Высоковольтные установки с электрическими двигателями
Формула / Реферат
1. Высоковольтная электрическая установка, содержащая один или более двигателей, каждый из которых содержит, по меньшей мере, одну обмотку, причем обмотка, по меньшей мере, одного из двигателей содержит высоковольтный кабель, имеющий систему изоляции, содержащую, по меньшей мере, два полупроводящих слоя, каждый из которых образует по существу эквипотенциальную поверхность, и промежуточную твердую изоляцию между слоями.
2. Высоковольтная электрическая установка по п.1, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, один двигатель имеет одно или более напряжений подключения.
3. Высоковольтная электрическая установка по п.1 или 2, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, один из слоев имеет по существу тот же коэффициент теплового расширения, что и твердая изоляция.
4. Высоковольтная электрическая установка по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что всё преобразование основной мощности происходит в одном и том же электрическом двигателе.
5. Высоковольтная электрическая установка по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что изоляция размещена в кабеле (6), предназначенном для высокого напряжения и содержащем один или более токонесущих проводников (31), окруженных, по меньшей мере, двумя полупроводящими слоями (32, 34) с промежуточными изолирующими слоями (33) из твердой изоляции.
6. Высоковольтная электрическая установка по п.5, отличающаяся тем, что самый внутренний полупроводящий слой (32) находится по существу под тем же потенциалом, что и проводник (проводники) (31).
7. Высоковольтная электрическая установка по п.5 или 6, отличающаяся тем, что один из внешних полупроводящих слоев (34) выполнен так, что образует по существу эквипотенциальную поверхность, окружающую проводник (проводники) (31).
8. Высоковольтная электрическая установка по п.7, отличающаяся тем, что упомянутый внешний полупроводящий слой (34) соединен с заданным потенциалом.
9. Высоковольтная электрическая установка по п.8, отличающаяся тем, что заданный потенциал является потенциалом земли.
10. Высоковольтная электрическая установка по любому из пп.5-9, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, два из упомянутых слоев имеют по существу одинаковый коэффициент теплового расширения.
11. Высоковольтная электрическая установка по любому из пп.5-7, отличающаяся тем, что токонесущий проводник содержит множество жил, только некоторые из которых не изолированы друг от друга.
12. Высоковольтная электрическая установка по любому из пп.1-11, отличающаяся тем, что обмотка образована кабелем, содержащим один или более токонесущих проводников (2), каждый из которых содержит множество жил, вокруг каждого проводника расположен внутренний полупроводящий слой (3), вокруг каждого внутреннего полупроводящего слоя (3) расположен изолирующий слой (4) из твердой изоляции, а вокруг каждого изолирующего слоя (4) расположен внешний полупроводящий слой (5).
13. Высоковольтная электрическая установка по п.12, отличающаяся тем, что кабель содержит также металлический экран и оболочку.
14. Высоковольтная электрическая установка по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что статор двигателя охлаждается при потенциале земли посредством потока газа и/или жидкости.
15. Высоковольтная электрическая установка по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что высоковольтные кабели (6) имеют площадь проводников от 40 до 3000 мм2 и внешний диаметр кабеля от 10 до 250 мм.
16. Высоковольтная электрическая установка по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что пусковой ток и/или ток короткого замыкания вращающегося электрического двигателя (двигателей) ограничен статической электрической машиной, т.е. реактором/индуктором, который временно и/или постоянно подключен последовательно с обмоткой якоря вращающейся электрической машины.
17. Высоковольтная электрическая установка по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что нейтральная точка, по меньшей мере, одного из двигателей заземлена через некоторый импеданс.
18. Высоковольтная электрическая установка по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что нейтральная точка, по меньшей мере, одного двигателя непосредственно соединена с землей.
19. Высоковольтная электрическая установка по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что двигатель выполнен с возможностью работы в качестве генератора реактивной мощности с высокой кратковременной перегрузочной способностью.
20. Высоковольтная электрическая установка по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что двигатель выполнен с возможностью подключения к распределительной или магистральной сети через соединительные элементы и без какого-либо понижающего трансформирования уровня напряжения.
21. Высоковольтная электрическая установка по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что двигатель может быть подключен к распределительной или магистральной сети, имеющей напряжение, превышающее 36 кВ.
22. Высоковольтная электрическая установка по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что обмотка двигателя выполнена с авторегулировкой возбуждения и не имеет вспомогательных средств управления возбуждением.
23. Высоковольтная электрическая установка, включающая один или более двигателей, каждый из которых содержит, по меньшей мере, одну обмотку, при этом обмотка, по меньшей мере, одного из двигателей содержит высоковольтный кабель с системой изоляции, которая имеет такие тепловые и электрические свойства, что допускает уровень напряжения, превышающий 36 кВ, причем упомянутый двигатель включает признаки, указанные в любом из пп.1-21.
24. Электрический двигатель, содержащий, по меньшей мере, одну обмотку, причем обмотка содержит высоковольтный кабель, имеющий слой изоляции, включающий, по меньшей мере, два полупроводящих слоя, каждый из которых образует по существу эквипотенциальную поверхность и промежуточную твердую изоляцию.
25. Электрический двигатель по п.24, отличающийся тем, что его статорная обмотка разделена на две части для осуществления пуска двигателя с использованием части обмотки.
26. Электрический двигатель по п.24 или 25, отличающийся тем, что он имеет одно или более напряжений подключения.
27. Электрический двигатель по любому из пп.24-26, отличающийся тем, что он включает признаки, указанные для двигателя установки по любому из пп.2-23.
Текст
1 Область техники Настоящее изобретение относится к электрическим установкам, содержащим двигатели,предназначенные для подключения к распределительным или магистральным сетям, далее называемым электрическими сетями. Изобретение относится также к двигателям, предназначенным для использования в таких установках. Такими двигателями могут быть синхронные или асинхронные двигатели. Установками с электрическими двигателями могут быть прокатные станы, бумагоделательные машины, машины для просушивания пульпы, установки в горнодобывающей промышленности, портовые конструкции, вентиляционные, насосные или компрессорные системы, подъемные механизмы, механизмы подачи в станках, краны, центрифуги, конвейеры, установки в цехах, сталеплавильные установки и т.д. Установки с электрическими двигателями,таким образом, понимаются в самом широком смысле. Известный уровень техники Магнитные цепи в электрических двигателях обычно содержат пластинчатый сердечник,например, из листовой стали сварной конструкции. Чтобы обеспечить вентиляцию и охлаждение, сердечник часто разделяется на пакеты с радиальными и/или осевыми вентиляционными каналами. Для более больших двигателей пластины штампуются в виде сегментов, которые прикрепляются к станине машины, причем пластинчатый сердечник соединяется в одно целое с помощью сжимающих пальцев и уплотняющих колец. Обмотка располагается в пазах пластинчатого сердечника, причем пазы обычно имеют поперечное сечение в виде прямоугольника или трапеции. В многофазных электрических двигателях обмотки выполняются как однослойные или двуслойные. При однослойных обмотках на паз приходится только одна боковая сторона катушки, в то время как при двуслойных обмотках на один паз приходятся две боковые стороны катушки. Под боковой стороной катушки понимается один или более проводников, объединенных вертикально или горизонтально и снабженных общей изоляцией катушки, т.е. изоляцией, способной выдержать расчетное напряжение генератора по отношению к земле. Двуслойные обмотки обычно выполняют как равносекционные обмотки, в то время как однослойные обмотки в настоящем контексте могут быть равносекционными или плоскими обмотками. В равносекционных обмотках существует только одна ширина катушки (возможно,две), в то время как плоские обмотки выполняются как концентрические обмотки, т.е. с изменяющейся в широких пределах шириной катушки. Под шириной катушки понимается угловое расстояние между двумя боковыми сторонами одной и той же катушки. 2 Обычно все большие двигатели делаются с двуслойными обмотками и катушками одинакового размера. Каждая катушка помещается одной боковой стороной в один слой, а другой боковой стороной - в другой слой. Это означает,что все катушки пересекаются в торце катушки. Если число слоев больше двух, то эти пересечения усложняют обмоточные работы и торец катушки оказывается менее качественным. Считается, что катушки для вращающихся двигателей могут изготавливаться с хорошими результатами в диапазоне напряжений 10-20 кB. Большие двигатели переменного тока разделяются на синхронные и асинхронные двигатели, причем первые обычно охватывают более высокий диапазон мощностей, до нескольких десятков мегаватт, и конструируются на напряжение обычно до 20 кВ. Синхронный двигатель работает при скорости вращения ротора, синхронной с частотой сети. В асинхронном двигателе магнитное поле вращается быстрее, чем ротор, из-за чего индуцированные токи создают вращающий момент в направлении вращения. Оба типа двигателей в значительной степени похожи по конструкции. Оба состоят из статора с ротором, помещенным внутри статора. Статор построен из пластинчатого сердечника со штампованными в нем пазами для обмотки. Статор помещен в корпус-основание, прикрепленный к фундаменту своими опорами. Ротор установлен в подшипниках, смонтированных на корпусе. Кожух статора установлен на корпусеосновании, чтобы защитить активные части. Кожух снабжен отверстиями, чтобы через них мог проходить охлаждающий воздух. Работа двигателя переменного тока основана на взаимодействии между магнитными полями, электрическими токами и механическим движением. Магнитные поля сосредоточены преимущественно в сердечнике машины, а электрические токи сосредоточены в обмотках. Различают два основных типа двигателей переменного тока: синхронные и асинхронные машины. Главное отличие между синхронными и асинхронными машинами состоит в том, как создается вращающий момент. Синхронный двигатель возбуждается путем подведения энергии к ротору извне через бесщеточные возбудители или контактные кольца, в то время как асинхронный двигатель получает энергию возбуждения от тока статора посредством индукции. Скорость синхронного двигателя, следовательно, не так зависит от нагрузки, как в асинхронном двигателе. В зависимости от конструкции ротора, существуют два типа синхронных двигателей: двигатели с явно выраженными полюсами и двигатели с цилиндрическим ротором. При работе высокоскоростного двухполюсного двигателя механические напряжения в роторе будут очень высоки, и в этом случае целесообразно использовать цилиндрический ротор. Для дви 3 гателей с более низкими скоростями, четырехполюсными и более, диаметр ротора будет больше. Ввиду более низкой скорости и, следовательно, более низких механических напряжений, более целесообразно иметь ротор с явно выраженными полюсами. Граница между этими двумя типами довольно неопределенная. При более высоких мощностях и при четырех полюсах используются длинные и тонкие цилиндрические роторы. При более низкой мощности и при четырех полюсах используются роторы с явновыраженными полюсами. Асинхронные двигатели также разделяются на два типа: индукционные двигатели типа беличьей клетки или двигатели с контактными кольцами. Общим для обоих типов является то,что ротор состоит из пластин с пазами для роторной обмотки. Различие состоит в конструкции обмотки. Индукционные двигатели типа беличьей клетки имеют обмотку в виде беличьей клетки, состоящую из осевых стержней, которые короткозамкнуты на концах с помощью короткозамыкающего кольца. Асинхронные двигатели с контактными кольцами имеют трехфазную обмотку ротора с выводами фаз,присоединенными к контактным кольцам. Путем конструирования роторных пазов в различных вариантах, пусковые и рабочие характеристики индукционного двигателя типа беличьей клетки могут быть приспособлены к различным эксплуатационным требованиям. Асинхронные двигатели с контактными кольцами в основном используются при тяжелых пусковых условиях. К контактным кольцам можно присоединить внешнее сопротивление. Путем увеличения сопротивления ротора максимальный вращающий момент может быть смещен в сторону более низкой скорости, увеличивая тем самым пусковой вращающий момент. Когда пуск завершен, внешнее пусковое сопротивление замыкается накоротко. Выбор большого двигателя переменного тока в зависимости от типа, класса и метода охлаждения, зависит, в том числе, от следующих факторов: характеристики вращающего момента нагрузки; типа и периода нагрузки; ограничения на пусковую мощность; характеристики сети; стоимости электрической энергии; окружающей среды, в которой должен быть установлен двигатель; капиталовложений по отношению к предполагаемому сроку службы установки. Главное требование к электрической машине состоит в том, чтобы капитальные затраты и затраты на эксплуатацию были как можно ниже. Желательно, следовательно, поддерживать КПД двигателя как можно более высоким при заданных коэффициентах мощности. Син 001439 4 хронный двигатель обычно имеет более высокий КПД, чем асинхронный двигатель. Ротор синхронного двигателя часто изготавливается с явно выраженными полюсами. Свое основное применение он находит в диапазоне мощностей от 1 МВт до нескольких десятков МВт, например, для дробилок и рафинеров в бумажной промышленности, для больших насосов в обрабатывающей промышленности и при работе с неустойчивыми сетями, например,для ирригационных установок в засушливых странах. Нефтяная промышленность также использует большие синхронные двигатели для насосов и компрессоров. Главная причина использования синхронных двигателей вместо менее дорогих асинхронных двигателей состоит в том, что синхронный двигатель создает меньшую нагрузку на сеть, из-за меньшего пускового тока и из-за того, что при перевозбуждении синхронный двигатель может быть использован для повышения коэффициента мощности. Большие синхронные двигатели могут также иметь несколько более высокий КПД, чем эквивалентные асинхронные двигатели. Обмотка должна быть изолирована как между витками в катушке, так и между катушкой и окружающими частями. Различные виды пластмасс, лака и стекловолоконного материала часто используются в качестве изоляционного материала. Торцы катушек закреплены, чтобы противостоять силам, возникающим между различными катушками, в особенности при коротком замыкании. Двигатели, описанные выше, присоединяются к высоковольтным сетям с напряжением порядка 145 кВ через трансформатор, который понижает напряжение. Использование двигателя подобным образом путем присоединения к высоковольтной сети через трансформатор имеет ряд недостатков. Среди других, можно упомянуть следующие недостатки. Трансформатор дорог, увеличивает транспортные затраты и требует места; трансформатор понижает КПД системы; трансформатор потребляет реактивную мощность; обычный трансформатор содержит масло, что связано с риском пожара; работа может быть нестабильной, так как двигатель, подключенный через трансформатор, работает с менее мощной сетью. Сущность изобретения Целью изобретения является, следовательно, обеспечение использования одного или более электрических двигателей в установке, которая непосредственно присоединена к высоковольтной сети питания, под которой понимается система распределения или система распределения на высоком напряжении, без промежуточного включения трансформатора. Преимущество, получаемое при достижении вышеупомянутой цели, состоит в исключе 5 нии маслозаполненного трансформатора, реактанс которого потребляет реактивную мощность. Эта цель достигается, согласно изобретению, тем, что установка, описанная в ограничительной части п.1, имеет признаки, указанные в отличительной части этого пункта, и тем, что электрический двигатель, описанный в ограничительной части п.25, имеет специальные признаки, указанные в отличительной части этого пункта. Благодаря специально изготовленной твердой изоляции, двигатель в такой установке может питаться непосредственно напряжением,значительно превосходящим то напряжение,которое возможно при использовании известной технологии, и при напряжении, которое может достигать самых высоких значений, применяемых в высоковольтных электрических сетях. Достигается таким образом то преимущество, что трансформатор становится излишним и устраняются все проблемы, о которых говорилось выше, связанные с установкой, в которой напряжение должно понижаться. Имеются и другие значительные преимущества. В установках, выполненных согласно изобретению, перегрузочная способность также резко возрастает. Это может быть перегрузка на +100% в течение часа или двух, что дает возможность выбирать двигатель с более низкой номинальной мощностью, экономя на этом средства. Более высокая выходная мощность также получается при высоких напряжениях в двигателях, так как она пропорциональна квадрату напряжения. Изобретение, таким образом, дает возможность получить двигатели с более высокой мощностью. Изобретение расширяет область применения электрических машин до пределов 1-300 МВт и даже дает возможность достижения еще более высоких уровней мощности. Главное и существенное различие между известной технологией и вариантом выполнения установки согласно изобретению состоит в том,что магнитная цепь включена, по меньшей мере,в один электрический двигатель, который может непосредственно соединяться с высоким питающим напряжением через соединительные элементы, такие как выключатели и разъединители. Магнитная цепь содержит один или более пластинчатых сердечников. Обмотка выполнена из многожильного кабеля с одним или более надежно изолированными проводниками с долговечной изоляцией, имеющими полупроводящий слой на проводнике и снаружи изоляции,причем внешний полупроводящий слой соединен с потенциалом земли. Чтобы решить проблемы, возникающие при прямом соединении электрических машин(как вращающихся двигателей, так и статических машин) со всеми типами высоковольтных электрических сетей, по меньшей мере, один двигатель в установке согласно изобретению 6 обладает рядом признаков, как упомянуто выше, которые заметно отличаются от известной технологии. Дополнительные признаки и дальнейшие формы осуществления изобретения определены в зависимых пунктах формулы изобретения и обсуждаются ниже. Такие признаки, упомянутые выше, и другие существенные свойства установки и, по меньшей мере, одного из двигателей, входящих в нее, согласно изобретению включают следующее. Обмотка выполнена из кабеля, имеющего один или более постоянно изолированных проводников с полупроводящим слоем на проводнике и на оболочке. Некоторыми типичными проводниками такого типа являются кабель с изоляцией из полиэтилена с межмолекулярными связями или кабель с изоляцией из этиленпропиленового каучука, которые для настоящего изобретения усовершенствованы в отношении жил в проводнике и свойств внешней оболочки. Кабели с круглым поперечным сечением предпочтительны, но могут быть использованы кабели с каким-либо другим поперечным сечением, чтобы получить, например, лучшую плотность монтажа. Такой кабель допускает, чтобы пластинчатый сердечник был сконструирован согласно изобретению новым и оптимальным образом,что касается пазов и зубцов. Обмотка предпочтительно изготавливается со ступенчатой изоляцией для лучшего использования пластинчатого сердечника. Обмотка предпочтительно изготавливается как многослойная концентрическая обмотка кабелем, что дает возможность уменьшить число пересечений торцов катушек. Конструкция паза соответствует поперечному сечению обмоточного кабеля, так что пазы выполняются в форме ряда цилиндрических отверстий, проходящих в осевом и/или радиальном направлениях, одно отдельно от другого, и имеющих открытый узкий промежуток,проходящий между слоями статорной обмотки. Конструкция пазов приспособлена к соответствующему поперечному сечению кабеля и к ступенчатой изоляции обмотки. Ступенчатая изоляция позволяет магнитному сердечнику иметь в основном постоянную ширину зубца,независимо от радиального положения. Вышеупомянутое дальнейшее развитие в отношении жил кабеля заключается в том, что проводники обмотки состоят из ряда плотно сжатых слоев, т.е. изолированных жил, которые,с точки зрения электрической машины, не обязательно правильно чередовать(неизолированные и/или изолированные) друг с другом. Вышеупомянутое дальнейшее развитие в отношении внешней оболочки заключается в том, что в подходящих точках вдоль длины про 7 водника внешняя оболочка срезается, причем каждый частичный отрезок соединяется непосредственно с потенциалом земли. Использование кабеля описанного выше типа позволяет всю длину внешней оболочки обмотки, а также другие части установки поддерживать при потенциале земли. Важное преимущество состоит в том, что электрическое поле близко к нулю в области торца катушки снаружи от внешнего полупроводящего слоя. При потенциале земли на внешней оболочке электрическим полем не нужно управлять. Это значит, что никаких концентраций поля не произойдет ни в сердечнике, ни в областях торцов катушек, ни в области перехода между ними. Перемешивание изолированных и/или неизолированных плотно сжатых жил кабеля, или транспонирование жилы дает в результате низкие потери рассеяния. Кабель для высокого напряжения, используемый в обмотке, содержит внутреннюю сердцевину/проводник с множеством жил, по меньшей мере, два полупроводящих слоя, причем самый внутренний слой окружен изолирующим слоем, который, в свою очередь, окружен внешним полупроводящии слоем, и имеет внешний диаметр порядка 10-250 мм и площадь проводника порядка 40-3000 мм 2. Если, по меньшей мере, один из двигателей в установке выполнен согласно изобретению, то пуск и управление двигателем или двигателями могут осуществляться известными способами, описанными, например в литературе, рассмотренной во вводной части. Согласно наиболее предпочтительному варианту осуществления изобретения, по меньшей мере, два из этих слоев, предпочтительно - все три, имеют одинаковый коэффициент теплового расширения. Решающая выгода при этом получается за счет того, что дефекты, трещины и т.п. не будут появляться при тепловом движении в обмотке. Согласно другому важному предпочтительному варианту осуществления изобретения,по меньшей мере, один из двигателей в установке имеет одно или более напряжений подключения. В соответствии с еще одним предпочтительным вариантом осуществления изобретения, вс преобразование основной мощности происходит в одном и том же электрическом двигателе. В соответствии с еще одним предпочтительным вариантом осуществления изобретения, двигатель выполнен с возможностью работы в качестве генератора реактивной мощности с высокой кратковременной перегрузочной способностью. И в соответствии с еще одним предпочтительным вариантом осуществления изобретения, обмотка двигателя выполнена с авторегу 001439 8 лировкой возбуждения и не имеет вспомогательных средств управления возбуждением. В другом аспекте изобретения поставленная цель достигается за счет того, что установка, описанная в ограничительной части п.23 формулы изобретения, имеет специальные признаки, указанные в отличительной части этого пункта. Так как система изоляции, достаточно долговечная, спроектирована так, что с тепловой и электрической точки зрения она рассчитана на напряжение свыше 36 кВ, установка может подключаться к высоковольтным электрическим сетям без какого-либо промежуточного понижающего трансформатора, обеспечивая тем самым преимущества, о которых говорилось выше. Такая установка предпочтительно, но не обязательно, конструируется так, чтобы включать признаки, указанные для установок в любом из пп. 1-22 формулы изобретения. Вышеупомянутые и другие предпочтительные варианты осуществления изобретения определены в зависимых пунктах формулы изобретения. Краткое описание чертежей Изобретение будет рассмотрено более подробно в следующем описании предпочтительного варианта конструкции магнитной цепи электрического двигателя в установке со ссылкой на сопровождающие чертежи, где фиг. 1 схематически показывает осевой вид с торца сектора статора в электрическом двигателе в установке согласно изобретению; фиг. 2 - вид конца кабеля, используемого в обмотке статора согласно фиг. 1, со ступенчатым разрезом; и фиг. 3-7 показывают примеры различных известных пусковых цепей. Описание предпочтительного варианта выполнения изобретения На схематическом осевом виде сектора статора 1 (фиг. 1), принадлежащего электрическому двигателю или двигателям, включенным в установку, показан также ротор 2 двигателя. Статор 1 образован обычным образом из пластинчатого сердечника. Фиг. 1 показывает сектор двигателя, соответствующий одному полюсному шагу. От части 3 ярма сердечника,расположенной радиально снаружи, ряды зубцов 4 идут радиально по направлению к ротору 2 и разделены пазами 5, в которых расположена обмотка статора. Кабели 6, образующие эту статорную обмотку, являются высоковольтными кабелями, которые могут быть примерно того же типа, как те, которые используются для распределительных электрических сетей, т.е. кабели с изоляцией из полиэтилена с межмолекулярными связями. Одно отличие состоит в том,что внешняя, защищающая от механических повреждений, оболочка и металлический экран,обычно окружающие такие кабели для распределительных электрических сетей, отсутствуют, 9 так что кабель для данного применения содержит только проводник и, по меньшей мере, один полупроводящий слой с каждой стороны изолирующего слоя. Таким образом, полупроводящий слой, который чувствителен к механическим повреждениям, лежит на поверхности кабеля. Кабели 6 на фиг. 1 показаны схематично,причем изображена только проводящая центральная часть каждой части кабеля, или боковой стороны катушки. Как можно видеть, каждый паз 5 имеет переменное поперечное сечение с чередующимися широкими частями 7 и узкими частями 8. Широкие части 7 в основном круглые и окружают кабельную укладку, суженные части между ними образуют узкие части 8. Суженные части служат для фиксации радиального положения каждого кабеля. Поперечное сечение паза 5 также сужается по направлению радиально внутрь. Это происходит потому, что напряжение на частях кабеля тем ниже, чем ближе к внутренней в радиальном направлении части статора 1 они расположены. Следовательно, там могут быть использованы более тонкие кабели, в то время как более толстые кабели необходимы ближе к наружной стороне. В изображенном примере использованы кабели трех разных размеров, уложенные соответственно размерам в три секции 51, 52, 53 пазов 5. Фиг. 2 показывает вид конца высоковольтного кабеля со ступенчатым разрезом для использования в электрическом двигателе в соответствии с данным изобретением. Высоковольтный кабель 6 содержит один или более проводник 31, каждый из которых содержит множество жил 36, например, из меди, которые вместе образуют круглое поперечное сечение. Эти проводники 31 расположены в середине высоковольтного кабеля 6 и в показанном варианте осуществления изобретения окружены частичной изоляцией 35. Однако возможно, чтобы на одном из проводников 31 частичная изоляция 35 отсутствовала. В настоящем варианте осуществления изобретения проводники 31 вместе окружены первым полупроводящим слоем 32. Вокруг этого первого полупроводящего слоя 32 находится изолирующий слой 33, например,изоляция из полиэтилена с межмолекулярными связями, который, в свою очередь, окружен вторым полупроводящим слоем 34. Таким образом,понятие "высоковольтного кабеля" в этом применении не требует включения металлического экрана или внешней оболочки, которые обычно окружают такой кабель для распределительных электрических сетей. Фиг. 3-7 в виде базовых схем показывают примеры известных способов запуска, подходящих для вращающихся двигателей в установке, выполненной согласно настоящему изобретению. На чертежах использованы следующие обозначения:L - трехфазные обмотки статора. Фиг. 3 относится к способу трансформаторного запуска, фиг. 4 - к способу реакторного запуска, фиг. 5 - к способу запуска с использованием части обмотки, фиг. 6 - к способу запуска с конденсатором и фиг. 7 - к способу запуска с реактором и конденсатором. Конечно, возможны и другие комбинации способов запуска в установке, выполненной согласно изобретению. Таким образом, промышленные установки,содержащие один или более вращающихся электрических двигателей, созданных в соответствии с изобретением, могут быть присоединены прямо к высоковольтным сетям электроснабжения, т.е. сетям, имеющим напряжение 20 кВ или более, тем самым обеспечивая исключение, по меньшей мере, одного трансформатора. Использование силового кабеля с долговечной изоляцией, выполненной согласно изобретению, между электрическими двигателями,входящими в установку, и компактное размещение этих двигателей обеспечивает то, что электрические поля будут малы и высоковольтные вводы/выводы могут быть полностью исключены. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Высоковольтная электрическая установка, содержащая один или более двигателей, каждый из которых содержит, по меньшей мере,одну обмотку, причем обмотка, по меньшей мере, одного из двигателей содержит высоковольтный кабель, имеющий систему изоляции,содержащую, по меньшей мере, два полупроводящих слоя, каждый из которых образует по существу эквипотенциальную поверхность, и промежуточную твердую изоляцию между слоями. 2. Высоковольтная электрическая установка по п.1, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, один двигатель имеет одно или более напряжений подключения. 3. Высоковольтная электрическая установка по п.1 или 2, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, один из слоев имеет по существу тот же коэффициент теплового расширения, что и твердая изоляция. 4. Высоковольтная электрическая установка по любому из пп. 1-3, отличающаяся тем, что вс преобразование основной мощности проис 11 ходит в одном и том же электрическом двигателе. 5. Высоковольтная электрическая установка по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что изоляция размещена в кабеле (6), предназначенном для высокого напряжения и содержащем один или более токонесущих проводников (31),окруженных, по меньшей мере, двумя полупроводящими слоями (32, 34) с промежуточными изолирующими слоями (33) из твердой изоляции. 6. Высоковольтная электрическая установка по п.5, отличающаяся тем, что самый внутренний полупроводящий слой (32) находится по существу под тем же потенциалом, что и проводник (проводники) (31). 7. Высоковольтная электрическая установка по п.5 или 6, отличающаяся тем, что один из внешних полупроводящих слоев (34) выполнен так, что образует по существу эквипотенциальную поверхность, окружающую проводник(проводники) (31). 8. Высоковольтная электрическая установка по п.7, отличающаяся тем, что упомянутый внешний полупроводящий слой (34) соединен с заданным потенциалом. 9. Высоковольтная электрическая установка по п.8, отличающаяся тем, что заданный потенциал является потенциалом земли. 10. Высоковольтная электрическая установка по любому из пп.5-9, отличающаяся тем,что, по меньшей мере, два из упомянутых слоев имеют по существу одинаковый коэффициент теплового расширения. 11. Высоковольтная электрическая установка по любому из пп.5-7, отличающаяся тем,что токонесущий проводник содержит множество жил, только некоторые из которых не изолированы друг от друга. 12. Высоковольтная электрическая установка по любому из пп.1-11, отличающаяся тем,что обмотка образована кабелем, содержащим один или более токонесущих проводников (2),каждый из которых содержит множество жил,вокруг каждого проводника расположен внутренний полупроводящий слой (3), вокруг каждого внутреннего полупроводящего слоя (3) расположен изолирующий слой (4) из твердой изоляции, а вокруг каждого изолирующего слоя(4) расположен внешний полупроводящий слой(5). 13. Высоковольтная электрическая установка по п.12, отличающаяся тем, что кабель содержит также металлический экран и оболочку. 14. Высоковольтная электрическая установка по любому из предшествующих пунктов,отличающаяся тем, что статор двигателя охлаждается при потенциале земли посредством потока газа и/или жидкости. 15. Высоковольтная электрическая установка по любому из предшествующих пунктов, 001439(6) имеют площадь проводников от 40 до 3000 мм 2 и внешний диаметр кабеля от 10 до 250 мм. 16. Высоковольтная электрическая установка по любому из предшествующих пунктов,отличающаяся тем, что пусковой ток и/или ток короткого замыкания вращающегося электрического двигателя (двигателей) ограничен статической электрической машиной, т.е. реактором/индуктором, который временно и/или постоянно подключен последовательно с обмоткой якоря вращающейся электрической машины. 17. Высоковольтная электрическая установка по любому из предшествующих пунктов,отличающаяся тем, что нейтральная точка, по меньшей мере, одного из двигателей заземлена через некоторый импеданс. 18. Высоковольтная электрическая установка по любому из предшествующих пунктов,отличающаяся тем, что нейтральная точка, по меньшей мере, одного двигателя непосредственно соединена с землей. 19. Высоковольтная электрическая установка по любому из предшествующих пунктов,отличающаяся тем, что двигатель выполнен с возможностью работы в качестве генератора реактивной мощности с высокой кратковременной перегрузочной способностью. 20. Высоковольтная электрическая установка по любому из предшествующих пунктов,отличающаяся тем, что двигатель выполнен с возможностью подключения к распределительной или магистральной сети через соединительные элементы и без какого-либо понижающего трансформирования уровня напряжения. 21. Высоковольтная электрическая установка по любому из предшествующих пунктов,отличающаяся тем, что двигатель может быть подключен к распределительной или магистральной сети, имеющей напряжение, превышающее 36 кВ. 22. Высоковольтная электрическая установка по любому из предшествующих пунктов,отличающаяся тем, что обмотка двигателя выполнена с авторегулировкой возбуждения и не имеет вспомогательных средств управления возбуждением. 23. Высоковольтная электрическая установка, включающая один или более двигателей,каждый из которых содержит, по меньшей мере,одну обмотку, при этом обмотка, по меньшей мере, одного из двигателей содержит высоковольтный кабель с системой изоляции, которая имеет такие тепловые и электрические свойства,что допускает уровень напряжения, превышающий 36 кВ, причем упомянутый двигатель включает признаки, указанные в любом из пп.121. 24. Электрический двигатель, содержащий,по меньшей мере, одну обмотку, причем обмотка содержит высоковольтный кабель, имеющий слой изоляции, включающий, по меньшей мере,два полупроводящих слоя, каждый из которых образует по существу эквипотенциальную поверхность и промежуточную твердую изоляцию. 25. Электрический двигатель по п.24, отличающийся тем, что его статорная обмотка разделена на две части для осуществления пуска двигателя с использованием части обмотки. 14 26. Электрический двигатель по п.24 или 25, отличающийся тем, что он имеет одно или более напряжений подключения. 27. Электрический двигатель по любому из пп.24-26, отличающийся тем, что он включает признаки, указанные для двигателя установки по любому из пп.2-23.
МПК / Метки
МПК: H02K 3/40
Метки: двигателями, высоковольтные, электрическими, установки
Код ссылки
<a href="https://eas.patents.su/8-1439-vysokovoltnye-ustanovki-s-elektricheskimi-dvigatelyami.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Высоковольтные установки с электрическими двигателями</a>
Предыдущий патент: Способ изготовления горчичника, линия для его изготовления, горчичник, выполненный данным способом, и способ его упаковки
Следующий патент: Гидрогенераторная установка
Случайный патент: Полиморфные формы трет-бутилового эфира аторвастатина и их использование в качестве промежуточных соединений для получения аторвастатина