Трансформатор / реактор постоянного тока

1 Область техники Настоящее изобретение относится к трансформатору/реактору постоянного тока,выполненному согласно ограничительной части п.1 формулы изобретения. Трансформаторы/реакторы постоянного тока имеют номинальную мощность в пределах от нескольких сотен кВА до 1000 МВА и выше при номинальном напряжении от 3-4 кВ до очень высоких напряжений линий передачи, порядка 1 MB. Уровень техники Для описания трансформатора/реактора постоянного тока, выполненного согласно изобретению, будет приведено описание обычного силового трансформатора. Можно сослаться, например, на следующую известную литературу: "The JР Transformer Book, A Practical Technology of the PowerTransformer, by A.C. Franklin and D.P. Franklin,published by Butterworths, edition 11, 1990". Что касается внутренней электрической изоляции обмоток, и т.п., то можно упомянуть следующее: "Transformerboard, Die VerwendungAG, CH8640 Rapperswil". Последняя публикация принадлежит швейцарскому изготовителю изоляции и является базовой для любого изготовителя трансформаторов. С общей точки зрения, основной задачей силового трансформатора является обеспечение обмена электрической энергией между двумя или более электрическими системами, обычно с различными напряжениями и одинаковой частотой. Обычный силовой трансформатор содержит трансформаторный сердечник, в дальнейшем называемый просто сердечником, который часто выполнен из ориентированных пластин,обычно из кремнистого чугуна. Сердечник содержит множество стержней сердечника, соединенных посредством поперечин, которые совместно образуют одно или большее количество окон сердечника. Трансформаторы с таким сердечником часто называют стержневыми трансформаторами. Вокруг стержней сердечника имеется множество обмоток, которые обычно называют первичными, вторичными и управляющими обмотками. В силовых трансформаторах эти обмотки фактически всегда намотаны концентрически вокруг наружного магнитопровода и распределены по его длине. Как правило,трансформатор с сердечником имеет круглые катушки и уменьшенное сечение стержней для максимального использования пространства окна. Кроме стержневых трансформаторов существуют трансформаторы броневого типа. Часто они имеют прямоугольные катушки и прямоугольное сечение магнитопровода. 2 Известные силовые трансформаторы, работающие в нижней части вышеупомянутого диапазона мощностей, иногда имеют воздушное охлаждение, для рассеивания неизбежных вносимых потерь. Для защиты от прикосновений, а иногда для уменьшения внешнего магнитного поля трансформатора, внешний кожух часто снабжают вентиляционными отверстиями. Однако большинство обычных силовых трансформаторов имеет масляное охлаждение. Одной из причин этого является то, что масло дополнительно выполняет очень важную функцию изолирующей среды. Поэтому силовой трансформатор с масляным охлаждением и масляной изоляцией окружен внешним резервуаром, к которому, как будет ясно из дальнейшего описания, предъявляются очень высокие требования. Обычно имеются средства водяного охлаждения катушек. Следующая часть описания главным образом относится к силовым трансформаторам с масляным заполнением. Обмотки трансформатора выполняют из одной или нескольких соединенных последовательно катушек, состоящих из соединенных последовательно витков. Кроме того, в катушках имеется специальное устройство для переключения выводов катушек. Такое устройство может быть предназначено для переключения при помощи винтовых соединений или чаще всего при помощи переключателя, который находится вблизи резервуара. Если переключение может производиться, когда трансформатор находится под напряжением, переключатель называют переключателем отводов обмоток под нагрузкой, в противном случае его называют переключателем отводов обмоток без нагрузки. В силовых трансформаторах с масляным охлаждением и масляной изоляцией, работающих в верхнем диапазоне мощностей, прерывающие элементы переключателей отводов обмоток под нагрузкой помещены в специальные заполненные маслом контейнеры, непосредственно связанные с трансформаторным резервуаром. Прерывающими элементами управляют чисто механически посредством вращающегося вала, приводимого в действие двигателем, так,чтобы осуществить быстрое перемещение во время переключения, когда контакты размыкаются, и более медленное перемещение, когда контакты должны быть замкнуты. Однако такие переключатели обмоток под нагрузкой установлены фактически в трансформаторном резервуаре. Во время их работы происходит образование электрической дуги и искр. Это приводит к порче масла в контейнерах. Для уменьшения образования дуговых разрядов и, следовательно,нагара, а также для меньшего износа контактов,переключатели отводов обмоток под нагрузкой обычно соединены с более высоковольтной стороной трансформатора. Это связано с тем, что 3 при установке переключателя обмоток под нагрузкой с высоковольтной стороны трансформатора токи, которые требуется прервать, меньше,чем при установке переключателя обмоток под нагрузкой на низковольтной стороне. Статистика отказов для известных силовых трансформаторов с масляным заполнением показывает, что причиной этих отказов часто являются именно переключатели обмоток под нагрузкой. В силовых трансформаторах с масляным охлаждением и масляной изоляцией, работающих в диапазоне меньших мощностей, переключатели обмоток под нагрузкой и их прерывающие элементы установлены внутри резервуара. Это означает, что вышеупомянутые проблемы, связанные с порчей масла из-за дуговых разрядов в процессе работы и т.д., влияют на всю масляную систему. С точки зрения приложенного или индуцированного напряжения можно сказать, что в широком смысле напряжение, которое постоянно имеется на обмотке, распределено равномерно по всем виткам обмотки, то есть на каждом витке напряжение одинаково. Однако с точки зрения электрического потенциала ситуация совершенно другая. Один конец обмотки обычно соединен с землей. Это означает, что электрический потенциал в каждом витке линейно возрастает фактически от нуля в витке, ближайшем к потенциалу земли,до потенциала, соответствующего приложенному напряжению, в витках, которые находятся на другом конце обмотки. Это распределение потенциала определяет конструкцию системы изоляции, так как необходимо иметь достаточную изоляцию как между соседними витками обмотки, так и между каждым витком и землей. Витки в отдельной катушке обычно соединены в геометрически связанный блок, физически отделенный от других катушек. Расстояние между катушками также определяется механическим напряжением в диэлектрике, которое допустимо между катушками. Таким образом,это означает, что требуется наличие некоторого заданного изолирующего расстояния между катушками. Согласно вышесказанному, достаточные изолирующие расстояния требуются также и для других электропроводящих объектов, которые находятся в электрическом поле,обусловленном локальным электрическим потенциалом в катушках. Таким образом, из вышеизложенного описания понятно, что для отдельных катушек внутренняя разность потенциалов между физически смежными проводящими элементами относительно низка, учитывая, что внешняя разность потенциалов относительно других металлических объектов, в том числе других имеющихся катушек, может быть относительно большой. Разность потенциалов определяется напряжением, возникающим за счет магнитной 4 индукции, а также за счет распределенного емкостного напряжения, которое может появиться на внешних выводах трансформатора от подключенной внешней электрической системы. Кроме того, помимо рабочего напряжения внешними напряжениями могут являться перенапряжения, обусловленные грозовым разрядом или переключением. В токовых выводах катушек возникают дополнительные потери из-за утечек магнитного поля вокруг проводника. Чтобы настолько возможно минимизировать эти потери, особенно для силовых трансформаторов, работающих в диапазоне больших мощностей, проводники обычно разделяют на множество проводящих элементов, часто называемых жилами, которые в рабочем состоянии соединены параллельно. Эти жилы должны быть перекрещены так, чтобы индуцированное напряжение в каждой жиле было насколько возможно одинаковым, и так,чтобы разность индуцированного напряжения между каждой парой жил была как можно меньше, чтобы соответствующие компоненты внутреннего вихревого тока оставались ниже предела, приемлемого с точки зрения потерь. При разработке известных трансформаторов главной целью является размещение как можно большего количества проводящего материала в пределах заданной области, ограниченной так называемым трансформаторным окном,что описывается в терминах максимально возможного коэффициента заполнения. Кроме проводящего материала в доступном пространстве должен помещаться изолирующий материал катушек, частично расположенный внутри, между катушками, а частично отделяющий другие металлические компоненты, включая магнитный сердечник. Система изоляции, расположенная частично в пределах катушки/обмотки и частично между катушками/обмотками и другими металлическими частями, обычно выполнена из твердой изоляции на целлюлозной или лаковой основе,расположенной вблизи индивидуального проводящего элемента, а вне этого - из твердой целлюлозной и жидкой или, возможно, газообразной изоляции. Таким образом, обмотки с изоляцией и возможными элементами крепления заполняют большие объемы, в которых действует большая напряженность электрического поля,возникающего внутри и вокруг действующих электромагнитных частей трансформатора. Для того, чтобы предвидеть возникающие механические напряжения в диэлектриках и достичь необходимых размеров с минимальным риском пробоя, необходимо хорошо знать свойства изолирующих материалов. Важно также обеспечить такую окружающую среду, которая не изменяет или не ухудшает изолирующие свойства. В настоящее время преобладающая система изоляции для высоковольтных силовых трансформаторов включает целлюлозный мате 5 риал в качестве твердой изоляции и трансформаторное масло в качестве жидкой изоляции. Основой трансформаторного масла является так называемое минеральное масло. Трансформаторное масло выполняет двоякую функцию, поскольку в дополнение к изолирующей функции оно эффективно охлаждает сердечник, обмотки и т.д., удаляя тепло, выделяемое в трансформаторе из-за потерь. Масляное охлаждение требует наличия масляного насоса, внешнего элемента охлаждения, соединения расширителя и т.д. Электрическое соединение между внешними выводами трансформатора и непосредственно связанными с ними катушками/обмотками называют проходным изолятором или высоковольтным вводом, который обеспечивает сквозное проводящее соединение через резервуар, окружающий собственно трансформатор в случае трансформаторов с масляным заполнением. Проходной изолятор часто является отдельным компонентом, установленным на резервуаре и предназначенным для обеспечения требований к изоляции как вне, так и внутри резервуара, и, в то самое время, выдерживающий токовую нагрузку и соответствующую силу тока. Следует заметить, что те же самые требования для системы изоляции, описанной выше в связи с обмотками, относятся также к необходимым внутренним соединениям между катушками, между проходными изоляторами и катушками, различными типами переключателей, а также проходных изоляторов. Все металлические компоненты внутри силового трансформатора, за исключением токонесущих проводников, обычно соединены с потенциалом земли. Таким образом устраняют риск нежелательного и трудно контролируемого роста потенциала в результате емкостного распределения напряжения между токовыми выводами, находящимися под высоким напряжением, и землей. Такое нежелательное увеличение потенциала может вызывать частичные разряды,так называемый коронный разряд. Коронный разряд может быть выявлен во время обычных приемных испытаний, при которых иногда происходит увеличение напряжения и частоты по сравнению с номинальными. Коронный разряд может вызывать повреждение в процессе работы. Отдельные катушки в трансформаторе должны иметь такие механические размеры,чтобы они смогли выдержать любые механические напряжения, обусловленные возникновением токов и результирующих электрических сил во время короткого замыкания. Обычно катушки выполнены так, что возникающие силы поглощаются в пределах каждой отдельной катушки, что в свою очередь подразумевает, что размеры катушки не могут быть оптимальными 6 для нормального функционирования в процессе нормальной работы. В силовых трансформаторах с масляным охлаждением, работающих в пределах узкого диапазона напряжений, обмотки выполнены в виде так называемых листовых обмоток. Это означает, что отдельные проводники, упомянутые выше, заменены тонкими листами. Силовые трансформаторы с листовой обмоткой изготавливаются для напряжений до 20-30 кВ и мощностей до 20-30 МВт. Для системы изоляции силовых трансформаторов, работающих в верхней части диапазона мощностей, в дополнение к относительно сложной конструкции требуются специальные производственные меры для наилучшего использования свойств системы изоляции. Для получения хорошей изоляции система изоляции должна иметь низкое содержание влаги, твердая часть изоляции должна быть пропитана окружающим маслом, а опасность наличия "газовых карманов" в твердой части должна быть минимальной. Для этого собранный сердечник с обмотками до его помещения в резервуар подвергают специальному процессу пропитки и сушки. После этого процесса пропитки и сушки трансформатор помещают в резервуар, который затем плотно закрывают. Перед заполнением резервуара маслом, воздух из резервуара с помещенным туда трансформатором должен быть откачан. Это выполняют посредством специальной вакуумной обработки. После этого производят заполнение маслом. Для того, чтобы обеспечить требуемый срок службы и т.п. при вакуумной обработке требуется создать почти абсолютный вакуум. Таким образом, предполагается, что резервуар,который окружает трансформатор, рассчитан на полный вакуум, что влечет за собой значительную потребность в материалах и производственном времени. Если электрические разряды происходят в силовом трансформаторе, заполненном маслом,или если происходит местное значительное повышение температуры в любой части трансформатора, масло разлагается и в нем растворяются газообразные продукты разложения. Поэтому обычно трансформаторы обеспечиваются устройствами контроля для обнаружения газа, растворенного в масле. Из-за большого веса большие силовые трансформаторы транспортируют без масла. Установка трансформатора на месте у клиента требует, в свою очередь, повторной вакуумной обработки. Кроме того, этот процесс должен быть повторен каждый раз, как резервуар открывают для каких-либо действий или осмотра. Очевидно, что эти процессы отнимают очень много времени, являются дорогостоящими и занимают значительную часть полного времени изготовления и ремонта, в то же самое время требуя значительных ресурсов. 7 В обычных силовых трансформаторах изолирующий материал составляет большую часть полного объема трансформатора. Для силового трансформатора, работающего в верхней части диапазона мощностей, довольно обычным является количество трансформаторного масла, порядка нескольким десятков кубических метров. Это масло в некоторой степени подобно дизельному топливу и представляет собой невязкую жидкость с относительно низкой температурой воспламенения. Таким образом, понятно, что масло вместе с целлюлозой являются довольно пожароопасными в случае непреднамеренного нагрева, например при внутреннем искрении, и в результате утечки масла. Кроме того, понятно, что имеется очень большая проблема, связанная с транспортировкой, особенно для силовых трансформаторов с масляным заполнением. Такой силовой трансформатор, работающий в верхней части диапазона мощностей, может иметь полный объем для заполнения маслом в несколько десятков кубических метров и вес до нескольких сотен тонн. Понятно поэтому, что конструкция внешней части трансформатора должна иногда быть приспособлена к требованиям, связанным с транспортировкой, то есть для прохождения мостов, туннелей и т.д. Можно кратко обобщить проблемы в известных силовых трансформаторах с масляным заполнением. Известный силовой трансформатор с масляным заполнением:- содержит внешний резервуар, который является кожухом для трансформатора, включающего трансформаторный сердечник с катушками, масло для изоляции и охлаждения,механические крепежные устройства различных видов и т.д. К резервуару предъявляются очень высокие механические требования, поскольку при наличии в нем трансформатора, но при отсутствии масла, должна быть возможность создания в нем фактически полного вакуума. Изготовление резервуара требует очень большого объема производственных работ и испытаний, а большие внешние размеры резервуара обычно влекут за собой также значительные транспортные проблемы,- обычно включает так называемое принудительное масляное охлаждение. Этот способ охлаждения требует наличия масляного насоса,внешнего элемента охлаждения, расширителя для масла, соединения расширителя и т.д.,- содержит электрическое соединение между внешними выводами трансформатора и непосредственно соединяемыми катушками/обмотками в виде проходного изолятора,установленного в резервуаре. Проходной изолятор разрабатывается так, чтобы удовлетворять всем требованиям, связанным с изоляцией, как вне, так и внутри резервуара, 001096- содержит катушки/обмотки, проводники в которых разделены на множество проводящих элементов, жилы, которые должны быть перекрещены так, чтобы напряжение, индуцированное в каждой жиле, стало по возможности равным напряжению на соседних жилах для минимизации индуцированного напряжения между соседними жилами,- содержит систему изоляции, расположенную частично в пределах катушки/обмотки и частично между катушками/обмотками и другими металлическими частями, которая выполнена из твердой целлюлозы или лака вблизи отдельного элемента проводника, а вне его является твердой целлюлозной и жидкостной, а возможно, также и газовой изоляцией. Кроме того, чрезвычайно важно, чтобы система изоляции имела очень низкое содержание влаги,- содержит в качестве составной части переключатель отводов обмоток под нагрузкой,окруженный маслом и обычно соединенный с высоковольтной обмоткой трансформатора для регулировки напряжения,- содержит масло, которое создает довольно значительную угрозу возникновения пожара в связи со внутренними частичными разрядами,так называемым коронным разрядом, искрами в переключателях обмоток под нагрузкой и другими аварийными условиями,- обычно содержит контролирующее устройство для контроля за растворением газа в масле, которое происходит в случае электрического разряда в газе или в результате локального повышения температуры,- содержит масло которое в случае повреждения или случайности может вытечь и нанести большой вред окружающей среде. Кроме того, трансформаторам/реакторам в установках постоянного тока присуща дополнительная проблема, которая заключается в том,что электрическое поле в них является суперпозицией полей переменного и постоянного токов. Магнитный поток через сердечник может содержать постоянную компоненту, что требует значительного увеличения размера конструкции. Сущность изобретения Целью настоящего изобретения является решение вышеупомянутых проблем и создание трансформатора/реактора постоянного тока, в котором во всем пространстве вне экранов кабеля по существу отсутствует электрическое поле. Эта цель достигается в трансформаторе/реакторе постоянного тока, определенном в ограничительной части п.1 формулы изобретения и имеющим признаки, изложенные в отличительной части указанной формулы изобретения. Соответственно, обмотка трансформатора/реактора постоянного тока содержит, по меньшей мере, один токонесущий проводник, и каждая обмотка содержит систему изоляции, 9 которая включает, с одной стороны, по меньшей мере два полупроводящих слоя, причем каждый слой образует по существу эквипотенциальную поверхность, а с другой стороны, между ними имеется твердая изоляция. Очень важным преимуществом настоящего изобретения, определенного в п.1 формулы изобретения, является то, что использование специальной обмотки позволяет получить оптимальный трансформатор/реактор постоянного тока в отношении тепловых, электрических и механических свойств. В результате достигается экономия пространства между обмотками с различным потенциалом постоянного тока, экономия пространства между обмотками с потенциалом постоянного тока и сердечником и возможная компенсация воздушных зазоров на частотах 50/60 Гц с помощью компенсирующей обмотки, нагруженной на конденсатор. Это уменьшает размеры, в особенности реакторов. Краткое описание чертежей Ниже описаны варианты выполнения изобретения в связи с сопровождающими чертежами, где: на фиг.1 показаны части модифицированного кабеля; на фиг. 2 - схема передачи; на фиг. 3 - распределение напряженности электрического поля вокруг обмотки в известном трансформаторе/реакторе; на фиг.4 - трансформатор/реактор постоянного тока, выполненный согласно настоящему изобретению; на фиг.5 - реактор с компенсированным воздушным зазором, выполненный согласно настоящему изобретению; на фиг.6 - изометрический вид другого варианта выполнения трансформатора постоянного тока с усовершенствованной конструкцией воздушного зазора и на фиг.7 - схема интегрированного устройства для преобразования электрической мощности от одного уровня напряжения постоянного тока к другому уровню напряжения постоянного тока в соответствии с настоящим изобретением. Подробное описание вариантов выполнения изобретения Важным условием изготовления трансформатора/реактора согласно описываемому изобретению является использование для обмотки проводникового кабеля с нанесенной путем экструзии электрической изоляцией, включающей полупроводящий слой как на проводнике, так и на оболочке. Такие кабели используются в других областях энергетики. Однако,как описано в разделе "Сущность изобретения",в качестве обмотки будет использован усовершенствованный вариант такого стандартного кабеля. Чтобы иметь возможность описать выполнение изобретения, сначала будет дано описание известного кабеля. Внутренний токоне 001096 10 сущий проводник кабеля включает множество жил. Вокруг жил имеется внутренняя полупроводящая оболочка. Вокруг этой внутренней полупроводящей оболочки имеется изолирующий слой из нанесенной путем экструзии изоляции. Примером такой напрессованной изоляции является полиэтилен с межмолекулярными связями или, альтернативно, так называемый этиленпропиленовый каучук. Этот изолирующий слой окружен внешним полупроводящим слоем, который, в свою очередь, окружен металлическим экраном и оболочкой. Ниже такой кабель будет называться силовым кабелем. Предпочтительный вариант выполнения усовершенствованного кабеля показан на фиг.1. На чертеже показано, что кабель содержит токонесущий проводник 2, который включает перекрещенные неизолированные и изолированные жилы. Возможны также электромеханически транспонированные жилы с нанесенной путем экструзии изоляцией. Вокруг проводника имеется внутренний полупроводящий слой 3,который, в свою очередь, окружен слоем нанесенной путем экструзии изоляции 4. Этот слой окружен внешним полупроводящим слоем 5. Кабель, используемый в качестве обмотки в предпочтительном варианте выполнения изобретения, не имеет металлического экрана и внешней оболочки. На фиг. 2 показана схема передачи. На этом чертеже показан трансформатор, включающий два соединенных последовательно вентильных моста 6, 7 со сдвигом по фазе, где вентилями являются диоды. На фиг. 3 показано распределение напряженности электрического поля вокруг обмотки в известном трансформаторе/реакторе постоянного тока. На фиг. 3 показана обмотка 8, намотанная вокруг сердечника 9. Позицией 10 показаны эквипотенциальные линии распределения электрического поля обычной обмотки, когда нижняя часть обмотки находится под потенциалом земли. Конструкция и размещение обмотки относительно сердечника определяется, главным образом, распределением напряженности электрического поля в окне сердечника. На фиг. 4 показан трансформатор/реактор постоянного тока, выполненный согласно настоящему изобретению. На фиг. 4 показан трехфазный трансформатор с пластинчатым сердечником. Сердечник представляет собой известную конструкцию, а именно: три основных стержня 20, 22, и 24 и соединяющие их поперечины 26 и 28. В описываемом варианте выполнения изобретения плечи магнитопровода и перемычки имеют уменьшенное сечение. Трансформатор постоянного тока включает три концентрических витка 30, 32 и 34 обмотки. Самый внутренний виток 30 обмотки может представлять первичную обмотку, а два других витка 32 и 34 обмотки могут представлять вторичную обмотку. Кроме того, трансформатор постоян 11 ного тока содержит распорные полосы 36 и 38,выполняющие несколько разных функций. Распорные полосы 36 и 38 могут быть выполнены из изолирующего материала, который задает определенное расстояние между концентрическими витками обмотки для их охлаждения и придания жесткости конструкции. Следует отметить, что в трансформаторе постоянного тока,показанном на фиг. 4, в противоположность трансформатору, показанному на фиг. 3, нет электрического поля вне кабелей обмоток. На фиг.5 показан эскиз реактора для установок постоянного тока с компенсацией воздушного зазора, выполненной согласно настоящему изобретению. Реактор содержит магнитный сердечник 60 и обмотку 62 из кабеля, выполненного согласно фиг.1. Кроме того, реактор имеет воздушный зазор 64 в сердечнике 60. В этом описании воздушный зазор означает любой путь получения зоны с уменьшенной проницаемостью в основном магнитном потоке. Кроме того, реактор содержит компенсирующую обмотку 66, которая имеет емкостную нагрузку в виде конденсатора 68. Другой путь формирования этой зоны с пониженной проницаемостью в основном магнитном потоке заключается в уменьшении длины воздушного зазора, например, за счет разделения воздушного зазора на ряд меньших воздушных зазоров для ограничения радиальных компонент магнитного потока. Еще одним путем формирования этой зоны с пониженной проницаемостью в основном магнитном потоке является использование иного чем воздух материала, с относительной магнитной проницаемость r, которая удовлетворяет выражению 1r сердечника. На фиг. 6 показан изометрический вид варианта выполнения трансформатора постоянного тока, имеющего усовершенствованную конструкцию воздушного зазора. Структура магнитного сердечника с ортогональным или радиальным зазором сердечника для уменьшения акустического шума на постоянном токе показана на фиг. 6. Этот трехстержневой магнитный сердечник содержит по существу прямоугольную монолитную внешнюю деталь 30, имеющую противоположные боковые части 30s, торцевые части 30 е и цилиндрическую центральную деталь 31, непрерывную в продольном направлении. В двух внешних торцевых частях 30 е путем механической обработки выполнены два соосных круглых отверстия 32 или, альтернативно, такая форма внешней детали получена при ее штамповке. Противоположные концы цилиндрической центральной детали 31 входят в соответствующие соосные круглые отверстия 32, так что с обоих концов центральной детали в магнитной цепи образуется радиальный воздушный зазор постоянной заранее заданной величины, который идет по всей окружности и 12 является непрерывным. В магнитном воздушном зазоре между каждой торцевой частью 30 е и соответствующим концом центральной детали 31 установлена немагнитная шайба 33 для поддержания радиального воздушного зазора и закрепления центральной детали. Обмотки наматываются непосредственно на центральную деталь или на зубчатую катушку с прорезью, помещенную на центральной детали в области 35 окна между внешними и центральной деталями 30 и 31. Установочная шайба 33 на одном из концов может отсутствовать, и на этом конце будет нулевой воздушный зазор. На фиг. 7 показана схема интегрированного устройства для преобразования электрической мощности от одного уровня напряжения постоянного тока к другому уровню напряжения постоянного тока. Силовой трансформатор для преобразования постоянного тока является устройством для непосредственного преобразования большой электрической мощности от одного уровня напряжения постоянного тока к другому уровню напряжения постоянного тока без промежуточной сети переменного тока. Сегодня напряжение постоянного тока в основном используется для передачи большой мощности на значительные расстояния. Уровень напряжения постоянного тока для такой передачи имеет порядок нескольких сотен киловольт. Силовой трансформатор для преобразования постоянного тока позволяет использовать несколько уровней напряжений постоянного тока для соединения сетей постоянного тока с различными напряжениями. Принцип этой конструкции состоит в том, что вентильные обмотки (43, 45) одного или нескольких трансформаторов (47) преобразователя соединены с двумя вентильными мостами, которые генерируют противоположные периодически изменяющиеся магнитные потоки в трансформаторных сердечниках (44). Один из вентильных мостов используется как инвертор(42), другой - как выпрямитель (46), и, таким образом, мощность преобразуется от одного уровня (Ud1) напряжения постоянного тока к другому (Ud2). При больших напряжениях индуктивность рассеяния в обычных трансформаторах будет высока вследствие больших изоляционных расстояний и поэтому должны быть приняты специальные меры для коммутации магнитной энергии от одной фазы трансформатора к другой без внесения больших потерь. Согласно настоящему изобретению,трансформатор постоянного тока может иметь очень низкие индуктивности рассеяния. Трансформатор/реактор постоянного тока,выполненный согласно настоящему изобретению, может быть, например, высоковольтным трансформатором/реактором постоянного тока. Изобретение не ограничено вариантами выполнения, описанными выше. Возможно 13 много различных модификаций в рамках следующей формулы изобретения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Трансформатор/реактор постоянного тока, содержащий магнитную цепь, которая включает магнитный сердечник и, по меньшей мере,одну обмотку, отличающийся тем, что обмотка содержит, по меньшей мере, один токонесущий проводник и каждая обмотка имеет систему изоляции, которая включает, по меньшей мере,два полупроводящих слоя, каждый из которых образует по существу эквипотенциальную поверхность, а между этими слоями имеется твердая изоляция. 2. Трансформатор/реактор по п.1, отличающийся тем, что, по меньшей мере, один из указанных полупроводящих слоев имеет в основном такой же коэффициент теплового расширения, как и указанная твердая изоляция. 3. Трансформатор/реактор по п.2, отличающийся тем, что потенциал внутреннего из указанных слоев по существу равен потенциалу проводника. 4. Трансформатор/реактор по п.2 или 3, отличающийся тем, что внешний из указанных слоев выполнен так, что образует эквипотенциальную поверхность, окружающую проводник. 5. Трансформатор/реактор по п.4, отличающийся тем, что на указанный внешний слой подан определенный потенциал. 6. Трансформатор/реактор по п.5, отличающийся тем, что указанный определенный потенциал является потенциалом земли. 7. Трансформатор/реактор по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что, по меньшей мере, два из указанных слоев имеют по существу равные коэффициенты теплового расширения. 8. Трансформатор/реактор по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что токонесущий проводник содержит множество жил, лишь меньшая часть которых не изолированы друг от друга. 9. Трансформатор/реактор по любому из пп.1-8, отличающийся тем, что каждый из указанных двух слоев и указанная твердая изоляция неподвижно соединены с соседними слоями или твердой изоляцией по существу вдоль всей поверхности соединения. 10. Трансформатор/реактор постоянного тока, содержащий магнитную цепь, которая включает магнитный сердечник и, по меньшей мере, одну обмотку, отличающийся тем, что обмотка содержит кабель (1), содержащий, по меньшей мере, один токонесущий проводник(2), причем каждый проводник (2) включает несколько жил, вокруг указанного проводника(2) имеется внутренний полупроводящий слой(3), вокруг указанного внутреннего полупроводящего слоя (3) имеется изолирующий слой (4) 14 из твердой изоляции, а вокруг указанного изолирующего слоя (4) имеется внешний полупроводящий слой (5). 11. Трансформатор/реактор по п.10, отличающийся тем, что указанный кабель имеет также металлический экран и оболочку. 12. Трансформатор/реактор по п.11, отличающийся тем, что кабель имеет диаметр, лежащий в интервале приблизительно 20-250 мм,а сечение проводника лежит в интервале приблизительном 80-3000 мм 2. 13. Трансформатор/реактор по любому из пп.1-12, отличающийся тем, что обмотки, предназначенные для различных потенциалов, намотаны в непосредственном контакте друг с другом. 14. Трансформатор/реактор по любому из пп.1-13, отличающийся тем, что обмотка, находящаяся под потенциалом постоянного тока относительно сердечника, намотана непосредственно на сердечник или вблизи него. 15. Трансформатор/реактор по любому из пп.1-14, отличающийся тем, что магнитные цепи, подвергающиеся намагничиванию под действием постоянного тока, включают, по меньшей мере, одну зону с уменьшенной проницаемостью в основном магнитном потоке. 16. Трансформатор/реактор по п.15, отличающийся тем, что зона с уменьшенной проницаемостью образована с помощью воздушного зазора в указанном сердечнике. 17. Трансформатор/реактор по п.15, отличающийся тем, что зона с уменьшенной проницаемостью образована с помощью ряда малых воздушных зазоров в указанном сердечнике. 18. Трансформатор/реактор по п.15, отличающийся тем, что зона с уменьшенной проницаемостью образована с помощью зазора в указанном сердечнике, который заполнен материалом с относительной магнитной проницаемостью r, удовлетворяющей условию 1rсердечника 19. Трансформатор/реактор по любому из пп.15-18, отличающийся тем, что указанный сердечник содержит по существу прямоугольную внешнюю деталь, имеющую противоположные боковые части и соединяющие их торцевые части, а также содержит цилиндрическую центральную деталь, непрерывную в продольном направлении, причем в указанных торцевых секциях сердечника имеются два сквозных соосных круглых отверстия, в которые входят противоположные концы указанной цилиндрической центральной детали, при этом между, по меньшей мере, одной торцевой частью и соответствующим концом указанной центральной детали в магнитной цепи имеется радиальный воздушный зазор с постоянной заранее заданной величиной для управления магнитной проницаемостью указанного сердечника. 15 20. Трансформатор/реактор по любому из пп.16, 17, 19, отличающийся тем, что каждый воздушный зазор скомпенсирован с помощью компенсирующей обмотки с емкостной нагрузкой. 21. Трансформатор/реактор по любому из пп.1-20, отличающийся тем, что он также содержит кожух, внутри которого размещен, по меньшей мере, тиристорный вентиль. 22. Трансформатор/реактор по п.21, отличающийся тем, что все указанные тиристорные вентили являются вентилями интегрального типа. 23. Трансформатор/реактор постоянного тока, содержащий магнитную цепь, которая включает магнитный сердечник и, по меньшей мере, одну обмотку, отличающийся тем, что обмотка содержит, по меньшей мере, один токонесущий проводник, а также систему изоляции, которая включает, по меньшей мере, два полупроводящих слоя, каждый из которых образует по существу эквипотенциальную поверхность, а система изоляции имеет такие тепловые и электрические свойства, что допускает уровень напряжения в указанном высоковольтном трансформаторе/реакторе постоянного тока,превышающий 36 кВ. 24. Интегрированная вставка постоянного тока, отличающаяся тем, что она содержит два трансформатора/две группы трансформаторов постоянного тока, выполненные согласно любому из пп.1-23. 25. Интегрированное устройство для преобразования большой электрической мощности от одного уровня напряжения постоянного тока к другому уровню напряжения постоянного тока, отличающееся тем, что оно содержит трансформатор постоянного тока, выполненный со 001096 16 гласно любому из пп.1-23 и содержащий первые вентильные обмотки и вторые вентильные обмотки, где первые вентильные обмотки соединены с первым вентильным мостом, а вторые вентильные обмотки соединены со вторым вентильным мостом, причем первый вентильный мост является инвертором, а второй вентильный мост является выпрямителем. 26. Интегрированное устройство по п.25,отличающееся тем, что указанный первый вентильный мост содержит, по меньшей мере, один шестиимпульсный инверторный мост, который содержит множество тиристоров с автономной коммутацией и множество диодов, каждый из которых включен встречно-параллельно тиристору с автономной коммутацией, а указанный второй вентильный мост содержит шестиимпульсный выпрямительный мост, который включает множество диодных вентилей. 27. Трансформатор/реактор по п.13 или 14,отличающийся тем, что кабель приспособлен для смешанного напряжения. 28. Реактор для установок постоянного тока по п.20, отличающийся тем, что указанная компенсирующая обмотка нагружена на конденсатор переменной емкости для изменения индуктивности реактора. 29. Трансформатор/реактор по любому из пп.10-22, 27, отличающийся тем, что указанный внешний полупроводящий слой (5) разделен на множество частей, каждая из которых соединена с потенциалом земли. 30. Трансформатор/реактор по любому из пп.1-22, 27, 29, отличающийся тем, что он включает также, по меньшей мере, один датчик/преобразователь для контроля и диагностики.