Сухие и масляные трансформаторы

Силовые высоковольтные трансформаторы относятся к основному оборудованию электрических сетей. Конструкция трансформатора должна обладать рядом свойств, среди которых:

• обеспечение необходимой электрической прочности изоляции (главной, межвитковой и межслойной);
• эффективный отвод тепла, выделяемого обмотками и стальным сердечником.

Традиционно эти задачи решаются путём погружения активной части трансформатора в масло, обладающее специальными электроизоляционными свойствами. С развитием химической промышленности и синтезом новых композиционных материалов появилась возможность конструирования силовых трансформаторов высокого напряжения сухого типа, которые находят всё более широкое применение.

Конструктивные и эксплуатационные особенности масляных и сухих трансформаторов

Неотъемлемая часть конструкции масляного трансформатора — стальной бак, заполненный маслом, который также является корпусом, защищающим активную часть от внешних воздействий. Трансформаторное масло, обладающее хорошей текучестью, обеспечивает эффективное охлаждение активной части трансформатора.

Наружная часть бака может оборудоваться радиаторами для улучшения теплообмена с окружающим воздухом.

Изоляция сухих трансформаторов имеет несколько вариантов исполнения, из которых наиболее востребованы литые конструкции с применением эпоксидных компаундов. Технология заливки обмоток сухих трансформаторов включает вакуумирование, обеспечивающее заполнение промежутков между витками изолирующим составом. Охлаждение обмоток осуществляется в этом случае путём конвективного теплообмена компаундного массива с окружающим воздухом.

Основные достоинства сухих и маслонаполненных трансформаторов

• К эксплуатационным преимуществам сухих трансформаторов относятся:
• уменьшенные габариты по сравнению с маслонаполненным трансформатором той же мощности и напряжения за счёт отсутствия масляного бака;
• кардинальное снижение затрат на обслуживание ввиду отсутствия необходимости постоянного контроля состояния масла, его регенерации и замены;
• более низкий уровень капитальных затрат при строительстве подстанций, так как не требуется обустройство маслохозяйства;
• пожарная безопасность, обусловленная отсутствием горючего трансформаторного масла;
• отсутствие характерного запаха нефтепродуктов, свойственного маслонаполненным установкам, что расширяет сферу применения сухих трансформаторов;
• экологическая безопасность, отсутствие вероятности загрязнения нефтепродуктами почвы, воды и воздуха.

В свою очередь, применение маслонаполненных трансформаторов также не лишено положительных моментов:

• повышенная перегрузочная способность, связанная с лучшим отводом тепла;
• высокая ремонтопригодность, обусловленная лёгкостью разборки активной части и возможностью производства как полного, так и частичного её ремонта;
• надёжная защита масла, обмоток и магнитопровода от атмосферных воздействий благодаря наличию герметичного бака, что допускает открытую установку масляных трансформаторов в любых климатических зонах;
• масляный трансформатор дешевле сухого, хотя развитие производства и появление новых технологий может со временем изменить это соотношение.

Область применения сухих и маслонаполненных силовых трансформаторов

Выбор в пользу сухого или масляного трансформатора производится с учётом особенностей объекта установки, требований пожарной и экологической безопасности, технических характеристик оборудования.

Следует отметить, что в сегменте трансформаторов напряжением выше 35 кВ большой мощности для крупных распределительных подстанций и распределительных устройств электростанций альтернативы маслонаполненным трансформаторам пока не существует.

Наибольшее распространение сухие силовые трансформаторы имеют в распределительных сетях напряжением 6 – 10 – 35 кВ. Безусловное предпочтение сухим трансформаторам отдаётся в случаях установки на объектах с повышенными требованиями к пожарной безопасности — внутри цехов промышленных предприятий, жилых домов, офисных помещений, объектов городской инфраструктуры.

При установке сухих трансформаторов на предприятиях химической, нефтегазовой, металлургической отрасли не требуется установка дорогостоящих систем автоматического пожаротушения. Трансформаторы можно размещать в непосредственной близости от питаемого оборудования, сокращая длину кабельных связей.

Сравнительная таблица характеристик сухих и масляных трансформаторов