EA001716B1

EA001716B1 - Winding in transformer or inductor

Info

Publication number: EA001716B1
Application number: EA199900713A
Authority: EA
Inventors: Петер Карстенсен; Альберт Якстс; Матс Леийон; Ли Минг; Ронгсхенг Лиу; Кристиан Зассе
Original assignee: Абб Аб
Priority date: 1997-02-03
Filing date: 1998-02-02
Publication date: 2001-08-27
Also published as: SE9704454L; EP1016101A1; NO993734L; EA199900713A1; PL334876A1; UA46890C2; SE9704454D0; JP2001509956A; AP9901608A0; AU726018B2; EE9900287A; NZ336521A; CZ269999A3; KR20000070659A; IS5115A; SE510451C2; BR9807149A; AP1051A; CU22673A3; NO993734D0

Abstract

1. A power transformer or inductor in a power generation, transmission or distribution system comprising at least one winding (31, 41), characterized in that the winding at least partly is made up by a flexible conductor having electric field containing means (38, 48) and that the cross section area of said flexible conductor varies along at least a part of the length of said flexible conductor. 2. A power transformer or inductor according to claim 1, characterized in that the flexible conductor is made up by a cable (38, 48) comprising a conductor (24), a first layer (25) having semiconducting properties, a solid insulation layer (26) provided around said first layer and a second layer (27) having semiconducting properties provided around said solid insulating layer. 3. A power transformer or inductor according to claim 1 or 2, characterized in that said cross section area of the flexible conductor or cable (50c; 50d) varies continuously along at least a part of the length of said flexible conductor or cable. 4. A power transformer or inductor according to claim 1 or 2, characterized in that said cross section area of the flexible conductor or cable (50a, 50b) varies step-wise along at least a part of the length of said flexible conductor or cable. 5. A power transformer or inductor according to any of claims 1-4, characterized in that the electric stress in the flexible conductor or cable (38, 48) is in principal constant throughout the length of said flexible conductor or cable. 6. A power transformer according to any of claims 1-5, characterized in that the power transformer comprises three phases which are Y connected. 7. A power transformer according to any of claims 1-5, characterized in that the power transformer comprises three phases which are Δ connected. 8. A power transformer or inductor according to any of the claims 1-6, characterized in that one end of at least one winding is at ground potential.

Description

Настоящее изобретение касается силовых трансформаторов или индукторов в системе генерации, передачи или распределения энергии диапазоном номинальной мощности от нескольких сотен кВА до более чем 1000 МВА и с диапазоном номинального напряжения от 3-4 кВ и выше до очень высоких напряжений передачи, от 400 кВ до 800 кВ или выше. Более конкретно, изобретение касается обмотки силовых трансформаторов или индукторов.The present invention relates to power transformers or inductors in a power generation, transmission or distribution system with a rated power range from several hundred kVA to more than 1000 MVA and with a rated voltage range from 3-4 kV and above to very high transmission voltages, from 400 kV to 800 kV or higher. More specifically, the invention relates to a winding of power transformers or inductors.

Уровень техникиThe level of technology

В конструкции силового трансформатора/индуктора важной характеристикой является коэффициент заполнения обмотки, то есть соотношение между объемом, занимаемым проводником обмотки, и общим объемом обмотки. Обмотки с высоким коэффициентом заполнения предпочтительны, поскольку они обеспечивают компактность конструкции и низкий поток рассеяния.In the design of a power transformer / inductor, an important characteristic is the filling factor of the winding, that is, the ratio between the volume occupied by the winding conductor and the total volume of the winding. High fill factor windings are preferred because they provide a compact construction and low dispersion flow.

Задачей настоящего изобретения является создание силового трансформатора или индуктора, содержащего гибкий проводник, имеющий средство удержания электрического поля, а также внутреннее средство выравнивания электрического поля, который представляет собой технически эффективную конструкцию и обеспечивает высокий коэффициент заполнения. Возможность осуществления изобретения обеспечивается использованием указанного гибкого проводника, по меньшей мере, в части обмотки или обмоток силового трансформатора/индуктора.The present invention is the creation of a power transformer or inductor containing a flexible conductor having a means of holding the electric field, as well as internal means of leveling the electric field, which is a technically efficient design and provides a high fill factor. The possibility of carrying out the invention is provided by using the specified flexible conductor, at least in part of the winding or the windings of the power transformer / inductor.

Примером гибкого проводника, имеющего средство удержания электрического поля, является гибкий кабель ХЬРЕ-типа, используемый для распределения энергии. Такой кабель содержит проводящий сердечник, первый полупроводящий слой, обеспеченный вокруг указанного проводящего сердечника, твердый изоляционный слой, обеспеченный вокруг указанного первого полупроводящего слоя и второй полупроводящий слой, обеспеченный вокруг указанного изоляционного слоя. При условии заземления второго полупроводящего слоя, кабель способен удерживать внутри себя электрическое поле, возникающее от тока в проводящем сердечнике. Электростатическое напряжение таким образом поглощается в твердой изоляции кабеля, и с наружной стороны второго полупроводящего слоя электрического поля фактически нет. В ХЬРЕ-кабеле различные слои плотно прилегают друг к другу. Также твердый изоляционный слой и полупроводящие слои изготовлены из материалов, имеющих почти одинаковый коэффициент расширения. Поэтому кабель может подвергаться воздействию механических и термических напряжений без отделения слоев друг от друга и образования полостей между слоями. Это важный признак, поскольку в по лостях будут появляться частичные разряды, если напряжение электрического поля превысит диэлектрическую плотность газа в полости. Особенно важно, чтобы первый полупроводящий слой и твердый изоляционный слой плотно прилегали друг к другу, поскольку эта часть кабеля находится под наибольшим напряжением электрического поля. Расщепление в этой области будет приводить к поступлению воздуха в участок между слоями и, таким образом, приведет к частичным разрядам. Кабель подобного типа описан в РСТ-заявках АО-97/45847 и АО-97/45921.An example of a flexible conductor having a means of holding an electric field is a CHEPA-type flexible cable used for energy distribution. Such a cable comprises a conductive core, a first semiconducting layer provided around said conductive core, a solid insulating layer provided around said first semiconducting layer, and a second semiconductive layer provided around said insulating layer. Provided the grounding of the second semiconducting layer, the cable is able to hold inside the electric field arising from the current in the conductive core. The electrostatic voltage is thus absorbed in solid cable insulation, and there is virtually no electric field on the outside of the second semiconducting layer. In the CHIRE cable, the various layers fit snugly together. Also, the solid insulation layer and the semiconducting layers are made of materials having almost the same coefficient of expansion. Therefore, the cable can be subjected to mechanical and thermal stresses without separating the layers from each other and the formation of cavities between the layers. This is an important feature, since partial discharges will appear in the cavities if the electric field voltage exceeds the dielectric density of the gas in the cavity. It is especially important that the first semiconducting layer and the solid insulating layer fit snugly together, since this part of the cable is under the greatest voltage of the electric field. Splitting in this area will cause air to flow into the area between the layers and thus lead to partial discharges. This type of cable is described in PCT applications AO-97/45847 and AO-97/45921.

Известно, что напряжение в силовом трансформаторе или индукторе неравномерно распределяется по виткам обмотки. Например, в однофазном силовом трансформаторе или индукторе, где обмотка заземлена одним концом, а другим концом соединена с линейным выводом, часть обмотки, соединенная с землей, будет иметь близкий к нулю электрический потенциал. С другой стороны, часть обмотки, соединенная с линейным выводом, будет иметь максимальный электрический потенциал, близкий к фазному напряжению. Поэтому подключенная к линии сторона обмотки подвергается более высокой нагрузке изоляции, чем заземленная сторона. Для предотвращения пробоев между обмоткой и деталями, близкими к ней, например, сердечником или оболочкой трансформатора/индуктора, на подключенной к линии стороне требуется лучшая электрическая изоляция, чем на заземленной стороне. Таким образом, требуемая электрическая изоляция изменяется по длине обмотки. Для трехфазных систем существует два основных способа соединения обмоток фаз: соединение звездой (Υ) и соединение треугольником (Δ). Соединения звездой или треугольником могут быть произвольно выбраны для стороны с высоким напряжением и стороны с низким напряжением. При соединении звездой обмоточные концы каждой фазы с одной стороны соединены вместе, образуя нейтраль. Если нейтраль заземлена, часть обмотки, соединенная с ней, будет иметь электрический потенциал, близкий к нулю, а часть обмоток, соединенная с линейным выводом, будет иметь максимальный электрический потенциал, близкий к Иь/Тз, где и_ъ - линейное напряжение. Ситуация, таким образом, подобна вышеупомянутой однофазной схеме, в которой требуемая электрическая изоляция изменяется по длине обмотки. В случае схем с соединением треугольником, обмотки всех фаз образуют замкнутый контур-треугольник, а терминалы линии соединены так, что образуют три угла треугольника. Если схема симметрична, электрический потенциал в середине каждой обмотки будет близок к нулю. С другой стороны, максимальный электрический потенциал на конце каждой обмотки будет равен и_ъ/2. Нагрузка изоляции также будет изменяться по длине обмоток, как и требуемая электрическая изоляция.It is known that the voltage in the power transformer or inductor is unevenly distributed over the turns of the winding. For example, in a single-phase power transformer or inductor, where the winding is grounded at one end and the other end connected to the line terminal, the winding portion connected to ground will have an electrical potential close to zero. On the other hand, the part of the winding connected to the linear output will have a maximum electrical potential close to the phase voltage. Therefore, the side of the winding connected to the line is subjected to a higher insulation load than the grounded side. To prevent breakdowns between the winding and parts close to it, for example, the core or shell of a transformer / inductor, a better electrical insulation is required on the side connected to the line than on the grounded side. Thus, the required electrical insulation varies along the length of the winding. For three-phase systems, there are two main ways to connect the windings of the phases: a star connection (Υ) and a delta connection (Δ). Star or delta connections can be arbitrarily selected for the high voltage side and the low voltage side. When connected by a star, the winding ends of each phase are connected together on one side, forming a neutral. If the neutral is grounded, the part of the winding connected to it will have an electric potential close to zero, and the part of the windings connected to the linear output will have a maximum electric potential close to I / T, where _b is the linear voltage. The situation is thus similar to the aforementioned single-phase scheme, in which the required electrical insulation varies along the length of the winding. In the case of triangle-connected circuits, the windings of all phases form a closed-loop triangle, and the terminals of the line are connected so that they form the three corners of the triangle. If the circuit is symmetrical, the electric potential in the middle of each winding will be close to zero. On the other hand, the maximum electric potential at the end of each winding will be equal to _ъ / 2. The insulation load will also vary along the length of the windings, as will the required electrical insulation.

В силовом трансформаторе или индукторе, где, по меньшей мере, часть обмотки образована кабелем, можно выбрать толщину изоляции кабеля по фактической нагрузке изоляции по длине обмоток. При использовании подобного сужающегося гибкого проводника в обмотках получают несколько преимуществ. Коэффициент заполнения каждой обмотки может быть увеличен, поскольку ненужную изоляцию кабеля можно удалить. Поэтому для данной расчетной мощности можно сделать обмотку меньше и, таким образом, весь трансформатор/индуктор будет меньше и дешевле.In a power transformer or inductor, where at least part of the winding is formed by a cable, you can choose the thickness of the insulation of the cable according to the actual insulation load along the length of the windings. When using such a narrowing flexible conductor in the windings, there are several advantages. The fill factor of each winding can be increased, since unnecessary cable insulation can be removed. Therefore, for a given rated power, the winding can be made smaller and, thus, the entire transformer / inductor will be smaller and cheaper.

Уменьшение толщины обмотки и, таким образом, уменьшение расстояния между проводником и сердечником также приводит к уменьшению потерь потока и, таким образом, к уменьшению импеданса трансформатора/индуктора. Альтернативно, при поддержании коэффициента заполнения неизменным, охлаждение будет более эффективным, поскольку охлаждающая среда будет свободнее циркулировать в трансформаторе/индукторе при уменьшении изоляции кабеля. Поскольку в конструкции силового трансформатора/индуктора охлаждение часто является ограничивающим фактором, расчетная мощность трансформатора/индуктора данного размера может быть увеличена.Reducing the thickness of the winding and, thus, reducing the distance between the conductor and the core also leads to a reduction in the flow loss and, thus, to a decrease in the impedance of the transformer / inductor. Alternatively, while maintaining the fill factor unchanged, the cooling will be more efficient since the cooling medium will circulate more freely in the transformer / inductor while reducing the cable insulation. Since cooling is often a limiting factor in the design of a power transformer / inductor, the calculated power of a transformer / inductor of a given size can be increased.

В идеале толщина изоляционного слоя кабеля должна быть такой, чтобы электростатическое напряжение в кабеле, по существу, было одинаковым на каждом витке всей обмотки. Это требует, чтобы площадь поперечного сечения изоляционного слоя изменялась по длине кабеля. Площадь поперечного сечения может меняться непрерывно или ступенчато, при одной или более ступенях. Кабель со ступенчатым изменением площади поперечного сечения изоляции может быть изготовлен из соединенных вместе частей кабеля с различными, но постоянными площадями поперечного сечения изоляции. Поперечное сечение изоляции может уменьшаться по длине кабеля, при этом кабель имеет наименьшее поперечное сечение изоляции на конце обмотки. Альтернативно, кабель может иметь наименьшее поперечное сечение изоляции в середине обмотки, что удобно для обмоток треугольником, либо в любом другом положении, в соответствии с изменением нагрузки изоляции вдоль обмотки.Ideally, the thickness of the insulating layer of the cable should be such that the electrostatic voltage in the cable is essentially the same for each turn of the entire winding. This requires that the cross-sectional area of the insulating layer varies along the length of the cable. The cross-sectional area may vary continuously or in steps, with one or more steps. A cable with a stepwise change in the cross-sectional area of the insulation can be made of connected together cable parts with different but constant cross-sectional areas of the insulation. The cross-section of the insulation may decrease along the length of the cable, while the cable has the smallest cross-section of the insulation at the end of the winding. Alternatively, the cable may have the smallest insulation cross-section in the middle of the winding, which is convenient for triangle windings, or in any other position, according to the change in insulation load along the winding.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Далее приводится подробное описание различных предпочтительных вариантов выполнения изобретения со ссылкой на сопровождающие чертежи, на которых фиг. 1 - упрощенный вид, показывающий распределение электрического поля вокруг обмотки традиционного силового трансформатора или индуктора;The following is a detailed description of various preferred embodiments of the invention with reference to the accompanying drawings, in which FIG. 1 is a simplified view showing the distribution of the electric field around the windings of a traditional power transformer or inductor;

фиг. 2 - упрощенный вид, показывающий распределение электрического поля вокруг обмотки силового трансформатора или индуктора типа, описанного в РСТ-заявках ЭДО-97/45847 и ЭДО-97/45921;FIG. 2 is a simplified view showing the distribution of the electric field around the winding of a power transformer or inductor of the type described in PCT applications EDO-97/45847 and EDO-97/45921;

фиг. 3 - упрощенный вид, показывающий распределение электрического поля вокруг обмотки силового трансформатора или индуктора согласно первому предпочтительному варианту выполнения изобретения;FIG. 3 is a simplified view showing the distribution of an electric field around a winding of a power transformer or inductor according to a first preferred embodiment of the invention;

фиг. 4 - упрощенный вид, показывающий распределение электрического поля вокруг обмотки силового трансформатора или индуктора согласно второму предпочтительному варианту выполнения изобретения;FIG. 4 is a simplified view showing the distribution of an electric field around a winding of a power transformer or inductor according to a second preferred embodiment of the invention;

фиг. 5 - упрощенный вид сбоку, показывающий два примера ступенчато сужающихся кабелей и два примера непрерывно сужающихся кабелей, используемых в обмотках силового трансформатора или индуктора по изобретению.FIG. 5 is a simplified side view showing two examples of stepped tapered cables and two examples of continuously tapered cables used in the windings of a power transformer or inductor according to the invention.

Подробное описание изобретенияDetailed Description of the Invention

На фиг. 1-3 представлены упрощеннные и схематические виды. Эти фигуры могут представлять индуктор, с сердечником или без него, а также силовой трансформатор. Для простоты, на каждой фигуре показана только одна обмотка. Также для простоты, на фигурах показаны обмотки только с одним слоем и только из четырех витков, однако нижеследующие рассуждения справедливы по отношению к обмоткам с многочисленными слоями и множеством витков.FIG. 1-3 presents simplified and schematic views. These figures can represent an inductor, with or without a core, and a power transformer. For simplicity, only one winding is shown on each figure. Also, for simplicity, the figures show windings with only one layer and only of four turns, however, the following reasoning is true for windings with numerous layers and many turns.

На фиг. 1 показан упрощенный вид распределения электрического поля вокруг обмотки традиционного силового трансформатора или индуктора с обмоткой 11 и сердечником 12. Вокруг каждого витка обмотки 11 существуют эквипотенциальные линии 13, то есть линии, показывающие, где величина электрического поля постоянна. Принято, что нижняя часть обмотки заземлена, а верхняя часть обмотки соединена с линейным выводом. Распределение потенциала определяет структуру изоляционного слоя, поскольку необходимо обеспечить достаточную изоляцию как между соседними витками обмотки, так и между витками обмотки и заземленными деталями, окружающими обмотку. Эквипотенциальные линии 13 на чертеже показывают, что верхняя часть обмотки подвергается более высокой нагрузке изоляции.FIG. 1 shows a simplified view of the distribution of the electric field around the winding of a traditional power transformer or inductor with winding 11 and core 12. Equipotential lines 13 exist around each turn of winding 11, that is, lines showing where the magnitude of the electric field is constant. It is assumed that the lower part of the winding is grounded, and the upper part of the winding is connected to the linear output. The potential distribution determines the structure of the insulating layer, since it is necessary to ensure sufficient insulation both between adjacent windings and between windings and grounded parts surrounding the winding. Equipotential lines 13 in the drawing show that the upper part of the winding is subjected to a higher isolation load.

На фиг. 2 показан упрощенный вид распределения электрического поля вокруг обмотки силового трансформатора или индуктора, описанного в РСТ-заявках ЭДО-97/45847 и ЭДО97/45921. Обмотка 21 образована кабелем 28, намотанным вокруг сердечника 22. В кабеле 28 показаны эквипотенциальные линии 23. Кабель 28 содержит проводящий сердечник 24, окруженный первым полупроводящим слоем 25, твердым изоляционным слоем 26 равномерной толщины и вторым полупроводящим слоем 27. Второй полупроводящий слой 27 заземлен.FIG. 2 shows a simplified view of the distribution of the electric field around the winding of a power transformer or inductor described in the PCT applications EDO-97/45847 and EDO97 / 45921. Winding 21 is formed by a cable 28 wound around core 22. Cable 28 shows equipotential lines 23. Cable 28 contains a conductive core 24 surrounded by a first semiconducting layer 25, a solid insulating layer 26 of uniform thickness and a second semiconducting layer 27. The second semiconducting layer 27 is grounded.

Принято, что нижняя часть обмотки заземлена, а верхняя часть обмотки соединена с линейным выводом. Электрическое поле, возникающее от тока в проводящем сердечнике, заключено в кабеле 28 посредством полупроводящего слоя 27 и с наружной стороны кабеля 28 электрического поля нет. Верхняя часть обмотки подвергается более высокой нагрузке изоляции и электростатическое напряжение, поглощаемое внутри изоляционного слоя кабеля, в верхней части обмотки больше, чем напряжение, поглощаемое в нижней части. На фигуре это отображено посредством интервалов между эквипотенциальными линиями 23 в кабеле, которые больше в верхней части по сравнению с нижней частью обмотки. Размеры изоляционного слоя в кабеле заданы таким образом, чтобы выдерживать наибольшее электростатическое напряжение в обмотке, то есть напряжение в верхней части обмотки. Это означает, что нет необходимости в использовании толстого изоляционного слоя в нижней части обмотки.It is assumed that the lower part of the winding is grounded, and the upper part of the winding is connected to the linear output. The electric field arising from the current in the conductive core is enclosed in the cable 28 by the semiconducting layer 27 and there is no electric field on the outside of the cable 28. The upper part of the winding is subjected to a higher insulation load and the electrostatic voltage absorbed inside the insulating layer of the cable in the upper part of the winding is greater than the voltage absorbed at the bottom. In the figure, this is represented by the intervals between the equipotential lines 23 in the cable, which are larger in the upper part compared to the lower part of the winding. The dimensions of the insulating layer in the cable are set in such a way as to withstand the greatest electrostatic voltage in the winding, that is, the voltage in the upper part of the winding. This means that it is not necessary to use a thick insulation layer at the bottom of the winding.

По изобретению эффективная конструкция силового трансформатора или индуктора, содержащего кабель, получена посредством выбора толщины изоляции кабеля по фактической нагрузке изоляции по длине обмотки. Для примера обратимся к фиг. 2, таким образом, можно уменьшить толщину изоляционного слоя кабеля в нижней части обмотки 21 кабеля. Это достигнуто посредством использования сужающегося кабеля, в котором поперечное сечение изоляционного слоя уменьшается по направлению к заземленной стороне, то есть к нижней части обмотки. В идеале, толщина изоляции должна быть такой, чтобы электростатическое напряжение в кабеле, по существу, было одинаковым по всей длине обмотки. Распределение электрического поля вокруг такой обмотки кабеля показано на фиг. 3, где изображен упрощенный вид первого предпочтительного варианта выполнения изобретения. Согласно чертежу кабель 38 намотан вокруг сердечника 32, образуя обмотку 31. В кабеле 38 показаны эквипотенциальные линии 33. Как и на фиг. 2 принято, что нижняя часть обмотки заземлена, а верхняя часть соединена с линейным выводом. Площадь поперечного сечения изоляционного слоя кабеля в обмотке изменяется непрерывно таким образом, что электростатическое напряжение в кабеле, по существу, постоянно по всей обмотке, как показывают эквипотенциальные линии 33. По сравнению с силовым трансформатором/индуктором, показанным на фиг. 2, охлаждение будет более эффективным, поскольку охлаждающая среда будет свободнее циркулировать в трансформаторе/индукторе при уменьшении изоляции.According to the invention, an effective design of a power transformer or inductor containing a cable is obtained by choosing the thickness of the insulation of the cable according to the actual insulation load along the winding length. For example, refer to FIG. 2, thus, it is possible to reduce the thickness of the insulation layer of the cable in the lower part of the cable winding 21. This is achieved through the use of a tapered cable, in which the cross-section of the insulating layer decreases towards the grounded side, that is, towards the bottom of the winding. Ideally, the insulation thickness should be such that the electrostatic voltage in the cable is essentially the same over the entire length of the winding. The distribution of the electric field around such a cable winding is shown in FIG. 3, which shows a simplified view of a first preferred embodiment of the invention. According to the drawing, the cable 38 is wound around the core 32, forming a winding 31. The cable 38 shows the equipotential lines 33. As in FIG. 2, it is assumed that the lower part of the winding is grounded, and the upper part is connected to the line terminal. The cross-sectional area of the insulation layer of the cable in the winding varies continuously so that the electrostatic voltage in the cable is essentially constant throughout the winding, as shown by the equipotential lines 33. Compared to the power transformer / inductor shown in FIG. 2, the cooling will be more efficient since the cooling medium will circulate more freely in the transformer / inductor as the insulation decreases.

На фиг. 4 показан упрощенный вид силового трансформатора/индуктора, согласно второму предпочтительному варианту выполнения изобретения. Аналогично фиг. 2 и фиг. 3, кабель 48 намотан вокруг сердечника, образуя обмоткуFIG. 4 shows a simplified view of a power transformer / inductor according to a second preferred embodiment of the invention. Similarly to FIG. 2 and FIG. 3, cable 48 is wound around the core, forming a winding

41. В кабеле 48 показаны эквипотенциальные линии 43. Опять же, принято, что нижняя часть обмотки заземлена, а верхняя часть соединена с линейным терминалом. На фиг. 4 витки сужающегося кабеля размещены последовательно друг над другом. По сравнению с обмотками на фиг. 2 и 3, коэффициент заполнения обмотки, таким образом, увеличивается, и силовой трансформатор/индуктор может быть меньше и, таким образом, дешевле.41. Cable 48 shows equipotential lines 43. Again, it is assumed that the lower part of the winding is grounded, and the upper part is connected to the line terminal. FIG. 4 turns of the tapered cable are placed sequentially above each other. Compared to the windings in FIG. 2 and 3, the fill factor of the winding is thus increased, and the power transformer / inductor may be smaller and, thus, cheaper.

Вместо кабеля с непрерывно изменяющейся площадью поперечного сечения изоляции в обмотке, можно использовать кабель со ступенчато изменяющейся площадью поперечного сечения изоляции. Такой кабель можно получить путем соединения вместе частей кабеля с различными, но постоянными площадями поперечного сечения. На фиг. 5 показаны четыре кабеля: 50а, 50Ь, 50с и 506, которые можно использовать в силовом трансформаторе/индукторе. Кабели 50а и 50Ь выполнены из трех частей кабеля: 51а, 52а, 53а и 51Ь, 52Ь, 53Ь соответственно. В местах соединений 54а, 55а и 54Ь, 55Ь, соответственно, соединены проводящий сердечник 56а, соответственно, 56Ь, первый полупроводящий слой (не показан) и второй полупроводящий слой (не показан) соседних частей кабеля. Каждый из кабелей 50с и 506 выполнен из одной части кабеля, площадь поперечного сечения изоляции которого непрерывно изменяется по длине кабеля. В кабеле 50а и 50с площадь поперечного сечения изоляции увеличивается по длине кабеля. Такой кабель удобен для силового трансформатора/индуктора, в котором нагрузка изоляции непрерывно увеличивается вдоль обмотки, как например в случае трехфазного трансформатора с соединением звездой, где нейтраль заземлена. В кабеле 50Ь и 506 наименьшая площадь поперечного сечения изоляции находится в середине. Такой кабель удобен в трехфазном трансформаторе с соединением треугольником, где наименьшие нагрузки изоляции приходятся на середину обмоток. Количество частей кабеля в кабелях 50а и 50Ь не должно ограничиваться тремя. При использовании большого количества частей кабеля с разными длинами и площадями поперечного сечения можно изготовить кабель с площадью поперечного сечения изоляции, меняющейся более или менее непрерывно.Instead of a cable with a continuously varying cross-sectional area of the insulation in the winding, you can use a cable with a stepwise changing cross-sectional area of the insulation. Such a cable can be obtained by connecting together cable parts with different but constant cross-sectional areas. FIG. 5 shows four cables: 50a, 50b, 50c and 506, which can be used in a power transformer / inductor. Cables 50a and 50b are made of three cable parts: 51a, 52a, 53a and 51b, 52b, 53b respectively. At junction points 54a, 55a and 54b, 55b, respectively, the conductive core 56a, respectively, 56b, the first semiconducting layer (not shown) and the second semiconducting layer (not shown) of the adjacent cable parts are connected. Each of the cables 50c and 506 is made of one part of the cable, the cross-sectional area of the insulation of which varies continuously along the length of the cable. In cable 50a and 50c, the cross-sectional area of the insulation increases along the length of the cable. Such a cable is convenient for a power transformer / inductor in which the insulation load continuously increases along the winding, as for example in the case of a three-phase transformer with a star connection where the neutral is grounded. In the cable 50b and 506, the smallest cross-sectional area of the insulation is in the middle. This cable is convenient in a three-phase transformer with a triangle connection, where the lowest insulation load falls in the middle of the windings. The number of cable parts in cables 50a and 50b should not be limited to three. When using a large number of cable parts with different lengths and cross-sectional areas, it is possible to manufacture a cable with insulation cross-sectional area varying more or less continuously.

Конструкция обмотки, описанная выше, показывает, как использовать сужающийся кабель для обмотки, чтобы выполнить силовой трансформатор или индуктор по изобретению. Очевидно, однако, что можно использовать сужающийся кабель для одно- или многофазных трансформаторов, с одной или многими обмотками, а также индукторов, с сердечниками или без них, содержащих одну или множество обмоток без выхода за рамки изобретения. Также очевидно, что в рамках изобретения можно использовать сужающийся кабель для силового трансформатора/индуктора, где только часть обмотки состоит из кабеля.The winding design described above shows how to use a tapered cable for winding to make a power transformer or inductor according to the invention. Obviously, however, it is possible to use a tapered cable for single or multiphase transformers, with one or many windings, as well as inductors, with or without cores, containing one or many windings without departing from the scope of the invention. It is also obvious that in the framework of the invention it is possible to use a tapered cable for a power transformer / inductor, where only a part of the winding consists of a cable.

Claims

1. A power transformer or inductor in an energy generation, transmission or distribution system comprising at least one winding (31, 41), characterized in that the winding is at least partially formed by a flexible conductor having means for holding the electric field ( 38, 48), wherein the cross-sectional area of said flexible conductor varies along at least a portion of the length of said flexible conductor.

2. A power transformer or inductor according to claim 1, characterized in that the flexible conductor is formed by a cable (38, 48) containing a conductor (24), a first layer (25) with semiconducting properties, a solid insulating layer (26) provided around said a first layer and a second layer (27) with semiconducting properties provided around said solid insulating layer.

3. Power transformer or inductor according to claim 1 or 2, characterized in that the specified

FIG. 1, the cross-sectional area of a flexible conductor or cable (50c, 506) continuously varies along at least a portion of the length of said flexible conductor or cable.

4. The power transformer or inductor according to claim 1 or 2, characterized in that the indicated cross-sectional area of the flexible conductor or cable (50c, 506) changes stepwise along at least a portion of the length of said flexible conductor or cable.

5. A power transformer or inductor according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the electrostatic voltage in the flexible conductor or cable (38, 48) is substantially constant along the entire length of said flexible conductor or cable.

6. Power transformer according to any one of claims 1 to 5, characterized in that it contains three phases connected by a star.

7. Power transformer according to any one of claims 1 to 5, characterized in that it contains three phases connected by a triangle.

8. A power transformer according to any one of claims 1 to 6, characterized in that one end of at least one winding is grounded.