Виды деревообрабатывающего оборудования
Саяно-Шушенская ГЭС: опыт замены генераторного комплекса на элегазовое распределительное устройство

Преимущества установки сухих трансформаторов

Среди электротехнического оборудования, которое используется в процессах передачи и распределения энергии, ключевую роль играют силовые трансформаторы. Сфера их применения – это объекты электроэнергетики со своим комплексом городских сетей, ГЭС, ГРЭС, ТЭЦ, АЭС, промышленные предприятия, нефтегазодобывающая, перерабатывающая отрасли и железные дороги.
Вплоть до последней трети прошлого века в электрических сетях России использовались в основном силовые масляные трансформаторы. Данный факт обусловлен их относительно невысокой стоимостью. Однако подобное оборудование обладает такими недостатками, как пожароопасность и экологическая опасность утечки масла. Также существует необходимость постоянно контролировать уровень и качество жидкого диэлектрика. Всё вышеуказанное, безусловно, усложняет эксплуатацию масляных трансформаторов и не позволяет применять их на объектах, расположенных максимально близко к потребителям.
Именно поэтому в течение последних 40 лет появилась тенденция к применению сухих трансформаторов, которые представляют собой один их современных пожаро- и экологически безопасных типов оборудования. У них магнитная система и обмотки не погружены в жидкий диэлектрик, а охлаждаются воздухом. Такое оборудование можно устанавливать в непосредственной близости от потребителей или в жилых домах.
Сферы применения сухих трансформаторов
Сегодня масляные и сухие трансформаторы часто противопоставляются друг другу, причём довольно жёстко – «или-или». На самом деле «вопрос ребром» не совсем корректен – то или иное оборудование появляется на свет как ответ технического интеллекта на вызов потребностей общества. И сухие трансформаторы, и устройства с жидким диэлектриком появились в результате развития электротехники, так что и те и другие устройства чрезвычайно важны. Так, в магистральных электрических сетях и на электростанциях устанавливают исключительно масляные трансформаторы, т.к. конструктивно сложно создать сухое оборудование мощностью сотни мегавольт-ампер.
А вот у потребителей или на небольших распределительных подстанциях сухие трансформаторы уверенно занимают свою нишу. Именно они устанавливаются в местах, требующих повышенной безопасности – например, на территориях учебных заведений, в аэропортах, шахтах, метро, кинотеатрах, жилых зданиях. Кроме того, подобное оборудование должно применяться в местах с повышенными требованиями к охране окружающей среды – в курортных зонах, водозаборных станциях, спортивных сооружениях.
Сухие трансформаторы широко применяются и на промышленных предприятиях, металлургических комбинатах, химических производствах, объектах нефтегазовой отрасли. Это объясняется двумя причинами. Первая – нет необходимости в системе пожаротушения, что выгодно с точки зрения промышленных потребителей. Вторая – возможность расположения оборудования в непосредственной близости от центра нагрузки, что позволяет оптимизировать схему электроснабжения, а также свести к минимуму использование цепей низкого напряжения. Получается, даже при солидных начальных капиталовложениях современное оборудование позволяет экономить электроэнергию за счёт снижения потерь в кабельных сетях низкого напряжения.
Кроме того, сократить потери помогает и само оборудование. Так, компания АББ, лидер в производстве силового оборудования и технологий для электроэнергетики и автоматизации, разработала ультраэффективный сухой трансформатор серии EcoDry (типы DTEи RESIBLOC®), который позволяет сократить суммарные потери (холостого хода и короткого замыкания) для средних или сильных переменных нагрузок на 45%, а для высоких – на 30% по сравнению с обычными сухими трансформаторами. По подсчётам специалистов, внедрение таких трансформаторов может окупиться за несколько лет. Кроме того, снижаются выбросы углекислого газа, соответственно, уменьшается негативное воздействие на окружающую среду.
Конструктивные решения
Сегодня на рынке есть сухие трансформаторы с открытыми обмотками и с литой изоляцией. Каждый производитель применяет свои уникальные технологии, но в общих чертах конструктивно трансформаторы схожи.
В трансформаторах с открытыми обмотками электрическую изоляцию осуществляет соответствующая изоляция проводов, механическую прочность обеспечивают бандажные ленты, а охлаждается трансформатор воздухом, проходящим по специальным вертикальным и горизонтальным каналам.
Сейчас более распространены трансформаторы с литыми обмотками. Старейшая технология заливки обмоток – эпоксидными компаундами. Она известна с 1970-х годов и применяется многими производителями. Поначалу заливка обмоток проводилась в воздухе, это было просто и дёшево. Однако при таком способе в изоляцию обмоток попадали примеси, влага, пузырьки воздуха, что приводило к многочисленным частичным пробоям изоляции и последующему отказу трансформаторов. Для повышения надёжности технологию изменили, что позволило практически полностью избежать указанных проблем.
Правда, многолетний опыт эксплуатации сухих трансформаторов с литой изоляцией выявил некоторые недостатки, а именно:
üобразование трещин в изоляции обмотки при высоких нагрузках на трансформатор, первоначально находившегося в холодном состоянии, или при охлаждении обмоток отключённого трансформатора до температуры ниже -15…-20°С; образование трещин было вызвано тем, что при резких перепадах температур быстро нагревающийся материал обмотки (медь) разрывал эпоксидно-кварцевый корпус обмотки;
üнедостаточная стойкость к динамическим усилиям короткого замыкания; обмотки высокого и низкого напряжения составляют два независимых цилиндра обмоток, механическая прочность крепления которых в некоторых случаях оказывается недостаточной.
«Специалистами нашей компании была разработана новая технология производства трансформаторов с литой изоляцией – путём герметизации слоевых обмоток с использованием литьевой смолы и стеклонитей, – делится опытом Алексей Гаврилов, продакт-менеджер компании АББ. – Обмотки низкого и высокого напряжения связаны друг с другом посредством реек из стеклопластика и образуют единый твёрдый блок. Используя заполнение стекловолокном приблизительно на 80% и оптимальным образом сочетая поперечные и крестообразные направления стекловолокон в процессе намотки, удаётся получить чрезвычайно прочный блок обмоток с высокой механической прочностью, что исключает любое перемещение обмоток под действием поперечных или продольных сил. Это приводит к высокой устойчивости при коротких замыканиях и стабильности технических характеристик при воздействиях низких и высоких температур. Трансформаторы, изготовленные по такой технологии, получили фирменное название RESIBLOC®. За 40 лет эксплуатации в этих трансформаторах ни разу не было обнаружено трещин в изоляции (даже при коротком замыкании)».
Технические преимущества сухих трансформаторов
За последние годы технологии производства сухих трансформаторов значительно выросли. Так, ещё несколько лет назад общей проблемой данного оборудования являлось ограничение его максимальной мощности, обусловленное условиями охлаждения. Считалось, что предельная мощность сухих трансформаторов составляет 15 МВА. В настоящее время возможно изготовление трансформаторов по запатентованной технологии RESIBLOC® на 63 МВА и напряжением до 72,5 кВ.
Фото 1.ПС 35 /10кВ типа ST7 в г. Анадырь.
Кроме того, некоторые современные сухие трансформаторы могут устанавливаться в регионах с экстремальными климатическими условиями (см. фото 1). Правда, следует отличать оборудование, которое прошло испытание на эксплуатацию в условиях низких температур и испытание на хранение. Так, компания АББ является единственной, которая подтверждает «холодный старт» своих трансформаторов при минус 60С, т.е. оборудование сразу можно выводить на номинальную нагрузку без каких-либо подогревов и т.п.
«Мы испытывали наш трансформатор термическим ударом током, в 2,55 раза превышающим номинальное значение при -60С. Такого не делал никто, – отмечает Алексей Гаврилов (АББ). – Как правило, остальные производители проводят тесты током в 2 раза превышающим номинальный и при -25С».
Есть ещё одна важная особенность современных сухих трансформаторов, которая повлияла на их широкое распространение в промышленности – даже при солидных начальных капиталовложениях современное оборудование позволяет экономить электроэнергию за счёт снижения потерь в кабельных сетях низкого напряжения. Сократить потери помогает и само оборудование.


Просмотров 1 всего , 1 сегодня

Автор публикации

не в сети 24 часа

Энергострана.ру

Энергострана.ру — это информационный портал, освещающий ключевые события и тенденции в российском топливно-энергетическом комплексе (ТЭК). Энергострана.ру также выступает площадкой для публикации официальных материалов энергетических компаний, предлагает возможности по размещению и продвижению контента, а также решения в области контент-маркетинга, цифровой рекламы и PR, помогая компаниям эффективно взаимодействовать с аудиторией.
Комментарии: 0Публикации: 5068Регистрация: 11-05-2019

Заказ услуги

    Получить бесплатный период