Электрическая энергия от стадии выработки на электростанциях до подачи в сети конечных потребителей претерпевает ряд трансформаций, заключающихся в изменении уровня её напряжения на электрических подстанциях. Основными элементами повышающих и понижающих подстанций являются силовые трансформаторы, рабочее напряжение которых может превышать 1000 кВ. До относительно недавнего времени изоляция и охлаждение обмоток трансформаторов высокого напряжения обеспечивались погружением их активной части в трансформаторное масло. Появление новых технологий производства твёрдых изоляционных материалов позволило конструировать сухие трансформаторы высокого напряжения.
Сухие трансформаторы в нашем ассортименте
Сухие трансформаторы обладают рядом преимуществ по сравнению с маслонаполненными:
- пониженный уровень пожарной опасности благодаря отсутствию горючего трансформаторного масла;
- отсутствие вероятности загрязнения окружающей среды, возникающего при утечке масла;
- низкий уровень эксплуатационных затрат, обусловленный тем, что сухие трансформаторы не требуют наличия маслохозяйства и регулярного контроля состояния масла.
Отсутствие характерного запаха нефтепродуктов, которым обладает трансформаторное масло, позволяет без ограничения устанавливать сухие трансформаторы внутри помещений, где работают люди. Техническое обслуживание этих устройств сводится к регулярному внешнему осмотру.
Конструктивные особенности сухих трансформаторов
Основу конструкции составляет активная часть трансформатора, которая включает в себя следующие элементы:
- магнитопровод или магнитный сердечник, набранный из тонких листов специальной электротехнической стали, обладающей высокой магнитной проницаемостью;
- обмотки низкого напряжения (НН), располагающиеся на стержнях магнитопровода;
- обмотки высокого напряжения (ВН), которые устанавливаются поверх обмоток НН и межобмоточной изоляции.
Для изготовления магнитопровода используются листы холоднокатаной электротехнической стали толщиной 0,27 мм, покрытые специальным изолирующим жаропрочным составом. Сердечник представляет собой набор большого количества тонких стальных пластин. Такая конструкция сердечника обеспечивает низкий уровень так называемых потерь в стали, или потерь холостого хода, обусловленных нагревом магнитопровода вихревыми токами Фуко. После сборки магнитопроводы закрепляются верхними и нижними ярмовыми балками, которые стягивают набор пластин с помощью болтового крепежа.
Для снижения потерь холостого хода также применяется специальная технология раскроя и сборки листовых заготовок, называемая «step – lap».
Фото 1. Пятипозиционная система стыковки пластин «step – lap»
Суть технологии «step – lap» заключается в том, что стыки листов в каждом слое сдвинуты друг относительно друга. Сборка магнитопровода по такой системе требует использования большого числа заготовок различной формы, поэтому раскрой и нарезка стали производится на специальных автоматизированных линиях с числовым программным управлением. Сложность изготовления сердечника по технологии «step – lap» компенсируется снижением его магнитного сопротивления и потерь холостого хода.
Каждая фаза обмотки НН сухого трансформатора представляет собой готовую конструкцию цилиндрической формы. Для изготовления токоведущей части используется лента из меди или алюминия. Намотка производится на автоматизированном оборудовании с одновременной укладкой изоляции между слоями и со стороны торцов. Для обеспечения эффективного охлаждения в конструкции обмотки НН предусматривается наличие вентиляционных каналов. Их количество зависит от мощности сухого трансформатора. Каналы выполняются с помощью профилей из стеклопластика, обладающего повышенной термостойкостью. Для защиты обмоток от воздействия атмосферной влаги, они покрываются электроизоляционными эмалями, окончательная полимеризация которых происходит под воздействием высокой температуры в специальных промышленных печах.
В целях контроля режима работы сухого трансформатора, обмотки НН оборудуются встроенным датчиком температуры, который является основным элементом тепловой защиты.
Обмотки ВН сухих трансформаторов состоят из нескольких секций, которые соединяются между собой последовательно. Изготовление обмотки выполняется автоматически с использованием ленточных заготовок из меди или алюминия. Герметизация обмоток ВН производится более тщательно, чем это делается при изготовлении обмоток низкого напряжения. Подготовленная обмотка заливается эпоксидным компаундом. Для того, чтобы изолирующим составом заполнились мельчайшие щели и зазоры, процедура выполняется в специальной камере, в которой создаётся глубокий вакуум путём откачки воздуха.
Габаритный чертеж сухого трансформатора 100 кВА
В зависимости от условий эксплуатации, сухие трансформаторы комплектуются защитными кожухами, обеспечивающими требуемую степень защиты активной части. Кожух выполняется из тонколистовой стали и защищает трансформатор от атмосферных осадков, механических воздействий, а также препятствует приближению людей к токоведущим частям. Стенки кожуха оборудованы отверстиями для вентиляции и съёмными панелями для производства осмотров и технического обслуживания.
Массогабаритные показатели сухих трансформаторов в защитном кожухе
|
Габаритные размеры (мм, не более) |
||||
|
Номинальная мощность кВА |
L (длина) |
B (ширина) |
H 1 (полная высота) |
Масса |
|
25 |
725 |
555 |
870 |
365 |
|
40 |
820 |
85 |
920 |
425 |
|
63 |
900 |
650 |
985 |
655 |
|
100 |
900 |
650 |
985 |
655 |
|
160 |
980 |
650 |
1175 |
1010 |
|
250 |
1035 |
700 |
1215 |
1270 |
|
400 |
1120 |
795 |
1280 |
1550 |
|
630 |
2100 |
1150 |
1655 |
2410 |
|
1000 |
2000 |
1200 |
1900 |
2870 |
|
1600 |
2100 |
1150 |
1655 |
2410 |
|
1250 |
2010 |
1300 |
2300 |
4100 |
|
2500 |
2850 |
1455 |
2735 |
4100 |
Область применения сухих трансформаторов
Современные технологии пока не позволяют использовать только твёрдые изоляционные материалы при производстве трансформаторов на напряжение свыше 35 кВ, что несколько сужает сферу использования сухих трансформаторов. Тем не менее, существует ряд областей, в которых их присутствие постоянно увеличивается:
- внутрицеховые подстанции крупных промышленных предприятий, обеспечивающие электроснабжение отдельных производственных комплексов;
- тяговые подстанции, снабжающие энергией наземный транспорт с электроприводом;
- электроснабжение объектов различного назначения, отличающихся повышенными требованиями к пожарной безопасности.
Применение сухих трансформаторов в химической, металлургической, нефтегазовой областях имеет ряд преимуществ. Электрооборудование такого типа может располагаться в непосредственной близости от питаемых технологических установок. Благодаря низкой пожароопасности таких электроустановок снижаются требования к наличию систем автоматического пожаротушения, что приносит существенную экономию.
Компания «ЭНЕРГОПРОМ – АЛЬЯНС» предлагает широкий спектр сухих трансформаторов любого исполнения и класса напряжения до 35 кВ собственного производства, а также готовые решения в области проектирования и строительства электроподстанций.
Мы осуществляем доставку электрооборудования по всей территории Российской Федерации.
Для заказа сухого трансформатора или консультации свяжитесь с нашим специалистом, воспользовавшись любым из представленных на сайте контактов.