Сухие трансформаторы
Содержание
Введение
Сухие трансформаторы. Надежность и безопасность
Сухие трансформаторы ТСГЛ, ТСЗГЛ, ТСЗГЛФ
Технические характеристики
Трансформаторы сухие серии ТСЗГЛ мощностью от 160 до 2500 кВА,
напряжением до 10 кВ.
Заключение
Список используемых источников
Введение
Сухие трансформаторы предназначены для преобразования
электроэнергии в сетях энергосистем и потребителей электроэнергии переменного
тока номинальной частоты 50 Гц.
Предназначены для работы в помещениях, в условиях умеренного
климата от плюс 40оС до минус 45оС.
Обо все этом и многом другом я сейчас все расскажу.
Сухие
трансформаторы. Надежность и безопасность
В современной конкурентоспособной эффективной экономике
России приоритетным направлением является развитие энергетического комплекса.
Среди разнообразного электротехнического оборудования, используемого при
передаче и распределении энергии, одну из ключевых ролей играют силовые
трансформаторы.
Основная область применения трансформаторов это объекты
электроэнергетики со своим комплексом городских электросетей, ТЭЦ, ГЭС, ГРЭС,
АЭС; промышленные предприятия; горная, цветная, черная металлургия;
нефтегазодобывающая и перерабатывающая отрасль, а также железные дороги.
Электроснабжение такого огромного количества объектов требует
разветвленной сети трансформаторных подстанций. При этом в каждых отраслях
существуют свои планы строительства новых и реконструкции существующих. Все это
активно стимулирует рынок трансформаторного оборудования и, как следствие,
увеличивается количество различных типов и марок предлагаемых трансформаторов.
В условиях современной эксплуатации к трансформатору, как к
основному элементу подстанции, предъявляются жесткие требования. Причем как к
основным техническим характеристикам, так и к экологичности (отсутствию ядовитых
выбросов при авариях в подстанциях, разливу электроизоляционной жидкости).
В России на большинстве объектов установлены и
устанавливаются масляные трансформаторы. В большинстве случаев это обусловлено
их относительно невысокой стоимостью. Однако масляные трансформаторы обладают
рядом серьезных недостатков, такими как: пожароопасность и экологическая
опасность утечки масла. Кроме этого существует постоянная необходимость
осуществлять контроль уровня и качества масла. Это, безусловно, усложняет их
эксплуатацию и не позволяет применять масляные трансформаторы на объектах,
расположенных максимально близко к потребителям. Также их масса и габаритные
размеры превышают аналогичные по мощности сухие трансформаторы.
Быстрое развитие научного прогресса и повышенные нормы
безопасности при эксплуатации высоковольтного оборудования, все это позволило
ввести в эксплуатацию другой тип оборудования - сухие трансформаторы.
Если говорить об особенностях различных вариантов
конструктивного исполнения и технологий изготовления сухих трансформаторов,
представленных на российском рынке, то наиболее критичный и ответственный
элемент конструкции сухого трансформатора, определяющий его потребительские
свойства, это обмотки высокого напряжения. Их качество зависит от используемых
материалов и технологии изготовления.
Следует заметить, что после пропитки несколько снижается
электропрочность изоляции, но из-за разнесения функций обеспечения изоляции и
механической жесткости на разные материалы, такая технология дает возможность
длительной эксплуатации оборудования при циклических тепловых нагрузках без
снижения электрических характеристик изоляции.
При изготовлении сухих трансформаторов с открытыми обмотками,
используются изоляционные свойства проводников обмотки из стеклошелка или
номекса и твердые изоляционные материалы в виде специальных прессованных
профилей. Они придают одновременно и механическую жесткость конструкции, и
обеспечивают изоляционные свойства трансформатора. При использовании
изоляционных профилей и высокопрочных изоляторов из фарфора, в конструкции
трансформатора формируются вертикальные и горизонтальные каналы для охлаждения,
что эффективно охлаждает обмотки.
В последнее время на рынке России появились сухие
трансформаторы с литой обмоткой. В них механическая жесткость конструкции
обмотки обеспечивается применением специальных наполнителей. Она состоит из
эпоксидной смолы с инертными и огнестойкими наполнителями. При этом процесс
смешивания и заливки осуществляется в вакууме. Это позволило существенно
улучшить механические, теплопроводящие и противопожарные свойства
трансформаторов с литой изоляцией. Такая технология придает обмоткам высокие
диэлектрические свойства с предельно низким уровнем возникновения частичных
разрядов.
Кроме этого, литая обмотка дает возможность в небольших
габаритных размерах получить мощные сухие трансформаторы для использования в
сетях с более высоким уровнем напряжения.
Преимущества сухим трансформаторам дают новые изоляционные
материалы, современные принципы конструирования и технологии изготовления.
В настоящее время рынок сухих трансформаторов в России
представлен в основном продукцией зарубежных производителей, таких как
Schneider Electric, ABB, Siemens, GBE s. r. l, HTT, Bez Transformatory и др.
Доля российских производителей подобного силового
оборудования с использованием современных технологий на сегодняшний день
значительно меньше. Хотя открытие новых производственных объединений и
постоянное расширение ассортимента в рамках одного производства российскими
участниками рынка, позволяет судить о значительном приросте производства
российских сухих трансформаторов в скором будущем.
Сухие
трансформаторы ТСГЛ, ТСЗГЛ, ТСЗГЛФ
Сухие трансформаторы силовые трехфазные с геафолевой литой
изоляцией ТСГЛ, ТСЗГЛ (с вводами ВН внутри кожуха) и ТСЗГЛФ (с вводами ВН,
выведенными на фланец, расположенный на торцевой поверхности кожуха)
напряжением до 10 кВ предназначены для преобразования электроэнергии в сетях
энергосистем и потребителей электроэнергии переменного тока номинальной частоты
50 Гц.
Сухие трансформаторы предназначены для работы в помещениях, в
условиях умеренного климата (от плюс 40оС до минус 45оС).
Относительная влажность воздуха 75 % при 15оС. Окружающая среда
невзрывоопасная, не содержащая пыли в концентрациях, снижающих параметры
изделий в недопустимых пределах.
Высота установки над уровнем моря не более 1000 м.
Сухие трансформаторы комплектуются обмотками фирмы
"Siemens". Класс нагревостойкости обмоток F.
Для изоляции обмоток используется эпоксидный компаунд с
кварцевым наполнителем (геафоль). Дополнительно обмотки усилены стеклотканью,
что исключает возникновение трещин в эпоксидном компаунде даже при перегрузке
трансформаторов. Геафоль не оказывает вредного влияния на окружающую среду, не
выделяет токсичных газов даже при воздействии дуговых разрядов. Благодаря такой
изоляции обмотки не требуют технического обслуживания.
Сухие трансформаторы могут работать в сетях, подверженных
грозовым и коммутационным перенапряжениям, имеют низкий уровень шума, имеют
высокую устойчивость к токам короткого замыкания.
Сухие трансформаторы обеспечивают полную экологическую и
пожарную безопасность, могут устанавливаться в местах, требующих повышенной
безопасности (метро, шахтах, кинотеатрах, жилых и общественных зданиях), в
местах с повышенными требованиями к охране окружающей среды (водозаборных
станциях, спортивных сооружениях, курортных зонах), на промышленных
предприятиях, металлургических комбинатах, химических производствах,
электростанциях в непосредственной близости от центра нагрузки, что позволяет
избежать издержек, связанных со строительством подстанций, обеспечивает
экономию распределительных шин и кабелей низкого напряжения, уменьшает в них
потери электроэнергии.
Регулирование напряжения до ±5 % ступенями 2,5 %
осуществляется на полностью отключенном трансформаторе (ПБВ) путем перестановки
перемычек.
Для защиты от перегрева по заказу потребителя сухие
трансформаторы комплектуются устройством тепловой защиты, управляемым
термисторами, встроенными в обмотки НН. По заказу потребителя могут
поставляться виброгасящие подкладки.
Степень защиты сухих трансформаторов ТСГЛ - IР 00, ТСЗГЛ и
ТСЗГЛФ - IР 21. Схема и группа соединения обмоток - Д/Ун-11, У/Ун-0,
номинальное напряжение НН - 400В.
Технические
характеристики
Силовые трансформаторы типа ТСЗГЛ мощностью от 100 до 2500 кВА
с номинальным напряжением первичной обмотки (высокого напряжения) до 20 кВ
включительно и вторичной обмотки (низкого напряжения) - 0,4 кВ. Регулирование
напряжения - переключение без возбуждения с помощью перемычек на ± 5% или ±
2,5% UH.
Условия эксплуатации:
· температура окружающего воздуха: от - 25oС
до +40 oС;
· высота установки над уровнем моря - не
более 1000 м;
· окружающая среда - невзрывоопасная, не
содержащая токопроводящей пыли.
Конструкция трансформаторов
Трансформаторы состоят из следующих основных сборочных
единиц:
· магнитопровода;
· обмоток, размещенных на магнитопроводе
(активной части);
· отводов (вводов, шин НН и ВН);
· защитного кожуха.
Магнитопровод изготавливается из высококачественной
электротехнической стали. Обмотки НН изготавливаются из алюминиевой или медной
фольги и заливаются эпоксидной смолой. Обмотки ВН изготавливаются как
катушечные, так и слоевые, в зависимости от мощности и напряжения. Высокая
технология заливки под глубоким вакуумом, запечки в электротехнических печах по
специальной температурной программе гарантирует стабильное качество обмоток,
высокую устойчивость к токам короткого замыкания.
Класс нагревостойкости обмоток - F, обмотки окрашены в коричневый
цвет.
Трансформаторы с кожухом по требованию заказчика поставляются
в следующих исполнениях:
· с возможностью подключения силовых кабелей
через дно оболочки;
· с шинными выводами ВН и НН на узкие
стороны трансформатора;
· с выводами шин ВН и НН через крышку
трансформатора.
Защитные оболочки обеспечивают доступ к трансформатору через
съемные панели на длинной стороне трансформатора. Трансформаторы с этими
обмотками обладают преимуществами перед другими сухими трансформаторами:
· они могут работать в сетях, подверженных
грозовым и коммутационным перенапряжениям;
· имеют сниженный уровень шума;
· имеют высокую стойкость к механическим
усилиям, возникающим в режиме короткого замыкания;
при применении трансформаторов обеспечивается полная
экологическая и пожарная безопасность.
Трансформаторы
сухие серии ТСЗГЛ мощностью от 160 до 2500 кВА, напряжением до 10 кВ.
Трансформаторы серии ТСЗГЛ - сухие силовые трансформаторы с
изоляцией из литьевой смолы, понижающие трехфазные двухобмоточные, общего
назначения, нормального конструктивного исполнения, мощностью от 160 до 2500
кВА, напряжением до 10 кВ. Сухие трансформаторы ТСЗГЛ предназначены для
преобразования электрической энергии в электросетях трехфазного переменного
тока частотой 50 Гц. Устанавливаются в промышленных помещениях и общественных
зданиях, к которым предъявляют повышенные требования в части
пожаробезопасности, взрывозащищенности, экологической чистоты. Трансформаторы
ТСЗГЛ доступны в корпусах до IP 20. Технические характеристики трансформаторов ТСЗГЛ
и ТСГЛ
Трансформаторы силовые сухие серии ТСЗН мощностью от 40 до
1600 кВА, напряжением до 10 кВ.
Сухие трансформаторы ТСЗН - силовые трансформаторы с
изоляцией из литьевой смолы, двухобмоточные, общего назначения, мощностью от 40
до 1600 кВА, напряжением до 10 кВ, используются во многих отраслях народного
хозяйства. Силовые трансформаторы ТСЗН предназначены для преобразования
электрической энергии в электросетях трехфазного переменного тока частотой 50
Гц. Сухой трансформатор ТСЗН может быть установлен в промышленных помещениях и
общественных зданиях, к которым предъявляются повышенные требования в части
пожаробезопасности, экологической чистоты. Максимально удобная в обслуживании
модель кожуха взрывозащищенности. Предусмотрена дополнительная комплектация
шинными мостами со стороны ВН и НН. С корпусом до IP20.
Трансформаторы сухие ТСЛ мощностью от 160 до 2500 кВА
напряжением до 33 кВА.
Трёхфазные сухие трансформаторы ТСЛ с изоляцией из литьевой
смолы, разработаны специально для установки во встроенные подстанции. Сухие
трансформаторы ТСЛ характеризуются уменьшенными габаритами, пониженным уровнем
шума и минимальными эксплуатационными затратами. Трансформаторы ТСЛ
пожаробезопасны (в качестве диэлектрика используется огнестойкая, самогасящая
смола), экологически чисты (не выделяют вредных веществ во время пожара,
отсутствует проблема выброса масла), устойчивы к воздействию пыли, влаги и
плесени.
Starkstrom Geratebau
Производственная история немецкого концерна Starkstrom
Geratebau (SGB), входящего в мировую десятку крупнейших производителей силовых
трансформаторов, берет свое начало в 50-х годах ХХ столетия. Головное
предприятие находится в г. Регенсбург (федеральная земля Бавария). Заводы
концерна поставляют масляные и сухие трансформаторы практически на все
континенты земного шара, не исключая такие страны, как Япония, Арабские
Эмираты, Австралия и даже США.
Руководство концерна сравнительно недавно обратило внимание
на потребности российского рынка. Сегодня в РФ имеется совсем небольшой
институт официальных представителей, одним из которых является с июня 2007 г. и
ООО "Трансмаркет". Наибольший интерес у российского потребителя
вызывают трансформаторы сухого типа с литой изоляцией, усиленной
стекловолокном, мощностью от 400 до 2500 кВА. На эти мощности получен
сертификат соответствия от "Стандартэлектро-С".
Помимо знаменитого немецкого качества исполнения, сухие SGB
отличает специфичная технология изготовления многослойных обмоток с
вентиляционными каналами, подразумевающая более равномерное распределение в них
напряжения, что в свою очередь обеспечивает сниженные потери, повышенную
нагревостойкость, безопасность и компактность (SGB обогнал многих конкурентов,
уменьшив габариты по высоте и ширине). Имеются и специальные серии
трансформаторов с улучшенными и значительно улучшенными характеристиками. Цена
же на стандартные серии для России оптимизирована и гораздо интереснее цен
конкурентов из Западной Европы. Не менее интересны и недолгие сроки
изготовления - от 8 до 10 недель.
Трансформаторы SGB с литой изоляцией являются чрезвычайно
пожаростойкими. Результаты независимой экспертизы "Объединения поддержки
немецких пожарников" показывают, что поджог трансформаторов с помощью
простых средств невозможен.
Другими отличительными особенностями трансформаторов с
изоляцией литьевой смолой являются:
вакуумная заливка в форму;
практическое отсутствие TE < 10 pC;
каналы охлаждения для уменьшения нагрева;
стекловолоконный материал обеспечивает высокую механическую
прочность. Для пропитки изоляции из стекловолокна SGB использует эпоксидную
смолу. Эта смесь точно подобрана с учетом соответствующих требований к
трансформаторам;
в связи с низкой опасностью пожара трансформаторы могут быть
установлены в центре нагрузок в сети. Это экономит капиталовложения и снижает
затраты на электроэнергию;
отсутствие ограничений места монтажа.
Эпоксидная смола, используемая для пропитки изоляции из
стекловолокна, подобрана с учетом условий работы трансформатора. В течение
нескольких месяцев на моделях обмоток проводятся испытания на старение при
повышенных температурах или экстремальных условиях окружающей среды. При этом
было подтверждено особо высокое качество заливки трансформатора и большие резервы
нагрева. Система изоляции превышает требования класса F и выполняет требования
американского класса 150°C / 40000 часов.
Придирчивая и жесткая методика испытаний, которой подвержен
любой выходящий из производственного цикла трансформатор, позволяет смело
рекомендовать продукцию SGB для суровых климатических условий Российской
Федерации.
Заключение
Мы рассмотрели все серии сухих трансформаторов мощностью от
40 до 2500 кВА при разном напряжении. Главное преимущество сухих
трансформаторов - отсутствие горючего масла. Для промышленных предприятий, где
окружающая среда не допускает использования масляных трансформаторов,
характерно использовать сухие трансформаторы небольшой мощности.
Список
используемых источников
1. http://www.matic.ru/index.
php? pages=158 <http://www.matic.ru/index.php?pages=158>
. <http://www.betrans.ru/tsgl.html>
. <http://www.elec.ru/doska/posts/r0/1233218666/>
. http://www.mitek.
spb.ru/index. php? good=23 <http://www.mitek.spb.ru/index.php?good=23>
. http://www.matic.ru/index.
php? pages=158 <http://www.matic.ru/index.php?pages=158>