<Desc/Clms Page number 1>
EMI1.1
PERFECTIOI1TS AUX TRANSFORMATEURS EN OASCADE.-
Un transformateur de construction courante, comportant un ou plusieurs enroulements à très haute tension, est nécessairement de grandes dimen- sions et coûteux, du fait de la quantité importante d'isolant nécessaire,, Si la puissance transmise est relativement faible, on a constaté qu'il était plus économique d'employer, dans la plupart des cari deux ou plusieurs transformateurs de moindre puissance connectés en cascade,
La présente invention a pour but d'apporter des perfectionnements à la construction des transformateurs de ce dernier genre.
On comprendra mieux les caractéristiques nouvelles et les avanta- ges de l'Invention on se référant à la description suivante et aux dessins qui
<Desc/Clms Page number 2>
l'accompagnent , donnée simplement à titre d'exemple non limitatif, et dans lesquels t
La Fig,l est une élévation, partie en coupe, d'un transformateur établi suivant l'invention.
La Fig.2 est un schéma des connexions
Sur ces figures, les mêmes numéros de références désignent les organes correspondants.
Le transformateur en cascade représenté sur le dessin comporte trois éléments comprenant chacun un noyau magnétique 10 et un enroulement à haute tension 11. Ces éléments sont logés dans une enveloppe verticale constituée par des sections métalliques 12 et des sections isolantes 13 alternées.
La section inférieure 12 comporte le premier élément de transformateur et est de préférence connectée à la terre en 14. Chacun des autres éléments est logé dans une enveloppe métallique et placé sur des supports 15. Les sections métalliques 12 et les sections Isolantes 13 sont fixées l'une à l'autre par des brides 16, de manière à constituer un cylindre vertical à joints étanches, Le tout est rempli d'un liquide isolant 17 dont le niveau supérieur se trouve à l'intérieur d'un chapeau métallique 18 fixé sur la dernière section isolante 13, On a prévu un espace libre 19 qui permet la dilatation et la contraction du liquide consécutivement aux variations de température.
Les enroulements à haute tension 11 sont connectés en série par des conducteurs 20 entre la borne à haute tension 21 et la terre 14, la borne à haute tension 21 étant fixée au chapeau 18. Les éléments adjacents du transformateur sont couplés les uns aux autres par un circuit comportant un enroulement 22 sur chaque noyau comme indiqué Fig.2, de manière à maintenir une distribution uniforme de la tension entre les éléments en cours de fonctionnement.
Un seul enroulement de couplage est nécessaire dans le transformateur placé au sommet et pour celui placé en bas, L'autre enroulement 22 du transformateur inférieur est connecté aux bornes 23 et agit comme secondaire pour fournir le courant à un circuit local à basse tension.
Les noyaux magnétiques 10 des transformateurs sont placés horizontalement dans les sections respectives 12, de telle sorte que le liquide isolant 17 puisse circuler par convection dans les ouvertures des noyaux, quand ceux-ci s'échauffent. Après que le liquide a atteint le récipient d'expansion 18, il descend le long de la surface interne de l'enveloppe où il se refroidit;
<Desc/Clms Page number 3>
après avoir atteint la section inférieure 12 le mouvement se continue.
On a prévu un cylindre isolant ou écran 24 disposé au-dessus de chaque élément et espacé de la paroi de façon à séparer les circuits ascendant et descendant du liquide, comme représenté en pointillé sur la figure 1, Ces écrans permettent d'accroître la vitesse du liquide et par conséquent le refroidissement. Les sections isolantes 13 doivent être suffisamment longues pour assurer l'isolement entre les éléments et entre le transformateur supérieur et le vase d'e@- pansion 18, et assez larges pour posséder la rigidité mécanique nécessaire et cntenir les connexions entre éléments et entre le dernier élément et la borne 21;
elles savent permettre enfin la circulation facile du liquide dans les !eux sens,
Ces sections isolantes 13 peuvent avoir un diamètre bien inférieur à celui des transformateurs, comme le montre la fig.l. Par contrey les sections métalliques 12 ont un diamètre légèrement supérieur de façon à permettre au courant descendant de circuler librement.
Une caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention consiste à disposer les sections Isolantes 13 entre les transformateurs ce qui permet de leur donner un diamètre beaucoup plus faible que celui des transformateurs. Les enveloppes isolantes 13 sont de préférence en porcelaine; mais comme cette matière est très chère, l'étude de ces éléments isolants est ex- trêmement importante et les dimensions réduites qu'on leur a assignées constituent un avantage évident. Les enveloppes métalliques 12 sont en contact direct avec le courant descendant du liquide Isolant 17, et elles doivent être très bonnes conductrices de la chaleur, de manière à assurer le meilleur refroidissement possible.
Les carcasses magnétiques 10 sont connectées au circuit à haute tension, comme on le voit sur la Fig.2 et les parties métalliques 12 sont reliées aux noyaux magnétiques 10 par les supports 15, de telle sorte que chaque carcasse magnétique 10 et l'enveloppe métallique se trouvent au potentiel de l'élément correspondant du circuit à haute tension.
Dans le cas où des surtensions violentes consécutives à des décharges atmosphériques ou à des opérations de commutation trop rapides sont appliquées à la borne à haute tension 21, le survoltage se concentre dans une petite partie du circuit haute tension, la plus proche de la borne à haute tension, Il est toutefois bien connu que la répartition initiale d'une sur-
<Desc/Clms Page number 4>
-tension brusque peut être uniformisée dans le circuit à haute tension, en accroissant les capacités en série entre les deux extrémités du circuit.
Les sections métalliques 12 qui dépassent largement les dimensions des transformateurs et qui sont connectées aux éléments adjacents du circuit à haute tension, augmentent sensiblement la capacité en série entre la borne à haute tension 21 et la masse 14 d'où résulte une meilleure répartition des surtensions brusques appliquées à la borne 21.
Bien qu'on ait représenté et décrit une seule forme de réalisation de l'invention, il est évident qu'on ne désire pas se limiter à cette forme particulière, donnée simplement à titre d'exemple et sans aucun caractère restrictif et que par conséquent toutes les variantes ayant même principe et même objet que les dispositions indiquées ci-dessus, rentreraient comme elles... dans le cadre de l'invention.
<Desc / Clms Page number 1>
EMI1.1
PERFECTIONS FOR OASCADE TRANSFORMERS.-
A transformer of current construction, comprising one or more windings at very high voltage, is necessarily large in size and expensive, because of the large quantity of insulation required. If the power transmitted is relatively low, it has been found that '' it was more economical to employ, in most curries two or more lower power transformers connected in cascade,
The object of the present invention is to bring improvements to the construction of transformers of the latter type.
The novel features and advantages of the invention will be better understood with reference to the following description and to the drawings which
<Desc / Clms Page number 2>
accompany it, given simply by way of non-limiting example, and in which t
Fig, 1 is an elevation, partly in section, of a transformer constructed in accordance with the invention.
Fig. 2 is a connection diagram
In these figures, the same reference numbers designate the corresponding members.
The cascade transformer shown in the drawing comprises three elements each comprising a magnetic core 10 and a high voltage winding 11. These elements are housed in a vertical envelope formed by metal sections 12 and insulating sections 13 alternating.
The lower section 12 includes the first transformer element and is preferably connected to earth at 14. Each of the other elements is housed in a metal casing and placed on supports 15. The metal sections 12 and the Insulating sections 13 are secured therein. 'to each other by flanges 16, so as to constitute a vertical cylinder with tight seals, The whole is filled with an insulating liquid 17, the upper level of which is located inside a metal cap 18 fixed on the last insulating section 13, a free space 19 has been provided which allows the expansion and contraction of the liquid as a result of temperature variations.
The high voltage windings 11 are connected in series by conductors 20 between the high voltage terminal 21 and ground 14, the high voltage terminal 21 being attached to the cap 18. The adjacent elements of the transformer are coupled to each other by a circuit comprising a winding 22 on each core as indicated in Fig.2, so as to maintain a uniform distribution of the voltage between the elements during operation.
Only one coupling winding is needed in the transformer placed at the top and for the one placed at the bottom, the other winding 22 of the lower transformer is connected to the terminals 23 and acts as secondary to supply the current to a local low voltage circuit.
The magnetic cores 10 of the transformers are placed horizontally in the respective sections 12, so that the insulating liquid 17 can circulate by convection in the apertures of the cores, when these heat up. After the liquid has reached the expansion vessel 18, it descends along the inner surface of the casing where it cools;
<Desc / Clms Page number 3>
after reaching the lower section 12 the movement continues.
There is provided an insulating cylinder or screen 24 disposed above each element and spaced from the wall so as to separate the ascending and descending circuits of the liquid, as shown in dotted lines in FIG. 1, These screens make it possible to increase the speed liquid and therefore cooling. The insulating sections 13 must be long enough to provide isolation between the elements and between the top transformer and the expansion vessel 18, and wide enough to have the necessary mechanical rigidity and to provide the connections between elements and between the tank. last element and terminal 21;
they finally know how to allow the easy circulation of the liquid in their senses,
These insulating sections 13 can have a much smaller diameter than that of transformers, as shown in fig.l. On the other hand, the metal sections 12 have a slightly larger diameter so as to allow the downward current to flow freely.
A particularly advantageous characteristic of the invention consists in placing the insulating sections 13 between the transformers, which makes it possible to give them a much smaller diameter than that of the transformers. The insulating envelopes 13 are preferably made of porcelain; but as this material is very expensive, the study of these insulating elements is extremely important and the reduced dimensions which have been assigned to them constitute an obvious advantage. The metal envelopes 12 are in direct contact with the downward current of the Insulating liquid 17, and they must be very good conductors of heat, so as to ensure the best possible cooling.
The magnetic frames 10 are connected to the high voltage circuit, as seen in Fig. 2, and the metal parts 12 are connected to the magnetic cores 10 by the supports 15, so that each magnetic frame 10 and the metal casing are at the potential of the corresponding element of the high voltage circuit.
In the event that violent overvoltages resulting from atmospheric discharges or too fast switching operations are applied to the high voltage terminal 21, the overvoltage is concentrated in a small part of the high voltage circuit, the one closest to the terminal at high voltage, It is however well known that the initial distribution of a
<Desc / Clms Page number 4>
- Sudden voltage can be leveled in the high voltage circuit, by increasing the series capacitances between the two ends of the circuit.
The metal sections 12 which greatly exceed the dimensions of the transformers and which are connected to the adjacent elements of the high voltage circuit, significantly increase the capacity in series between the high voltage terminal 21 and the ground 14, which results in a better distribution of the overvoltages. abruptly applied to terminal 21.
Although only one embodiment of the invention has been shown and described, it is obvious that one does not wish to be limited to this particular form, given simply by way of example and without any restrictive character and that therefore all the variants having the same principle and the same object as the arrangements indicated above, would also come within the scope of the invention.