с хомутом овальных магнитопроводов из аморфных сплавов, в окно которых смонтированы основная и регулировочная вторичные, соединенные через переключатель анцапфы, и первичная обмотки, намотанные на полиамидных каркасах, из алюминиевой или медной фольги с припаянными, необходимой длины, рентгеновскими кабелями с изоляцией из кремнеорганической резины с наружной изо- I ляцией обмотки, выполненных из термоусадочных полимерных трубок, обеспечивающие модульный принцип при производстве и эксплуатации трансформатора, заявленный трансформатор устраняет имеющиеся недостатки в известных трансформаторах и позволяет организовать "глубокий ввод" потребителям на высоком напряжении со снижением технических потерь электроэнергии в распределительных сетях свыше 600 раз, а уровень "коммерческих потерь", воровства, до нуля.
Описание
Модульный сухой трансформатор наружной установки
Авторы изобретения:
Куатов Сансызбай Габдулович (KZ)
Куат Амир Сансызбайулы (KZ)
1) Область тех ни ки:
Изобретение относится к области электротехники в преобразовании, передаче, распределения и транспортировки электроэнергии и может быть использовано при изготовлении сухих трансформаторов для наружной установки без применения изоляторов, установленных на корпусе трансформатора, из твердых изоляционных материалов типа фарфора, керамики и др.
Весь процесс в электроэнергетике от производства до потребления проходит следующие этапы: выработка, преобразование (повышение и несколько ступеней понижения напряжения), передача, распределение и транспортировка. При этом на всех этапах эти процессы протекают с потерями электроэнергии на всех элементах электрических сетей. Львиная доля потерь приходится на распределительные сети (уровень напряжения 10 и 0,4 кВ). Например:
Как видно, при общем уровне потерь 12 % на долю сетей 10 и 0,4 кВ приходиться 10,36 %, при стоимости 1% потерь 300 000 000 тенге.. Теоретический, данная проблема,
Структура потерь по сетям АО "Астана-РЭК" за 2016 год
всегда имело решение - перевод питания потребителей на "глубокий ввод", 10 кВ с индивидуальными "мачтовыми трансформаторами", где уровень технических потерь по сравнению с 0,4 кВ снижается 625 раз, "коммерческие потери", т.е. воровство электроэнергии доводится до нуля. Так же, перевод воздушных линии ВЛ. 10 кВ с голого провода на самонесущие изолированные провода (СИП) снижая потери еще 3 раза, при этом затраты на обслуживание линии снижается на 80 %.
Главным препятствием на пути перехода на "глубокий ввод" были громоздкие и пожароопасные масляные и литые эпоксидным компаундом сухие трансформаторы внутренней установки с фарфоровыми или полимерными вводами.
2) Уровень технологии:
Известен трансформатор напряжения масляный, измерительный типа НТМИ-10. (Петров В.II. Использование трансформаторов напряжения для присоединения аппаратуры диспетчерского управления к сельским распределительным сетям. -Дисс... канд. Тех. наук. М.. 1972, - стр. 39 -50). Недостатками известного трансформатора являются:
1. Низкое линейное напряжение во вторичной обмотке трансформатора,
соединенной звездой. которое равно 100 В, что не позволяет его
использовать как силовой трансформатор!
2. Установка на корпусе трансформатора проходных изоляторов из фарфора,
что снижает его надежность.
Известен также трансформатор масляный из а.с. СССР N 1707634, II 01 F 27/04, 1992 г., который принят за прототип. Недостатками известного трансформатора являются:
1. Установка на корпусе трансформатора проходных изоляторов из фарфора, что снижает его надежность.
2. Трансформатор часто повреждается при коротком замыкании из-за наброса или перекрытия птицами вводов высокого напряжения на открытых частях изоляторов.
3. Наличие трансформаторного масла, из-за чего он является источником экологического загрязнения и пожара.
4. Требует периодического обслуживания.
Также известен сухой трансформатор ОЛ-10. ТУ 16-98 ОГГ.670.121.008ТУ Свердловского завода трансформаторов тока, который также принят за прототип.
Недостатками данного трансформатора являются:
1. Изоляция всего трансформатора выполняется, монолитно, эпоксидным компаундом, подвержен к солнечной радиации, агрессивным средам и вредным атмосферным воздействиям, что отрицательно скажется на изоляций внешней части корпуса трансформатора.
2. Одноразовость. Не пригодность к ремонту.
Задача, решаемая изобретением заключается в создании модульных сухих трансформаторов для наружной установки с применением последних достижении науки и техники в области магнитопроводов из аморфных сплавов и изоляционных материалов.
Техническим результатом изобретения является, возможность перевода распределительных потребительских электрических сетей с 0.4 кВ на 10 кВ, приводящий к, не менее, Зх кратному снижению потерь и значительному снижению тарифа на электроэнергию для потреби телей при высокой надежности элементов сетей.
Технический результат достигается тем, что предложен модульный сухой
трансформатор наружной установки, содержащий станину с хомутом для крепления
витых, овальных магнитопроводов из аморфных сплавов, снижающих потери
трансформатора от 4 до 10 раз, с верхним косым срезом, в окно которых
смонтированы основная и регулировочная вторичные, соединенные через
переключатель анцапфы, и первичная обмотки для повышения термической и динамической устойчивости, намотанных на полиамидных каркасах из алюминиевой или медной фольги с припаянными, необходимой длины, гибкими вводами выполненных рентгеновскими кабелями с изоляцией из кремнеорганичеекой резины, являющаяся маслобензостойкой, морозостойкой (-50; +80°С), выдерживающее испытательное напряжение 70 кВ, не разрушающаяся на открытом воздухе и сохраняющая изолирующие свойства в течение 30 лет, с наружной изоляция обмоток выполненных вместо эпоксидных компаундов термоусадочными полимерными трубками, стойких к солнечной радиации, агрессивным средам и атмосферным явлениям не подверженных вредным атмосферным воздействиям, что обеспечивает модульный принцип производства и сборки сухих трансформаторов, которых при необходимости можно перегружать на 50 % путем установки вентилятора для охлаждения с запуском от термодатчика.
Заявленный трансформатор устраняет перечисленные недостатки, имеющиеся в известных трансформаторах, при этом получены новые технические свойства, к которым относятся:
1. Высокий уровень надежности, снижение ручного труда и количества
комплектующих изделий за счет технологичности процесса изготовления,
что сохраняется и при ремонтных работах. Ремонты, за счет модульности
трансформатора, сводится к замене повреженных элементов на
сертифицированные изделия заводской готовности, не требующие
послеремонтных испытаний и высокой квалификации ремонтного
персонала.
2. Стойкость к условиям повышенной влажности и загрязненности. А также
стойкость к солнечной радиации, высоким и низким температурам и
агрессивным средам и атмосферным явлениям.
3. За счет применения аморфных сплавов при изготовлений витых магнитопроводов и намотки обмоток из фольги снижается потери электроэнергии на трансформаторе от 4 до 10 раз. Соответственно, повышается перегрузочная способность, резко снижается нагрев трансформатора, и не требуется кардинальные меры по охлаждению.
4. Обслуживание полностью исключается и сводится к периодическому проведению визуального осмотра.
5. Уменьшается габаритные размеры и масса трансформатора за счет устранения фарфоровых изоляторов, что позволяет подвешивать их на опорах в качестве "мачтовых подстанции"
6. Отсутствие трансформаторного масла устраняет угрозу загрязнения окружающей среды при его утечке. Обеспечивается высокий уровень пожаробезопасное(tm). Отсутствуют в случае пожара выбросы в окружающую среду в виде токсичных и едких газов.
7. Увеличивается срок службы трансформатора за счет применения в нем
двужильных, гибких кабелей с изоляцией из кремнеорганичеекой резины,
являющаяся маслобензостойкой и морозостойкой (- 50; + 80°С). Она не
разрушается и сохраняет' изолирующие свойства в течение 30 лет при работе
трансформатора на открытом воздухе.
8. Обеспечивает абсолютную безопасность для птиц и персонала.
9.. Существенно снижается количество обслуживающего персонала, за счет чего повышается производительность труда в отрасли электроэнергетики.
10. Позволяет организовать "глубокий ввод" потребителям на высоком
напряжении 10 кВ, сократив длину сетей 0.4 кВ, доведя их до уровня перекидки от
трансформатора до дома. При этом уровень технических потерь электроэнергии
в распределительных сетях 10/0.4 кВ снижается свыше 600 раз, а уровень
"коммерческих потерь" т. е. воровство до нуля. Л также за счет индивидуального регулирования уровня напряжения у потребителя резко повышается качество электроэнергии.
при переводе на СИП-10 кв и сухой трансформатор с
магнитопроводом из аморфных сплавов
Таблица №2
Потери за 2016 год, млн. кВт/ч.
Нагрузочные
фактичес
Класс
потери
кое
напря
измерите
значение
жени
В сило-
Холостог
льных
потерь, в
вых
о хода в
собствен
трансфор
всего
процента
транс-
силовых
ные
маторах
корону
потер
х от
линия
формат
трансфор
нужды
тока и
объема
орах
маторах
подстан
напряжен
электроэн
ций
ия и их
ергии,
вторичны
вошедше
х цепях
й в сети
предприя
тия, %
220
7,10
0,7
1,9
1,1
2,5
13,40
0,39
110
20,90
6,3
11,5
4,1
0,3
43,10
1,25
26,81
11,55
4,525
42,89
1,24
0,4
0,00
0,00
Итог
54,81
18,55
17,93
* 5,2
0,4
2,5
99,39
2,9
Снижение потерь с 12% до 2,9% в электросетях (т.е. на 9,1%) позволяет снизить себестоимость электроэнергии, что приводит к снижению уровня тарифа на транспортировку для потребителей с 3 тг/кВт. ч. до 2,09 тг/кВт. ч.
Снижение уровня тарифа на электроэнергию в свою очередь способствует развитию малого и среднего бизнеса, а также экономическому развитию страны.
В свою очередь снижение потерь электроэнергии влечет за собой снижение необходимости потребления топлива (уголь, газ, уран и т.д.), воды и химреагентов на водоподготовку энерговырабатывающими станциями, следовательно, снижение ими вредных выбросов в окружающую среду, что благоприятно сказывается на экологической обстановке.
На фигуре № 1 вид с боку и па фигуре №2 вид сверху, представлен модульный сухой трансформатор наружной установки, содержащий станину 1, витой овальный магнитопровод из аморфных сплавов с косым срезом верхней части 2, в окно которого смонтированы первичная обмотка 3. основная вторичная обмотка 4 и регулировочная вторичная обмотка 5. На фигуре № 3 и фигуре № 4 кабельные вводы вторичные обмотки с изоляцией из кремнеорганичеекой резины 8 соединенные между собой на переключателе анцапфы на фигуре № 5 На фигуре № 1 Магнитопровод 2 с обмотками посредством хомута 7 крепится к станине 1.
Модульный сухой трансформатор наружной установки работает следующим образом: Первичная обмотка с гибкими кабельными вводами из кремнеорганичеекой изоляцией через высоковольтный предохранитель подключается к сети ЮкВ, а вторичные обмотки через автоматический выключатель подключается к нагрузке потребителя. Далее функция и работа модульного сухого трансформатора в нормальном режиме от других видов трансформаторов не отличается. Только при ремонте поврежденный элемент меняется на исправный сертифицированный элемент заводской готовности, без послеремоптных испытании. Данная операция не требует высокой квалификации персонала и много времени.
Выводы:
1. 17 летний опыт эксплуатации образца кабельного ввода с изоляцией из кремнеорганичеекой резины масляного трансформатора в реальных условиях на объектах Казахстанской Железной Дороги подтвердило его работоспособность.
2. В данное время в мировой практике широко применяются магнитопроводы из аморфных сплавов, дающие большие снижения потерь электроэнергии на трансформаторах.
3. Вместо заливки обмотки эпоксидным компаундом, которые при сильных
морозах трескаются, и не выдерживает длительную солнечную
радиацию, предлагаемая, изоляция катушек с обмотками
термоусаживаемыми трубками фирмы РАЙХЕМ указанных недостатков
не имеют и в мировой практике широко применяются.
4. Предлагаемый модульный принцип в трансформаторостроений совпадает с общемировой практикой модульного конструирования изделия, дающий большие возможности и выгоды при производстве, эксплуатации и ремонте.
Даны рекомендации к выпуску опытной серии трансформаторов.
Модульный сухой трансформатор для наружной установки содержит первичную и вторичные обмотки, которые смонтированы в окно двух витых овальных
магнитопроводов, из аморфных сплавов, образующих "броневой" сердечник. Для обеспечения циркуляции воздуха между сердечниками можно организовать зазор, который не влияет на характеристики магнитопровода. Витые магнитопроводы из аморфного сплава необходимого размера и магнитных свойств покупается у мировых производителей. Для защиты от коррозии магнитопровод можно покрасит антикоррозийной краской.
Каркасы обмоток изготовляется из полиамидного полимера с вертикальными ребрами жесткости со стороны магнитопровода, образующие каналы для циркуляции воздуха, обеспечивая охлаждение обмоток. Для обеспечения динамической устойчивости при коротком замыкании и уменьшения величины межслоевого напряжения и межслоевой изоляции обмотки необходимо намотать из алюминиевой или медной фольгой, предварительно запаяв кабельные вводы с кремнийорганической изоляцией. Кабельные вводы с наконечниками, необходимого сечения и достаточной длины (для подключения высоковольтную обмотку к предохрани гелям, а низковольт ную обмотку к счетчику) изготавливается из рентгеновских кабелей с изоляцией из кремнеорганичеекой резины производства Мтищенского кабельного завода. На поверхности намотанной катушки следует, приклеит бумажный шильдик с информацией о производителе и параметрах обмотки трансформатора. Катушку снаружи изолировать прозрачной термоусадочной полимерной трубкой с высоким изоляционным свойством, на внутренней поверхности ближе к торцам нанесенным клеем или герметикой. Прогревая полимерную трубку с центра в обе стороны производим усадку. Усадка считается завершенной, когда герметик или клей выступить из под концов трубки. Прозрачность трубки, дополнительно, обеспечивает визуальный контроль за состоянием обмотки. При необходимости обмотки можно выполнять концентрическими. При этом свойства и принцип работы трансформатора не меняется.
Переключатель анцапфы собирается на гетинакеовой или текстолитовой плитке.
Хомут изготавливается из ленточной нержавеющей стали с элементами крепления.
Станина штампуется из листовой стали и покрывается антикоррозийным покрытием.
Магнитопровод с обмотками устанавливается на.станине и закрепляется хомутом. На станину винтами закрепляется переключатель анцапфы. На апцапфу подключаются выводы низковольтных (основного и регулировочного) обмоток.
Приложение: Фигура №1, Фигура №2,Фигура №3, Фигура № 4, Фигура№ 5
Формула изобретения
Модульный сухой трансформатор наружной установки
Модульный сухой трансформатор наружной установки, содержащий станину с хомутом для крепления витых, овальных магнитопроводов из аморфных сплавов, снижающих потери трансформатора от 4 до 10 раз, с верхним косым срезом, в окно которых смонтированы основная и регулировочная вторичные, соединенные через переключатель анцапфы, и первичная обмотки, отличающийся тем, для повышения термической и динамической устойчивости, намотанных на полиамидных каркасах из алюминиевой или медной фольги с припаянными, необходимой длины, гибкими вводами выполненных рентгеновскими кабелями с изоляцией из кремнеорганичеекой резины, являющаяся маслобензостойкой, морозостойкой (-50; +80°С), выдерживающее испытательное напряжение 70 кВ, не разрушающаяся на открытом воздухе и сохраняющая изолирующие свойства в течение 30 лет, а так же тем, что наружная изоляция обмоток выполняется вместо эпоксидных компаундов термоусадочными полимерными трубками, стойких к солнечной радиации, агрессивным средам и атмосферным явлениям не подверженных вредным атмосферным воздействиям, что обеспечивает модульный принцип производства и сборки сухих трансформаторов, которых при необходимости можно перегружать на 50 % путем установки вентилятора для охлаждения с запуском от термодатчика.
Модульный сухой трансформатор
наружной установки вид сбоку
1 - Станина с отверстиями для креплении
2 - Витой магнитопровод из аморфных сплавов
3 - Первичная обмотка
4 - Основная вторичная обмотка
5 - Регулировочная вторичная обмотка 7 - Хомут
Модульный сухой трансформатор наружной установки вид сверху
1 - Станина с ел версиями дня креплений
2 - Ви run MdriiHTonputi-"),; п.-, аморфных оплавив
3 - Первичная обмотка
6 - переключатель анцапфы
7 - Хомут
Первичная и вторичная основная обмотки
3 - Первичная обмотка
4 - Основная вторичная обмотка
8 - Кабельные ввода с изоляцией из кремнеорганичеекой резины
9 - Каркас из полиамидного полимера
Вторичная регулировочная обмотка
5 - Регулировочная вторичная обмотка
8 - Кабельные ввода с изоляцией из кремнеор; анической резины
9 - каркас из полиамидного полимера
10 - Термоусадочная полимерная трубка с клеем или герметикой
о %
вторичная регулировочная к C4eT4MKV обмотка
11 - плита переключателя анцапфы с отверстиями для крепления
12 - шпилька основной вторичной обмотки
13, 14. 15 - шпильки регулировочной вторичной обмотки
16 - ламель переключения
17 - схема подключения вторичных обмоток
МПК:
H01F30/16 H01F 27/32 H01F 27/04
(2006.01) (2006.01) (2006.01)
СПК:
H01F 30/16 H01F 27/04 H01F27/325 H01F 27/085
(2013-01) (2013-01) (2013-01) (2013-01)
Согласно Международной патентной классификации (МПК) или национальной классификации и МПК
"X"
"Y"
" &" "L"
Б. ОБЛАСТЬ ПОИСКА:
Дата действительного завершения патентного поиска: 04 февраля 2019 (04.02,2019)
Наименование и адрес Международного поискового органа: Федеральный институт промышленной собственности
РФ, 125993,Москва, Г-59, ГСП-3, Бережковская наб., д. 30-1.Факс: (499) 243-3337, телетайп: 114818 ПОДАЧА
О.В. Кишкович
Телефон № (499) 240-25-91
ЕАПВ/ОП-2
(19)
(19)
(19)
Модульный сухой трансформатор наружной установки
Модульный сухой трансформатор наружной установки
Фигура 1
Фигура 1
Модульный сухой трансформатор
наружной установки
Модульный сухой трансформатор наружной установки
Фигура 4
Фигура 3
Модульный сухой трансформатор
наружной установки
Модульный сухой трансформатор наружной установки
Фигура 4
Фигура 5
Модульный сухой трансформатор
наружной установки
Модульный сухой трансформатор наружной установки
Фигура 4
Фигура 5
Модульный сухой трансформатор
наружной установки
Модульный сухой трансформатор наружной установки
Фигура 4
Фигура 5
Модульный сухой трансформатор
наружной установки
Модульный сухой трансформатор наружной установки
Фигура 4
Фигура 5
Модульный сухой трансформатор
наружной установки
Модульный сухой трансформатор наружной установки
Фигура 4
Фигура 5