Трансформаторы силовые сухие: Трансформаторы силовые сухие — что это и их назначение.

устройство, принцип работы, технические характеристики

Для преобразования электрических величин при передаче и потреблении используется различное трансформаторное оборудование. Среди большого разнообразия данного типа электрических машин существуют модели с различным типом изоляции, количества фаз и охлаждения. Отдельным видом трансформаторного оборудования является сухой трансформатор, который постепенно вытесняет маслонаполненные агрегаты.

Содержание

Что такое сухой трансформатор?

Понятие сухого трансформатора подразумевает, что пространство между обмотками и корпусом не заполнено жидким диэлектриком. Идея сухих преобразователей появилась относительно давно, однако их практическая реализация всячески тормозилась из-за отсутствия подходящих технических средств.

Поэтому на начальных этапах их изготавливали для внутренней установки в сухих помещениях, маломощных приборов с закрытым корпусом, лабораторных образцов и т.д. Но с появлением технологий и материалов, которые позволили не накапливать влагу из окружающего пространства, их сфера применения расширилась и на открытую часть электроустановок высоковольтного напряжения.

Конструкция и принцип работы

Конструкция сухого трансформатораКонструкция сухого трансформатора

Конструкция сухого агрегата практически не отличается от классического масляного трансформатора.

Среди элементов силовых трансформатором с воздушным охлаждением выделяют:

  • Магнитопровод – является элементом передачи магнитодвижущей силы между обмотками. Чаще всего изготавливается из шихтованной, ленточной или пластинчатой стали. По конструкции сердечники трансформаторов сухого типа могут быть  стержневыми, кольцевидными или броневыми.
Магнитопровод трансформатораРис. 2. Магнитопровод трансформатора
  • Обмотки – представляют собой элемент для протекания электрического тока и формирования электромагнитного взаимодействия, последующей генерации ЭДС и МДС. Для изготовления обмоток применяются медные или алюминиевые проводники, круглого или прямоугольного сечения. Как и в силовых масляных трансформаторах, обмотки высокого напряжения размещаются на обмотках низкого, а в маломощных могут разноситься по полюсам сердечника.
Обмотки сухого трансформатораРис. 3. Обмотки сухого трансформатора
  • Изоляция обмоток – применяется для электрического отделения токоведущих частей от заземленных, их защиты от воздействия окружающей среды. Литая изоляция производится электротехническим лаком, полиамидными и эпоксидными смолами, может покрываться полимерными составом, пропитанной тканью и прочими. В состав большинства материалов включаются антипирены – вещества, приводящие к самозатуханию при возгорании.
  • Соединительные стяжки, болты, рамы, распорки и другие вспомогательные детали, обеспечивающие надежное закрепление и фиксацию всех частей. В каждой конкретной модели могут применятся все или только некоторые из вышеперечисленных.
  • Защитный кожух или корпус – необходим для предотвращения приближения к токоведущим частям на недопустимое расстояние. Изготавливается специальный кожух из металла, а при работе заземляется.
Сухой трансформатор в корпусеРис. 4. Сухой трансформатор в корпусе
  • Изоляторы – необходимы для вывода концов обмоток высокого и низкого напряжения через корпус.

Принцип действия заключается в подаче напряжения на первичную обмотку сухого трансформатора, после чего по ней начинает протекать электроток. От направленного движения заряженных частиц возникает электромагнитный поток, наводящий во вторичной обмотке ЭДС. Которая и обеспечивает разность потенциалов во вторичной обмотке и возможность для протекания тока при подключении номинальной нагрузки.

Всего существует три типа обмоток в сухих агрегатах – открытые, монолитные и литые. Из-за применения монолитных и литых обмоток трансформаторы этой серии значительно хуже отводят тепло, поэтому в них используются проводники большего сечения. А в ходе работы отвод тепловой энергии может потребовать принудительной подачи воздуха или большего пространства в корпусе, наличия дополнительных вентиляционных каналов для отвода воздушных масс.

Система вентиляции трансформатораРис. 5. Система вентиляции трансформатора

Технические параметры

Перед установкой сухого трансформатора важно точно определить его технические характеристики, которые предоставят базовую информацию о пригодности агрегата для работы в тех или иных условиях.

Среди наиболее важных параметров выделяют:

  • Номинальная мощность – определяет объем перерабатываемой электроэнергии для сухого трансформатора.
  • Номинальное напряжение – показывает значение уровня напряжения, которое может подаваться на каждую из обмоток высокого, среднего и низкого потенциала.
  • Перегрузочный коэффициент – показывает, на какую величину рабочая нагрузка может превышать значение номинального тока.
Перегрузочная способностьРис. 6. Перегрузочная способность
  • Коэффициенты потерь холостого хода и короткого замыкания
    .
  • Степень пыле- влагоустойчивости и климатического исполнения – определяет внешние условия, при которых допускается эксплуатировать агрегат и сохраняется прочность изоляции.
  • Габаритные размеры и масса сухого трансформатора.

Область применения

Практическое применение сухих трансформаторовРис. 7. Практическое применение сухих трансформаторов

В виду повсеместного использования электрической энергии для всех производственных и технологических процессов сухие трансформаторы, как высоковольтные преобразователи имеют довольно широкое применение. Их используют для электроснабжения систем наземного электрифицированного транспорта,  тяговых и трансформаторных подстанций, питания производственных цехов. Кроме промышленного сектора сухие агрегаты используются в сельскохозяйственной отрасли, для торговых комплексов, курортных баз и поселков. В быту они применяются для электропитания многоквартирных домов, школ и дошкольных заведений.

Область применения слаботочных сухих трансформаторов малой мощности практически ничем не ограничена. Это всевозможные бытовые приборы, устройства и приспособления малой механизации, преобразователи и сварочное оборудование.

Преимущества и недостатки

В сравнении с широко применяемыми маслонаполненными электрическими машинами, сухие трансформаторы обладают рядом преимуществ:

  • Не наносят вреда экологии местности в случае аварийной ситуации, в отличии от вытекающего трансформаторного масла.
  • Более просты в обслуживании – нет нужды контролировать химический состав трансформаторного масла, температуру вспышки, производить слив для вскрытия крышки и т.д. Что существенно сокращает затраты собственника на текущее содержание сухого трансформатора.
  • Обеспечивает высокую степень безопасности в аварийных ситуациях – отсутствует угроза возгорания масла, температурного расширения с последующим взрывом и т.д.
  • Отличаются простотой конструкции, так как нет необходимости обеспечивать герметичность корпуса.
  • Мощные модели обладают сравнительно меньшим весом из-за отсутствия жидкого диэлектрика.

Но, наряду с преимуществами сухие трансформаторы обладают и некоторыми недостатками. Во-первых, такое оборудование будет иметь сравнительно большие габариты, которые увеличиваются пропорционально увеличению мощности трансформатора. Это обуславливается необходимостью обеспечить достаточную ширину воздушного зазора для охлаждения. Во-вторых, из-за применения литой изоляции при низких температурах или их перепадах возможно механическое напряжение в диэлектрике, что может привести к его локальному разрушению в трансформаторе.

Сухие силовые трансформаторы. Выбор, устройство, характеристики трансформаторов.
Силовые трансформаторы являются одними из важнейших элементов электрических сетей и электроустановок. Ранее, вплоть до последней трети прошлого веко, в электросетях исключительно использовались силовые масляные трансформаторы. Однако за последние 40 лет вместо них все более широко стали применять сухие силовые трансформаторы, представляющие собой один из современных пожаро- и экологически безопасных типов трансформаторов, у которых магнитная система и обмотки не погружены в трансформаторное масло, кремнийорганическую жидкость (КОЖ) или какой-либо другой жидкий диэлектрик.

Этим сухие трансформаторы существенно отличаются от традиционных конструкций пожаро- и экологически опасных масляных трансформаторов, которые, с целью устранения опасности возгорания масла и бумажно-масляной изоляции, необходимо размещать в специально оборудованных помещениях с огнеупорными наружными стенами, потолками и полами, а также маслоприемника- ми в виде ям для стекания масла, или же помещать их в от-дельные камеры с выходом наружу. К тому же масляные трансформаторы в отличие от сухих трансформаторов требуют постоянного технического обслуживания, что ведет к дополнительным эксплуатационным расходам.

Сухие силовые трансформаторы по сравнению с масляными трансформаторами имеют целый ряд преимуществ, основные из которых приведены в таблице 1.

Наименование преимущества Характеристика преимущества
Надежность Высокийуровень надежности, достигнутый благодаря технологическому прогрессуизготовления Высокая устойчивость к переменному и ударному напряжениюОтсутствие частичных разрядов Возможность работы с перегрузкой

Стойкость к условиям повышеннойвлажности и загрязненности

Экономичность

Возможность оптимизацииэлектросетей благодаря установкесухих трансформаторов в центрах потребления электроэнергии, что снижаетпотерив ЛЭП и затраты на кабель в сетях низкого напряжения Простотаперенастройки приизменении условий эксплуатации
Отсутствие необходимости иметь специальные помещения дляустановки трансформаторов

Экологичность                Отсутствиев трансформаторе масла устраняет угрозу загрязнения окружающей средыпри егоутечке Трудновозгораемость, исключительно высокий уровеньпожаробезопасностиОтсутствие в случае пожара выброса в окружающую среду токсичных и едкихгазовНизкий уровень шума
Стойкостьк воздействию окружающей среды

Возможность работы приповышенной и пониженной температуре ивысокой влажности воздуха Возможность работы в условиях солесодержащей,агрессивной атмосферы, при наличии металлической пыли

Гибкость

Возмсжность существенного (до50%) увеличения мощноститрансформатора посредством установки вентиляторов охлаждения
Разнообразие вариантов техники подключения

Компактность

Минимальная занимаемая площадьввиду компактности размеровсухих трансформаторов, что позволяет выгоднее использовать пространствопроизводственных помещений

Необслуживаемость

Обслуживание практическиполностью исключается и сводится кпериодическому проведению визуальных осмотров

Улучшенныемассогабаритные характеристики
Сухиетрансформаторы имеют низкие потери XX и КЗ, характеризуются высокойстойкостьюк КЗ и длительным тепловым перегрузкам
Технологичность

Сходная с маслянымитрансформаторами технология изготовленияБольшая доступность основных изоляционных материалов

Таблица 1

Хотя маломощные однофазные сухие трансформаторы применялись в устройствах радиотехники, автоматики, сигнализации, связи и т.п. еще в первой половине прошлого века, технология производства силовых одно- и, в особенности, трехфазных сухих трансформаторов, предназначенных для преобразования электроэнергии в электросетях и электроустановках, была разработана намного позднее - в последней трети прошлого века.
За тридцатилетний период времени мощность сухих трансформаторов удалось повысить в 40 раз (с 0,5 до 20 МВА), рабочее напряжение - в 2 раза (с 18 до 36 кВ), испытательное напряжение - в 2,5 раза (с 80 до 200 кВ), что позволило наладить серийный выпуск различных конструкций сухих трансформаторов, которые согласно международному стандарту МЭК-726 имеют классификацию, приведенную в табл.2.

Наименованиетипов сухих трансформаторов

Общая характеристикаособенностей конструкции трансформатора

Герметичные

Трансформатор окружен воздухомили помещен в защитный кожух,уплотненный таким образом, что отсутствует заметный обмен между еговнутреннимобъемом и окружающей атмосферой

Полностьюпомещенные в геометичный кожух

Конструкция трансформаторатакова, что окружающий воздух неохлаждает его магнитную систему и обмотки, однако он может сообщаться сатмосферой

Защищенные Защитныйкожух трансформатора выполнен так, что окружающий воздух можетнепосредственноохлаждать магнитную систему и обмотки трансформатора
Незащищенные УTpaнсформатора отсутствует защитный кожух, а его магнитная система иобмоткиохлаждается окружающим воздухом

Таблица 2

Отметим, что применение трансформаторов в электроустановках обеспечивает возможность генерирования электроэнергии на одном уровне напряжения, а для минимизации потерь на ее передачу использовать более высокое напряжение. При этом передача электроэнергии на большие расстояния от места ее производства до места потребления требует применения в современных электросетях не менее 5-, 6-кратной трансформации, осуществляемой путем применения повышающих и понижающих трансформаторов. Поэтому, вследствие необходимости распределения энергии по разным радиальным направлениям между многими потребителями, требуется устанавливать значительно большее количество отдельных трансформаторов по сравнению с количеством генераторов. При этом суммарная мощность трансформаторов в сети на каждой следующей ступени трансформации с более низким напряжением в целях более свободного маневрирования электроэнергией выбирается обычно большей, чем мощность предыдущей ступени более высокого напряжения. Поэтому общая мощность всех трансформаторов, установленных в электросетях, в настоящее время превышает общую мощность генераторов не в 5-6, а в 7-8 раз. В связи с этим важнейшими задачами являются: повышение качества силовых трансформаторов, использование прогрессивной технологии их производства, экономия материалов при их изготовлении и достижение как можно более низких потерь энергии при их работе в сети.

Хотя КПД подавляющего большинства современных трансформаторов составляет 98...99% и более, однако из-за необходимости многократной трансформации энергии и установки в связи с этим в сетях трансформаторов общей мощностью, в 7-8 раз превышающей мощность генераторов, общие потери энергии во всем парке транс-форматоров являются достаточно большими. Так, в сере-дине 50-х годов прошлого века они составляли около 6% всей энергии, выработанной электростанциями, а в последующие годы, когда потери XX были снижены до 50%, а потери КЗ - на 20...25%, общие потери в парке трансформаторов несколько уменьшились. Еще большего уменьшения этих потерь можно достичь за счет широкого применения сухих силовых трансформаторов, имеющих низкие потери XX и КЗ.

Область применения сухих силовых трансформаторов благодаря их многочисленным достоинствам, указанным в табл.1, достаточно обширна, несмотря на то, что они, обладая намного лучшими по сравнению с масляными трансформаторами потребительских свойствах, такими как повышенная надежность, безопасность, удобство в эксплуатации и др., стоят в 2,5-3 раза дороже, чем масляные. Эти трансформаторы широко применяются в системах распределения электроэнергии в жилых, общественных, административных и бытовых зданиях, а также на целом ряде других объектов, к которым предъявляются повышенные требования в отношении пожаробезопасности и взрывозащищенности, экологической чистоты и низкого уровня шума. К таким объектам с повышенным уровнем безопасности людей, оборудования и окружающей среды относятся больницы, гостиницы, банки, офисные центры, высотные здания, метрополитен, наземный электротранспорт и др. Кроме того, сухие силовые трансформаторы, изготовленные по специальным заказам, применяются также в особых условиях эксплуатации, в том числе для морского, арктического или тропического климата, для районов с повышенной сейсмической активностью и т.п.

Особенности конструктивного исполнения сухих трансформаторов, изготовленных по вакуумной технологии

В настоящее время, подавляющее большинство зарубежных и отечественных фирм производят сухие трансформаторы по одной из следующих технологий: вакуумной или безвакуумной (ровинговой).

Охарактеризуем вначале сущность вакуумной технологии производства сухих силовых трансформаторов.
При производстве сухих трансформаторов по вакуумной технологии готовые обмотки трансформатора заливаются в вакууме эпоксидным компаундом с кварцевым наполнителем, процесс подготовки которого также происходит в вакууме. Трансформаторы с обмотками, изготовленными таким образом, получили название CAST RESIN TRANSFORMERS, или сокращенно CAST RESIN.

Достоинство этой технологии заключается в том, что она позволяет исключить из состава изоляции различные примеси, а также газовые микрополости, резко ухудшающие диэлектрическую прочность изоляции по отношению к частичным разрядам, действие которых вызывает быстрое старение изоляции и снижает срок ее службы. Обмотка трансформатора в результате вакуумной обработки получает прочную, закрытую со всех сторон, эпоксидную оболочку толщиной 5...20 мм, которая придает обмотке необходимую жесткость и защищает ее от влаги и воздействия агрессивной среды.

Общий вид сухого силового трансформатора типа CAST RESIN, изготовленного по вакуумной технологии, показан на фотографии, помещенной в начале статьи, а вид наиболее важных конструктивных элементов этого трансформатора показан на рис.1, где обозначено:
1 - трехстержневой магнитопровод, состоящий из трех колонн, выполненных из магнитной стали с оптимальной зернистой структурой;
2, 3 - обмотки НН и ВН соответственно, изготовленные из алюминиевой ленты
4 - вводы НН, которые могут иметь либо нормальное расположение - сверху на противоположной стороне по отношению к вводам ВН, либо специальное расположение - снизу;
5 - вводы ВН, имеющие перемычки для согласования обмотки ВН с напряжением сети, которые расположены на стороне вводов НН; переключение перемычек осуществляется при невозбужденном трансформаторе;
6 - упругие опорные подкладки, предназначенные для снижения уровня шума трансформатора;
7 - опорная рама с переставляемыми роликами для перемещения трансформатора в продольном и поперечном направлениях;
8 - изоляция, представляющая собой смесь эпоксидной смолы и кварцевого наполнителя, не требующая дополнительного обслуживания.

Рис.1

Основные технические характеристики трансформаторов, изготовленных по вакуумной технологии компании ABB, приведены в табл.3.
Отметим наиболее существенные особенности обмоток и магнитопровода сухих силовых трансформаторов, изготовленных по вакуумной технологии заливки обмоток.
Отличительной конструктивной особенностью термообработанной обмотки ВН сухих силовых трансформаторов с литой изоляцией является то, что она изготавливается с применением автоматической намотки и состоит из выполненного из алюминиевой фольги набора катушек. Изоляция между витками осуществляется с помощью полиэфирной пленки. Каждая катушка армируется стекловолокном, подвергается глубокой сушке и затем заливается в вакууме эпоксидной смолой класса F, смешанной с кварцем и тригидроксидом алюминия. Такая технология изготовления обмотки ВН обеспечивает низкий уровень напряжения между соседними проводниками. Незначительная разность потенциалов между соседними витками обмотки позволила в трансформаторах с литой изоляцией отказаться от применения межслоевой изоляции и тем самым уменьшить габариты катушек и обеспечить высокое качество литой изоляции, покрывающей все проводники.

Обмотка НН сухих силовых трансформаторов, изготовленных по вакуумной технологии, также выполняется из алюминиевой фольги, изолированной диэлектрической пленкой класса F. Особенностью этой обмотки является то, что она, после предварительной пропитки и последующей вакуумной обработки, приобретает достаточно высокую механическую прочность, позволяющую не только сохранять целостность трансформатора при температурных деформациях и аварийных токах КЗ, многократно превышающих номинальный рабочий ток трансформатора, но и на порядок снизить в обмотке потери на вихревые токи по сравнению с потерями в обмотках обычного исполнения.

Табл.3

Магнитопровод, являющийся одним из важнейших элементов трансформатора, изготавливается из магнит-ной пластины с ориентированной зернистой структурой, которая защищена от удельных потерь энергии и обладает высокой магнитной проницаемостью. Кроме того, составные части магнитопровода в процессе его изготовления располагаются под углом 45°, с перекрывающимися соединениями по так называемой технологии «Step Lap», что приводит к снижению потерь и тока XX, а также уровня шума трансформатора.

Сухие силовые трансформаторы, изготовленные по безвакуумной технологии

Кроме изготовления сухих силовых трансформаторов по вакуумной технологии заливки обмоток, сухие трансформаторы создаются также и по другой технологии. Так, в конце 70-х годов прошлого века фирмой ASEA - LEPPER (теперешнее название ABB) была разработана безвакуумная технология производства сухих силовых трансформаторов. По этой технологии обмотка ВН сухого силового трансформатора изготовляется путем поочередного наматывания слоя обмотки и межслоевой изоляции, состоящей из ровинга, насыщенного эпоксидным компаундом без наполнителя, причем намотка производится «на мокро» при атмосферном давлении. Трансформаторы с обмотками, выполненными по такой технологии, получили название «РЕЗИБЛОК», отражающее тот факт, что такие обмотки имеют вид монолитного блока, усилены стекловолокном, пропитанным эпоксидным компаундом, и поэтому после последующей совместной термообработки способны выдерживать значительные усилия КЗ. Механическая прочность обмотки такого трансформатора исключает опасность возникновения трещин в обмотках и гарантирует долгий срок эксплуатации трансформаторов этого типа.

К основным преимуществам трансформаторов типа RES/BLOC относятся следующие:
• низкие потери XX и КЗ;
• низкий уровень частичных разрядов;
• высокая динамическая прочность обмоток,
• линейное распределение атмосферного перенапряжения;
• эффективная система естественного охлаждения (благодаря встроенным охлаждающим каналам), позволяющая их эксплуатировать в нормальном режиме работы при нагреве обмоток до 1 40°С;
• малошумность;
• исключительно высокая взрыво- и пожаробезопасность.
Общий вид сухого силового трансформатора типа RESIBLOC производства компании ABB, изготовленного по безвакуумной технологии, показан на рис.2, а его основные технические характеристики приведены в табл.4.

Рис.2

В столбце 4 числитель - стандартные потери XX, знаменатель - пониженные потери XX.

Табл.4

Трансформаторы RESIBLOC прошли длительные испытания при температуре окружающей среды -60°С, которые доказали, что данный тип трансформаторов пре-восходит по своим характеристикам требования существующих стандартов.

Сравнительная оценка основных достоинств сухих (эпоксидных) трансформаторов типа CAST RESIN, изготовляемых по вакуумной технологии, и трансформа-торов типа RESIBLOC, изготовляемых по безвакуумной технологии, показывает, что оба типа трансформаторов практически равноценны по пожаробезопасности; влаго- и химостойкости; экологической безопасности. В то же время трансформаторы типа RESIBLOC способны превосходить трансформаторы CAST RESIN по механической прочности, динамической стойкости к силам КЗ, стойкости к действию высоких и низких температур.

К.Ю.Гура

Сухие трансформаторы: конструкция и технические характеристики

Линии электроснабжения сегодня нуждаются в качественном оборудовании, которое сможет обеспечить подачу тока необходимого значения. В России на пути передачи электричества конечному потребителю применяют сухие трансформаторы. Они повышают, понижают напряжение, меняют частоту, фазность тока. Что такое сухой трансформатор, особенности применения, конструктивные особенности трансформаторной установки будут рассмотрены далее. Как выбрать оптимальное устройство российского и зарубежного производства, помогут советы специалистов.

Сухие трансформаторы

Область применения

Российские производители изготавливают сухие и масляные трансформаторы. Конструкция отличается способом охлаждения. Сухие силовые трансформаторы избегают теплового разрушения активной части посредством воздуха. В другой разновидности конструкций применяется масло. Выбор типа трансформаторного оборудования зависит от особенностей эксплуатации. Приборы отличаются ценой, функционированием.

Установка масляных и сухих трансформаторных производится на высоковольтных станциях для понижения, повышения напряжения до требуемого значения. Это силовой агрегат, применяемый повсеместно.

Сухие трансформаторы

Повышение значения токов проводится сухими трансформаторами для передачи электричества на дальние расстояния. Применяя такую установку, удается избежать потерь напряжения.

Технические характеристики сухого трансформатора позволяют понизить напряжение в сети до допустимой нормы. Это позволяет избежать перегрузок в установках, потребляющих электроэнергию. В зависимости от потребностей сети применяются сухие трансформаторы мощностью 100 кВА, 250 кВА, 400 кВА, 630 кВА, 1000 кВА. В российских агрегатах производством может быть заложена и более высокая мощность. Представленное оборудование устанавливается в помещении или на улице. Трансформаторные аппараты применяются в бытовых и промышленных сетях при осуществлении человеком различных видов деятельности.

Конструкция

Масляный и сухой тип охлаждения применяется в конструкции силового оборудования. Представленные разновидности в общем мало чем отличаются. При производстве представленных агрегатов конструкция обеспечивается магнитоприводом и контурами ВН (высокое напряжение) и НН (низкое напряжение). Для изготовления активной части оборудования применяются допустимые материалы. Сердечник изготавливается из электротехнической стали. Контуры бывают медными и алюминиевыми.

Технические параметры

Предусматривается наличие кожуха. Воздух в сухом аппарате служит не только температурной защитой, но и изоляцией. Вентиляционные отверстия в представленном оборудовании больше, чем в масляных трансформаторах. Перегрузка из-за перегрева при использовании воздуха в качестве охладителя более вероятна.

Обмотки

Трансформатор сухой 250 кВА, 400 кВА, 1000 кВА и прочие разновидности отличаются категориями обмотки. Различают два типа контуров:

  • ТСЗК – включает лаки на кремнийорганической основе.
  • ТСЗ – создается из стекла. Отличается хорошими теплоизоляционными характеристиками.

Обозначение и маркировка ТСЗД

Изоляция пропитывается специальными составами. Это предотвращает скапливание влаги внутри. Допустимая температура обмоток изоляции на основе асбеста и стекловолокна выше. Применение новых материалов позволяет избежать перегрузки системы.

Дополнительные элементы

Конструкция дополняется специальными устройствами. Чтобы регулировать исходящее напряжение сухой трансформатор 250 кВА, 630 кВА и прочие разновидности имеют реле. Например, это может быть устройство РПГ, РПН, ПБВ.

Технические характеристики

Установка требует контроля уровня нагрева магнитопривода. В противном случае возникнет перегрузка, аварийная ситуация. Автоматически контролирует параметры функционирования щит тепловой защиты (ЩТЗТ). Это надежное оборудование. Производство сухих трансформаторов применяет иногда иную систему. Для щитков ЩТЗТ выполняется установка датчика. Прибор реагирует на повышение температуры.

Щитки ЩТЗТ не допускают нагрев активной части свыше 10%. Характеристики, свойственные установке, разрешают кратковременное повышение температуры. Нагрев должен быстро снижаться. За это отвечает щиток. Превышение допустимых показателей температуры длительное время приводит к нарушениям работы агрегата, возникает перегрузка.

Габариты

Сухие трансформаторы имеют, по сравнению с масляными конструкциями, большие габариты. Перегрузка в этом случае при правильной эксплуатации маловероятна. Вес и размер зависят также от мощности. Установка монтируется в закрытых сухих помещениях.

Габариты

Благодаря большим габаритам получается создать качественную вентиляцию внутри корпуса конструкции.

Преимущества и недостатки

Сухие трансформаторы характеризуются рядом особенностей. Технические характеристики, устройство аппаратуры говорят о высоком спросе на представленное оборудование. Высокая востребованность объясняется преимуществами, которыми обладает трансформаторное устройство сухого типа. Есть и недостатки. О них необходимо узнать перед приобретением аппаратуры.

Преимущества

Представленная установка для трансформации тока обладает массой достоинств. Преимущества сухих трансформаторов следующие:

  • Применение при изготовлении специальной стали привело к снижению потерь в сети.
  • Современные комплектующие позволяют снизить габариты и вес агрегатов.
  • Преимуществом является экологическая безопасность приборов. В системе отсутствует масляный охладитель, который выделяет вредные для здоровья человека и окружающей среды вещества.
  • Оборудование пожаробезопасное. При создании обмоток применяются негорючие материалы.
  • Исполнение универсальное. Оборудование применяется в различных условиях.

Стоимость представленных установок приемлемая. На цену влияет мощность и габаритные размеры агрегата.

Недостатки

Сухие трансформаторы имеют и ряд недостатков. Их перегрузочная способность уступает масляным разновидностям оборудования. Стоимость последних будет значительно меньше. И продаются они дороже. Они имеют большие габариты, что значительно влияет на цену изделия.

Обслуживание

Не смотря на недостатки, сухие трансформаторные приборы используются в различных сферах человеческой деятельности часто. Обслуживание агрегата простое. Проверка производится раз в 6 месяцев. При этом проверяется система вентиляции.

Сухие силовые трансформаторы

Уход за агрегатом предполагает также его периодическую очистку от различных загрязнений. Частота уборки зависит от особенностей окружающей среды. В пыльных помещениях уход за поверхностью прибора необходимо выполнять чаще.

Обслуживание предполагает проведение внешнего осмотра оборудования. На нем не должно быть дефектов, механических повреждений. Крепежные элементы должны быть крепко затянуты. Болты проверяются раз в год. Выполняя простые рекомендации по проведению обслуживания, можно обеспечить длительную, надежную работу агрегата.

Видео: Производство сухих трансформаторов с литой изоляцией серии ТЛС

Рассмотрев особенности сухих трансформаторов, рекомендации по их выбору и эксплуатации, можно приобрести оптимальное оборудование в соответствии с особенностями сети.

Сухие трансформаторы:преимущества и недостатки перед масляными

Сухие трансформаторы – это трансформаторы с воздушным охлаждением. Тепло от нагретых частей таких трансформаторов отводится благодаря естественным воздушным потокам. Для трансформаторов мощностью до 2500 кВт с напряжением обмоток высшего напряжения до 15 кВ такого естественного охлаждения вполне достаточно.

Свое применение такие трансформаторы находят в местах, где имеют место повышенные требования к безопасности людей и оборудования.

Мощные сухие трансформаторы применяются:

  • на промышленных металлургических предприятиях,
  • на предприятиях нефтяной промышленности,
  • на целлюлозно-бумажном производстве,
  • в машиностроении,
  • а также при электроснабжении общественных зданий, сооружений и на транспорте.

Обмотки низшего напряжения (НН) и обмотки высшего напряжения (ВН) трансформатора заключены в защитный кожух, и атмосферный воздух служит для них основной охлаждающей и изолирующей средой.

Если сравнивать с маслом, то воздух обладает значительно более слабыми изолирующими свойствами, поэтому и требования к изоляции обмоток сухих трансформаторов значительно выше.

Эти трансформаторы устанавливаются лишь в сухих закрытых помещениях (влажность не выше 80%), поскольку их обмотки увлажняются при соприкосновении с воздухом, и для снижения гигроскопичности обмотки дополнительно пропитываются специальными лаками.

Как и любые иные трансформаторы, сухой трансформатор может быть:

Технология изготовление сухих трансформаторов

Можно выделить два основных типа сухих силовых трансформаторов (помимо того, что обмотки изготавливаются либо из меди, либо из алюминия): с литой изоляцией и воздушно-барьерной изоляцией (открытые обмотки).

На современном этапе развития сухих трансформаторов используется заливка изготовленных обмоток эпоксидными компаундами. Подобные трансформаторы на сегодняшний день выпускаются как за рубежом, так и в России и странах СНГ (МЭТЗ им. В.И. Козлова РБ, ЗАО «Трансформер» г. Подольск; ГК «СВЭЛ» г. Екатеринбург и другие). Существует две технологии изготовления сухих силовых трансформаторов с литой изоляцией: 1) вакуумная технология; 2) ровинговая технология.

При производстве сухих трансформаторов по вакуумной технологии готовые обмотки трансформатора заливают в вакууме эпоксидным компаундом с кварцевым наполнителем (т.н. геафоль), процесс подготовки которого также происходит в вакууме. До конца 50-х г г. прошлого века повсеместно применялась технология заливки высоковольтных обмоток сухих трансформаторов эпоксидной смолой в воздухе. В соответствии с этой технологией обмотки высокого напряжения пропитывались изоляционным диэлектриком, а затем осуществлялась их сушка. Высоковольтные обмотки трансформатора, залитые по такой технологии, имели низкое качество, поскольку в составе катушек имелись различные примеси и микропоры, заполненные воздухом, что во многих случаях приводило к повышенным значениям частичных разрядов, быстрому старению изоляции, снижению срока службы трансформатора, а в некоторых случаях могло вызвать даже аварийный пробой изоляции.

Простота технологии изготовления пропитанных в воздухе обмоток приводила также и к другим, крайне нежелательным, последствиям: обмотки подвергались увлажнению и абсорбции влаги, что опять-таки вызывало поверхностные разряды и ускоренное старение изоляции; трансформаторы с такими обмотками не обладали необходимой механической прочностью, стойкостью к токам короткого замыкания и были достаточно громоздкими.

Вакуумная технология заливки обмоток трансформаторов, пришедшая на смену заливке обмоток в воздухе, позволила полностью исключить из состава изоляции различные примеси и газовые микропоры, значительно улучшила диэлектрическую прочность изоляции по отношению к частичным разрядам. Обработанные по этой технологии обмотки получались закрытыми со всех сторон эпоксидной оболочкой толщиной от 5 до 20 мм, что придавало им необходимую жесткость, защищало от влаги и воздействия агрессивной среды.

Конструкция и технология производства сухих трансформаторов на самом высоком техническом уровне были разработаны известной фирмой TRAFO-UNION, которая продала свою лицензию многим фирмам. Таким образом, вакуумная технология заливки обмоток распространилась на многие трансформаторные заводы и к середине 1970-х гг. стала господствующей при производстве эпоксидных трансформаторов.

Трансформаторы, изготовленные по описанной выше вакуумной технологии считались безотказными в любых условиях эксплуатации, даже в самых экстремальных. Но по мере увеличения количества трансформаторов в эксплуатации, стали выявляться следующие недостатки:

  • образование трещин в эпоксидном корпусе обмотки при перегрузке порядка 60…80% номинальной мощности трансформатора, первоначально находившегося в холодном состоянии, или при охлаждении обмоток отключенного 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. недостаточная стойкость к динамическим усилиям короткого замыкания;
  • обмотки высокого и низкого напряжения составляют два независимых цилиндра обмоток, механическая прочность крепления которых в некоторых случаях оказывается недостаточным.

В результате исследований фирмой АВВ была разработана новая технология производства трансформаторов с литой изоляцией: путем герметизации слоевых обмоток с использованием чистой смолы и стеклонитей.

Идея блочной обмотки заключается в том, что обмотки низкого и высокого напряжения связаны друг с другом посредством реек из стеклопластика и образуют единый твердый блок.

Используя заполнение стекловолокном приблизительно на 80% и оптимальным образом сочетая поперечные и крестообразные направления стекловолокон в процессе намотки, удается 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.

Таблица 5. Сухие трансформаторы российского производства и стран СНГ
Производственные мощности (России и СНГ) действующих заводов, производящих сухие силовые трансформаторы Шт./год (ориентировочные данные) Тип производимых сухих трансформаторов
ОАО «ХК «Электрозавод», г. Москва 3000 Литая изоляция воздушно-барьерная изоляция
УП «МЭТЗ им. В. И. Козлова», РБ, г. Минск 4000 Литая изоляция воздушно-барьерная изоляция
ООО «Электрофизика», г. С.-Петербург 1000 Воздушно-барьерная изоляция
Группа компаний «СВЭЛ», г. Екатеринбург 1000 Литая изоляция
АО «Кентауский трансформаторный завод», ГК, г. Кентау 1000 Литая изоляция воздушно-барьерная изоляция
ОАО «Укрэлектроаппарат», Украина, г. Хмельницкий 500 Литая изоляция воздушно-барьерная изоляция
ЗАО «Трансформер», г. Подольск 1000 Литая изоляция
ОАО «СЗТТ», г. Екатеринбург 500 Литая изоляция
ВСЕГО: 12 000

Конструктивные особенности сухих трансформаторов

Сухие воздушные трансформаторы с литой изоляцией могут быть высоковольтными и низковольтными. Мощность этих устройств будет зависеть от типа вентиляции.

Сухие трансформаторы с естественным воздушным охлаждением могут иметь:

  1. открытое (С),
  2. защищенное (СЗ)
  3. герметизированное (СГ) исполнение.

Трансформаторы типа СЗ закрывают защитным кожухом с отверстиями, а типа СГ— герметическим кожухом. Для повышения интенсивности охлаждения применяют обдув обмоток и магнитопровода потоком воздуха от вентилятора. Сухие трансформаторы с воздушным дутьем имеют условное обозначение СД.

Трансформаторы малой мощности выполняют, как правило, с охлаждением типа С

В некоторых случаях их помещают в корпус, залитый термореактивными компаундами на основе эпоксидных смол или других подобных материалов. Такие компаунды обладают высокими электроизоляционными и влагозащитными свойствами. После затвердевания они не расплавляются при повышенных температурах и обеспечивают надежную защиту трансформатора от механических и атмосферных воздействий.

Низковольтные преобразователи будут иметь естественную систему охлаждения.

Сухой трансформатор мощностью 320 кВ без кожухаСухой трансформатор мощностью 320 кВ без кожуха

1 — вертикальные стяжные шпильки;
2 — обмот­ки ВН;
3 — фарфоровые подкладки для прессовки обмоток;
4— стальное прессующее кольцо;
5 — опорные изоляторы отводов ВН;
б — отводы ВН;
7 — фарфоровые подкладки для крепления отводов НН;
8 — доска зажимов ВН

Высоковольтные преобразователи мощность которых достигает 10 КВА имеют принудительное охлаждение.

Как видно на схеме здесь изображен сухой трансформатор без кожуха. В большинстве случаев, чтобы использовать эти устройства, вам не потребуется дополнительная изоляция. При необходимости спроектировать специальный кожух можно самостоятельно. Его мощность составляет 320 кВа. При необходимости вы можете прочесть про трансформатор ТМН.

Отводы воздушных сухих преобразователей обычно изготавливают из алюминиевых или медных проводников. Все зажимы будут выводиться на доску. Для отводов производитель использует опорные изоляторы, а для низковольтных трансформаторов производитель использует фарфоровые подкладки.

Еще к одному подвиду сухих трансформаторов можно отнести измерительные преобразователи. Это важное оборудование, которое используется для понижения цепей высокого напряжения.

По своей конструкции эти устройства также могут быть и однофазными. В зависимости от области эксплуатации их можно разделить на масляные, сухие или устройства, которые будут иметь литую изоляцию.

Сухие трансформаторы с литой изоляцией (VCC)

Благодаря влагозащищенности сухие трансформаторы с литой изоляцией (VCC) могут эксплуатироваться во влажном климате или в сильно загрязненной окружающей среде.

Это идеальный трансформатор для климата с влажностью более 95%.

Их использование допускается при температуре ниже 25°C. Для установки трансформаторов требуется небольшая площадь и минимальные установочные работы, не требуется специальных условий по соблюдению пожаробезопасности.

Сухие трансформаторы с литой изоляцией практически не требуется техническое обслуживание, сниженный нагрев обуславливает долгий срок службы.

Их можно устанавливать вблизи объекта электропотребления, тем самым уменьшив потери при прокладке кабеля. Это экологически чистые и безопасные трансформаторы, отсутствует риск утечки воспламеняющихся или загрязняющих веществ.

Высокая устойчивость к коротким замыканиям и перегрузкам.

Сухие трансформаторы с литой изоляцией могут работать в условиях сильной вибрации.

Видео: Трансформатор сухой принцип работы

Преимущества сухих трансформаторов перед масляными

Преимущества сухих трансформаторов

Пришло время рассмотреть многочисленные преимущества сухих трансформаторов.

  • Безопасность. В устройствах с использованием масла, возникает вероятность его утечки или возгорания преобразователя;
  • Простота использования и установки. Подобные трансформаторы можно устанавливать в любых помещениях. Для монтажа подходят короткие провода, а уход состоит в чистке протоков и периодическом осмотре. В то время как в «мокрых» преобразователях необходимо регулярно менять масло. Ведь в иных случаях оно меняет, а именно, ухудшает свои свойства и засоряет протоки;
  • Экологичность. Эти устройства можно устанавливать на территориях, где необходима безопасность окружающей среды. Это могут быть школы, детские сады, санатории и т.д. А стало это возможно, благодаря отсутствию масла в устройстве, а значит, отсутствует и выделение вредных веществ;
  • Простота приобретения. Вы всегда можете купить сухие печные трансформаторы на заказ или в специализированных магазинах. Стоимость приборов является относительно невысокая. Но при этом, необходимо понимать, что цена зависит от типа и мощности трансформатора.
  • Современные комплектующие. Благодаря современным комплектующим производителям удалось добиться снижения веса и уменьшения габаритов.

Недостатками сухих трансформаторов являются:

1. Высокая стоимость

Масляные трансформаторы стоят значительно меньше сухих. Это связано с увеличением количества вложений активных материалов вследствие увеличения изоляционных расстояний в воздухе и ухудшением условий охлаждения обмоток.

2. Потери

По отношению к масляным трансформаторам, сухие имеют большие потери холостого хода. Это происходит из-за увеличения размеров магнитной системы вследствие больших изоляционных расстояний.

Основные критерии выбора

Приступая к выбору модели сухого трансформатора, вы должны обратить внимание на следующее:

  • Взрывозащищенность;
  • Пожаробезопасность.

Помимо этого, необходимо уделить внимание эксплуатационным качествам прибора:

  • Шумность;
  • Размер;
  • Масса;
  • Экологичность.

Многие специалисты рекомендуют не экономить, и отдавать предпочтения проверенным фирмам производителям.

Обслуживание сухих трансформаторов

Как уже было сказано выше, сухие трансформаторы являются одними из самых простых в эксплуатации. Они практически не нуждаются в обслуживании.

Согласно всем нормам, уход за подобными приборами заключается в проверке работоспособности системы вентиляции, которую осуществляют один раз в 6 месяцев.

Не стоит забывать и о периодической очистке поверхности трансформатора от различных загрязнений и пыли. Частоту проведения очистки определяют в зависимости от степени загрязнения в помещении. Один раз в год выполняется внешний осмотр устройства, на предмет ослабления крепежа или иных повреждений.

Средний срок службы сухого трансформатора 15-25 лет. Это примерно на 5-10 лет меньше, чем у масляного трансформатора.

Но учтите, что масляный трансформатор прослужит дольше только при регулярной замене масла в баке. А в сухом трансформаторе нет охлаждающей жидкости. Поэтому выбор в пользу сухого трансформатора – это реальная экономия на обслуживании и безопасность для потребителей электроэнергии.

Видео: Сухие трансформаторы СВЭЛ

404 Not Found

Азербайджан

Армения

Белоруссия

Грузия

Дальнее зарубежье

Казахстан

Киргизия

Молдова

Монголия

Прибалтика

Таджикистан

Туркменистан

Узбекистан

Украина

Москва

Санкт-Петербург

Алтайский край

Амурская область

Архангельская область

Астраханская область

Белгородская область

Брянская область

Владимирская область

Волгоградская область

Вологодская область

Воронежская область

Еврейская автономная область

Забайкальский край

Ивановская область

Иркутская область

Кабардино-Балкарская Республика

Калининградская область

Калужская область

Камчатский край

Карачаево-Черкесская республика

Кемеровская область

Кировская область

Костромская область

Краснодарский край

Красноярский край

Курганская область

Курская область

Ленинградская область

Липецкая область

Магаданская область

Московская область

Мурманская область

Ненецкий автономный округ

Нижегородская область

Новгородская область

Новосибирская область

Омская область

Оренбургская область

Орловская область

Пензенская область

Пермский край

Приморский край

Псковская область

Республика Адыгея

Республика Алтай

Республика Башкортостан

Республика Бурятия

Республика Дагестан

Республика Ингушетия

Республика Калмыкия

Республика Карелия

Республика Коми

Республика Марий Эл

Республика Мордовия

Республика Саха (Якутия)

Республика Северная Осетия-Алания

Республика Татарстан (Татарстан)

Республика Тыва

Республика Хакасия

Ростовская область

Рязанская область

Самарская область

Саратовская область

Сахалинская область

Свердловская область

Смоленская область

Ставропольский край

Тамбовская область

Тверская область

Томская область

Тульская область

Тюменская область

Удмуртская республика

Хабаровский край

Ханты-Мансийский автономный округ

Челябинская область

Чеченская республика

Чувашская республика (Чувашия)

Чукотский АО

Ямало-Ненецкий АО

Ярославская область

Сухие трансформаторы

ООО «КПМ» производит сухие трансформаторы на основе оригинальной технологии длительное время. С 2008 года произведено и поставлено на промышленные и энергетические объекты Российской Федереации и стран ближнего зарубежья значительное количество трансформаторов. Накоплен положительный опыт эксплуатации в различных, в том числе неблагоприятных, условиях.

Трансформаторы производятся для сетей напряжением от 0,4 кВ до 35 кВ, мощностью до 16000 кВА.

Назначение

Силовые трансформаторы являются электрическими машинами, предназначенными для преобразования тока и напряжения из сети одного номинала в другую сеть. Принято подразделять силовые трансформаторы на трансформаторы общего и специального назначения.

Сухие трансформаторы общего назначения, в силу своей мощности и класса напряжения, предназначены для распределительных сетей, сетей промышленных предприятий и тяговых подстанций электрифицированного железнодорожного транспорта. Это, в частности, понижающие трансформаторы, выполняющие преобразование напряжения из большего номинала в меньший и трансформаторы связи, обеспечивающие переток мощности между распределительными сетями разного класса напряжения.

Сухие специальные трансформаторы имеют изменённые характеристики и конструкцию, обеспечивающую их работу в специальных условиях. К таковым относятся сварочные трансформаторы, преобразовательные трансформаторы для выпрямительных и инверторных установок, разделительные трансформаторы и другие трансформаторы специальной конструкции, в том числе специально производимые по требованиям и спецификации Заказчика.

Конструкция

Конструкция трансформаторов ООО «КПМ» — оригинальная. Разработана с учётом опыта производства и эксплуатации сухих реакторов различного класса напряжения. Главной её особенностью является технология изготовления обмоток.

Общая компоновка трансформатора традиционна для трансформаторов мощностью до 12 МВА. Магнитопровод имеет стержневую конструкцию, шихтованный. Опрессовка выполнена бандажами, а в верхней и нижней части выполнена стяжка ярмом со шпильками. Дополнительные вертикальные шпильки увеличивают общую прочность конструкции для обеспечения её стойкости нагрузкам при транспортировке и эксплуатации.  Обмотки концентрические — обмотка низшего напряжения расположена ближе к стержню, обмотка высшего напряжения расположена снаружи. Магнитопровод выполнен шихтованным из высококачественной электротехнической стали. Сталь холоднокатанная, высококачественная. Бандажи, которыми производится опрессовка стержней, выполняются стеклолентой. Это упругий, прочный и долговечный материал с высокой стойкостью к внешним воздействиям, неэлектропроводящий и немагнитный. Обмотки трансформатора выполнены цилиндрическими, многослойными, из провода прямоугольного сечения и имеют вертикальные воздушные каналы. Обмотки разделяются на секции горизонтальными промежутками. Между секциями выполняется транспозиция провода для снижения потерь в обмотке и выравнивания потенциалов в паралельных ветвях. Все электрические соединения выполняются аргонно-дуговой сваркой.

Воздушные каналы обеспечивают эффективную циркуляцию воздуха внутри обмоток и их хорошее охлаждение. За счёт чего удалось повысить перегрузочную способность трансформатора во всех режимах.

Обмотки являются самонесущими: они не нуждаются в несущих конструктивных элементах для обеспечения их прочности, поскольку каждая обмотка в целом представляет собой монолитную конструкцию. Такая конструкция обмоток получила название воздушно-барьерный монолит.

Монолитность обмоток достигается за счет технологии их изготовления. В целом, технология их изготовления схожа с технологией изготовления обмоток сухих реакторов ООО «КПМ».

Для изготовления обмоток используется  специальный, прямоугольный, одножильный провод с комбинированной изоляцией, состоящей из полиимидно-фторопластовой (ПМФ) пленки и двух слоев стеклоткани, пропитанных теплостойким, кремнийорганическим лаком, класса нагревостойкости 200 (200°С) по ГОСТ 8865-93.

Пленка ПМФ является основной изоляцией провода и обеспечивает требуемый уровень электрической изоляции. Стеклоткань, пропитанная лаком, играет роль конструкционного и защитного материала. Она образует защитный кожух вокруг проводника в плёнке ПМФ, а также обеспечивает прочное, монолитное сцепление проводников друг с другом.

Стеклоткань долговечна, не подвержена воздействию коррозии и процессу гниения и сохраняет свои механические свойства на протяжении всего срока службы изделия. Используемый для пропитки лак, обладает отличной клеящей и пропитывающей способностью, цементирующими свойствами. Лак характеризуется высокой теплопроводностью, что обеспечивает хороший отвод тепла от проводников. Он имеет высокую влаго- и водостойкость, гидрофобен, имеет высокую нагревостойкость, трудногорюч.

В целом, изоляция выдерживает повышенную и пониженную температуру на протяжении длительного времени без изменения  своих свойств,  обладает высокой стабильностью и устойчивостью к  воздействию химических веществ и радиации. Изоляция обмоток является трудногорючей в соответствии с ГОСТ 12.1.044-89, выдерживает длительное (до 8 минут) воздействие открытым пламенем без возгорания. Вероятность воспламенения изоляции обмоток трансформатора даже в случае тяжелых и длительных коротких замыканий практически равна нулю.

По сравнению с уже давно известной воздушно-барьерной изоляцией технология ООО «КПМ» имеет ряд преимуществ:

  • Обмотка имеет большую механическую прочность, обеспечивается высокая стойкость к мехническим усилиям при транспортировке и монтаже, а также к динамическим усилиям при прохождении токов короткого замыкания.
  • Обеспечивается высокая электрическая прочность изоляции.
  • Изоляция обмоток устойчива к воздействию влаги, температуры, агрессивных химических веществ.
  • Материалы изоляции обмоток долговечны и практически не меняют своих свойств на протяжении всего срока службы.
  • Обмотки трансформатора не могут быть источником возгорания и пожара.

По сравнению с литой изоляцией воздушно барьерный монолит обеспечивает более высокие нагрузочные характеристики трансформатора.

Намотка осуществляется на станках с плавной регулировкой скорости вращения и регулировкой момента вращения на валу двигателя, что обеспечивает высокую повторяемость параметров обмоток.

После намотки и сварки выполняется пропитка обмоток. Пропитка осуществляется путем полного погружения в емкость с кремнийорганическим  компаундом. Компаунд не выполняет роль межслоевой изоляции, а служит для придания обмоткам монолитности. После пропитки обмотка помещается в термическую печь, где  в течении 12 часов происходит ее запечка при температуре 160 — 180 °C. Цикл пропитки-запечки  повторяется многократно.

После пропитки и запечки обмотка готова к монтажу на стержень. Для эстетических целей и для защиты от ультрафиолетовых лучей трансформатор красится пожаростойкой эмалью. Для покраски используется кремнийорганическая электроизоляционная эмаль, которая представляет собой суспензию пигментов в лаке. Эмаль обладает высоким уровнем диэлектрической прочности и высокими физико-механическими свойствами.

После сборки трансформатора, завершающим этапом производства является проведение полного цикла приемо-сдаточных испытаний в собственной электролаборатории.

Оригинальная конструкция трансформаторов обуславливает их отличные эксплуатационные характеристики. В частности нагрузочную способность и нагревостойкость. Данные характеристики весьма важны для сухих трансформаторов, поскольку именно по нагрузочной способности сухие трансформаторы традиционно уступают масляным.

Поскольку ГОСТ Р 54827-2011 «Трансформаторы сухие.  Общие технические условия» и ГОСТ 11677-85 «Трансформаторы силовые. Общие технические условия» не определяют чётких требований к нагрузочной способности сухих трансформаторов, многие производители сухих трансформаторов имеют свои собственные трактовки.

Перегрузка трансформатора по току может возникать по разным причинам. Во всех случаях возникает избыточный нагрев обмоток трансформатора в результате протекания через них тока, превышающий номинальный. Это происходит в следующих случаях:

  • При прохождении токов короткого замыкания (КЗ). В этом случае имеет место протекание очень больших токов, которые могут в десятки раз превышать номинальный в течение очень короткого времени (от десятков миллисекунд до 3-4 секунд). Обмотка в этом случае быстро нагревается и затем имеет возможность остыть после отключения КЗ. В этом случае уместно говорить не о нагрузочной способности трансформатора, а о классе нагревостойки изоляции обмоток.

Изоляция провода, используемого для изготовления обмоток трансформаторов ООО «КПМ», имеет отличный показатель нагревостойкости — класс 200 (200 ºС) по ГОСТ 8865-93.

  • При колебаниях нагрузки. Для ряда видов нагрузки характерны временные (от нескольких десятков секунд до нескольких десятков минут) увеличения потребляемой мощности. Например, такими режимами являются пуски и самозапуски двигателей. Для управляемых приводов характерным режимом может быть повторно-кратковременный режим. В таких и других подобных режимах может иметь место увеличение токов, протекающих через обмотки трансформатора от нескольких десятков процентов до нескольких крат.
  • При аварийном изменении режима сети. В этом случае, возможно временное (в период от нескольких десятков минут до нескольких часов) увеличение нагрузки на трансформатор до полутора-двух раз.

«Правила технической эксплуатации электроустановок потребителя» пункт 2.1.21 определяет, что допускается кратковременная перегрузка трансформаторов сверх номинального тока при всех системах охлаждения независимо от длительности и значения предшествующей нагрузки и температуры охлаждающей среды. Это означает, что трансформатор должен выдерживать перегрузку (ток выше номинального) даже в том случае, если до неё от работал длительно при полной нагрузке (100% от номинальной) и при максимальной рабочей температуре окружающей среды.

Ниже приведены показатели нагрузочной способности трансформаторов ООО «КПМ» в сравнении с требуемыми Правилами технической эксплуатации электроустановок потребителя (ПТЭ ЭП). Все, указанные величины, приведены для трансформаторов ООО «КПМ» с естественным воздушным охлаждением, длительно работавших при полной нагрузке (100% от номинального тока) до указанной в таблице перегрузки. При нагрузке меньше номинальной и при температуре окружающей среды ниже указанной в таблице, трансформаторы способны выдерживать большие перегрузки.

Трансформатор Допустимая перегрузка по току сверх номинала,
% относительно номинального тока
Длительность: 5 мин. 10 мин. 18 мин. 20 мин. 32 мин. 45 мин. 60 мин. 80 мин. 2 часа 3 часа 24 часа
Масляный, в соответствии с ПТЭ ЭП пункт 2.1.21 - 100% - 75% - 60% - 45% 30% - -
Сухой, в соответствии с ПТЭ ЭП пункт 2.1.21 60% - 50% - 40% 30% 20% - - - -
Трансформатор ООО «КПМ» при температуре ОС +20ºС 100% 100% 90% 70% 55% 45% 40% 38% 32% 25% 25%
Трансформатор ООО «КПМ» при температуре ОС +40ºС 100% 100% 60% 57% 38% 30% 27% 23% 20% 20% 20%

Таким образом, сухие трансформаторы ООО «КПМ» существенно превосходят требования, предъявляемые к сухим трансформаторам Правилами технической эксплуатации электроустановок потребителя, и по своей нагрузочной способности сравнимы с масляными трансформаторами.

устройство, принцип работы, виды, ремонт

Сухие трансформаторы, имеющие литую изоляцию – преобразователи энергии из одного класса напряжения в другой, имеющие в своем конструктивном исполнении тип естественного воздушного охлаждения всех рабочих агрегатов. Такое охлаждение электроустановки строится на основе конвекции окружающего воздуха внутри всех систем трансформатора, процессами лучеиспускания выделяемого тепла в момент его нормальной работы.

Данный тип преобразователей напряжения связан с применением трансформирующих энергию устройств в местах, где требуется повышенная безопасность всей установки, ее обслуживающего персонала.

Устройство и принцип действия силового трансформатора

Электрическая преобразовательная установка или трансформатор напряжения имеет несколько основных конструктивных элементов:

  1. Корпус – различного типа в зависимости от деталей монтажа может иметь различный конструктив, но его основная задача – надежно содержать в себе, безопасно изолировать от окружающих процессов всю электрическую часть устройства преобразования энергии.
  2. Первичная обмотка – вход устройства (ввод) – катушка с медными проводниками, определенного количества витков, сечения, типа, внутренняя часть которой связана с внешними контактными выводами, установленными на изоляционной основе. В зависимости от общего функционала трансформатора (повышающий/понижающий тип) к ее контактной части подключаются токопроводящие элементы для дальнейшего проведения процесса трансформации. Обмотка первичного типа, как и вторичного связана (намотана) на конструктивную деталь магнитопровода – обязательная необходимость для выполнения основного процесса трансформации.
  3. Вторичная обмотка – выходная контактная часть преобразователя. В зависимости от общего функционала оборудования имеет свои особенности и конструктивное исполнение, сечение проводника в своей катушечной намотке.
  4. Магнитопровод – конструкция из электротехнической шихтованной, прессованной стали, или феррамагнитных материалов, определенного строения и формы, объединяющая своим «телом» обе обмотки. Благодаря его замкнутому контуру, практически реализуются электромагнитные законы, что позволяет выполнять процесс трансформации энергии по классу напряжения.
  5. Дополнительная элементная база, если масштабировать устройства трансформатора по назначению и сфере применения. К ней относятся все остальные элементы, входящие в состав преобразователя напряжения.

Наиболее наглядно устройство трансформатора напряжения показано на Рисунке 1.

Детальная конструкция и устройство трансформатора напряжения

Рисунок 1. Детальная конструкция и устройство трансформатора напряжения

Радиаторы, изоляторы, расширительный бак и остальные дополнительные части могут меняться в зависимости от типа исполнения конкретного электротехнического оборудования.

Подробно объяснить принцип действия преобразователя напряжения легко на основе схемы оборудования:

Имеется первичная, вводная обмотка из намотанных на магнитопровод, как правило медных проводников, на которую подается определенная величина напряжения и вторичная, (вывод) обмотка, с выводных клемм которой производится снятие напряжение, но уже пониженной до требуемого значения величины напряжения. Обе обмотки намотаны на стороны сердечника и не имеют электрической связи между собой. Сердечник, он же магнитопровод, по закону электромагнитной индукции, реализует весь процесс преобразования напряжения в устройстве.

Принцип действия трансформатора

Рисунок 2. Принцип действия трансформатора

Переменный ток (изменяющийся во времени с рабочей частотой в 50Гц) поступает на ввод первичной обмотки и протекает по всем проводникам этой катушки, наводя тем самым со своей стороны сердечника ЭДС. Согласно закону электромагнитной индукции в магнитопроводе наводится и начинает свою циркуляцию магнитный поток определенной величины. Это магнитное поле в ходе кругового движения по сердечнику проходит сквозь проводники вторичной обмотки устройства, которая намотана с противоположной стороны оборудования и наводит там свою ЭДС меньшей величины (пример рассматривает именно понижающий тип устройства). Величина ЭДС вторичной обмотки своим действием создает номинальный ток и величину напряжения на вторичной обмотке, которые снимаются с ее выводных клемм и являются результатом всей работы электропреобразователя.

Изменяя конструкцию сердечника, сечение, тип проводников их количество витков в каждой из обмоток – возможно варьировать принцип действия оборудования используя его, как понижающий узел передачи электро энергии от источника питания к потребителю, повышающий элемент в составе установки «Генератор-Трансформатор-ЛЭП» или передающий элемент, когда необходимо не изменять величину напряжения, а использовать его в системах релейных защит в качестве безопасного устройства, обеспечивающего гальваническую развязку для автоматики и защиты.

Конструктивные особенности сухих трансформаторов с литой изоляцией

Если рассматривать в деталях устройство сухого трансформатора с литой изоляцией, то обращая внимание на Рис. 3 выделяется одна отличительная особенность агрегата, необходимая ему для реализации процесса естественного воздушного охлаждения всей электросистема – это практически полное отсутствие цельного корпуса оборудования, по сравнению с другими трансформаторами, где используется масляное или смешанное охлаждение.

Сухой трансформатор с литой изоляцией

Рисунок 3. Сухой трансформатор с литой изоляцией

Электрическая, магнитная часть трансформатора сухого типа мало чем отличается от остального типов преобразователей – в своем устройстве имеются обмотки из медных проводников первичного и вторичного типа, одна из которых подключается к источнику энергии (первичная), а вторая соединяется с нагрузкой – потребителем напряжения. Имеется в составе замкнутый магнитопровод, контактные выводы необходимые для нормальных условий образования электромагнитной индукции, трансформации энергии.

Основные отличия сухих трансформаторов начинаются в изоляции обмоток, корпусе изделия.

Исполнение изоляции – это главная отличительная особенность оборудования сухого типа. Для ее производства, создания используют:

  • специальные изоляционные профили, обладающие повышенными диэлектрическими характеристиками. Применяются усиленной прочности фарфоровые изоляторы, при формировании вертикальных и горизонтальных каналов воздушного охлаждения устройства;
  • материал и производство из него самой изоляции производится по специальной технологии и представляет форму монолита (отсюда и название «литая») путем заливки эпоксидных диэлектриков на медные проводники обмотки.

Второй отличительной чертой преобразователей сухого типа является его внешнее конструктивное исполнение, габариты. Относительно других разновидностей подобных электротехнических устройств, сухие трансформаторы имеют большие размеры габаритов. К тому же, у них нет общего цельного литого корпуса в своем устройстве, лишь отдельные элементы внешней защиты (листы для обмоток), планки для установки контактных частей ввода-вывода, такелажных работ в момент монтажа и нижнего колесного конструктива для возможности перемещения в момент первичного монтажа и последующего обслуживания.

Подобные отличия имеют ряд плюсов, минусов в основной работе агрегата.

внешний вид сухого трансформатора с литой изоляцией

Преимущества применения

Устройство трансформаторов сухого типа из-за конструктивных особенностей, применения новейший, усиленных материалов изоляции, сердечника, элементов корпуса содержит в себе набор преимуществ, которые можно разделить на элементы взаимодействия преобразователей с окружающей средой и по их техническим характеристикам и показателям.

Экологичность

При взаимодействии с окружающей средой, в моменты полного цикла эксплуатации таких устройств, после списания в утиль, такое оборудование производит наименьшее загрязнение, как окружающий воздух, так и окружающую среду в целом. Это связано с отсутствием вредной, агрессивной среды охлаждающей жидкости, как у моделей масляного типа, которые в следствии постоянных выхлопных газов в момент эксплуатации, в момент аварий или ремонтов наносят существенный вред экологии остатками трансформаторного масла, распад которого или переработка в экологически чистый продукт происходит или с трудом или с большими дополнительными затратами на такие процедуры.

Изделия, использующие естественную конвекцию воздуха в качестве охлаждения своей нормальной работы, попросту не имеют такого объема вредных веществ, а значит значительно чище по экологическим нормам и правилам.

Пожаробезопасность

Снижение опасности возникновения пожара в аварийном режиме работы, в случае ремонтных или наладочных работ у трансформаторов сухого типа также значительно ниже относительно масляных. Причиной является все тоже отсутствие пожароопасной легковоспламеняющейся жидкости охлаждения на основе масляных продуктов. А конструктив из литой изоляции, которые реализуется на основе современных, высокопрочных, усиленных материалов диэлектриков в изоляции обмоток оборудования лишь увеличивает их надежность и стойкость к возникновению пожаров.

Именно исходя из первых двух пунктов преимуществ устройств сухого типа их использование рекомендуется в зонах, где есть повышенная опасность к возникновению пожара и требуется лучшая безопасность, как остального электротехнического оборудования, рабочего персонала.

Низкое шумовое загрязнение

Шумовой эффект и его воздействие как на окружающую среду, так и на обслуживающий персонал возникает в момент работы устройства под нагрузкой и зависит от множества факторов, основным из которых является строение, форма его магнитной части. Независимо от типа преобразователя, его идеального формата, бесшумного типа в момент эксплуатации не бывает в природе.

Трансформаторы сухого типа имеют более низкое шумовое загрязнение в момент своей работы за счет изготовления шихтованного сердечника и склейки, пропитки его листов многочисленными слоями эпоксидных смол. Образующая таким образом монолитная конструкция магнитопровода производит значительное шумовое гашение при работе трансформатора под нагрузкой в отличии от энерго агрегатов с масляным или другим типом строения.

Высокая устойчивость к токам короткого замыкания

По средствам своего конструктива электрической части, изоляции, внешнего корпуса оборудование сухого типа имеет высокую устойчивость к режиму короткого замыкания и токам, возникающим в следствии образования подобного режима.

Энерго агрегаты номинальной мощностью более 1000 кВа имеют в нормальной эксплуатации напряжение по КЗ равное 6-8%, что повышает предел устойчивости таких изделий от разрушительного воздействия токов короткого замыкания.

Сухие трансформаторы с литой изоляцией 35/10(6)/0,4кВ

Работа в сетях, которые подвержены грозовым и коммутационным перенапряжениям

Возможность нормальной работы обусловлено стойкостью электротехнического оборудования к режимам КЗ, использованием при их проектировании монолитного типа изоляции обмоток, контактных частей, на основе эпоксидных современных усиленных по диэлектрическим свойствам материалам.

Этот приоритет работы расширяет их зону эксплуатации не только по степени опасности использования, но по климатическому исполнению зон с повышенной угрозой частых грозовых фронтов.

Облегченный монтаж

При его монтаже на объекте нет нужды монтировать сложную и чувствительную структуру пожаротушения объекта с оборудованием, производить наладку автоматики, сигнализации. На этом экономится значительное время монтажа. В сухих преобразователях нет маслоприемников, расширительных баков остальных комплектующих необходимых при вводе в эксплуатацию масляных устройств преобразования энергии.

В комплексе отсутствие всех перечисленных элементов позволяет обеспечить облегченный монтаж оборудования на объекте, производить менее длительную диагностику их в процессе эксплуатации.

Сухие трансформаторы с литой изоляцией TES-R Trafo Elettro

Экономичность

Что касается сухого типа преобразователей в оценке их экономичности – то это их весомое преимущество. В связи с отсутствием систем пожаротушения, бюджет при проектировании электроустановок, в составе которых закладывают сухие силовые модули преобразования энергии значительно выигрывает в объеме.

Возможность значительного близкого расположения электрооборудования к потребителям позволяет экономить на меньшем расходе материалов для строительства передающих линий – их длина за счет этого значительно минимизируется, а также уменьшаются потери мощности в момент передачи энергии конечным потребителям.

Автоматический контроль охлаждения

Проектирование систем автоматизации контроля охлаждения в сухих блоках в большинстве случаев не требуется за счет основного принципа реализации охлаждения, построенного на естественной конвекции воздуха из окружающей среды в работающий, передающий трансформатор и обратно. Сама работа установки сухого типа, ее исполнение корпуса со специальными воздушными каналами позволяет полуавтоматически вести контроль за нагревом всей его электрической частью.

Исключения могут составлять отдельные изделия большой мощности в сухом исполнении, в которых реализуются проекты установки принудительного охлаждения путем дополнительной установки вентиляторов в отдельные части трансформирующих отсеков.

Особенности различных серий

Исходя из Рис. 4 наглядно видно, что вторая буква в аббревиатуре любой марки трансформатора, определяет его тип охлаждения. Для сухого вида соответственно будет применяться буква «С». Следующим за ним идет исполнение корпуса.

Расшифровка марки силовых трансформаторов

Рисунок 4. Расшифровка марки силовых трансформаторов

Даже внутри систем сухого охлаждения существует несколько разновидностей преобразователей энергии, обладающих своими особенностями при выпуске их серий. Стоит рассмотреть основные из них, кратко описав отличия.

ТСГЛ, ТСДГЛ

Согласно установленной расшифровки аббревиатуры марки изделия получаем:

  1. «Т» – устройство –силовой преобразователь.
  2. «С» – тип охлаждения – сухой тип.
  3. «Д» – буквенное обозначение во второй марки главы – обозначение, входящего в комплект датчика температуры окружающей среды на кабельной системе в длину не менее 10м, позволяющем контролировать режимы нагревы помещения в различных точках. Его мобильность обеспечивает свободное перемещение тепловых защит и автоматики управления вентиляторами в случае их использования.
  4. «Г» – тип материала изоляции – применение в устройстве энерго агрегата специального типа сверхстойкой изоляции, имеющей научное название – геофоливая. Она обладает повышенной стойкостью и увеличенными диэлектрическими свойствами.
  5. «Л» – метод исполнения изоляции обмоток – литая изоляция говорит о производстве монолитного эпоксидного компаунда в виде изоляции обмоток, который и позволяет иметь сверх свойства диэлектрика и прочности.

Серии устройств типа ТСГЛ и ТСДГЛ выполняются как правило на первичной напряжение обмотки в диапазоне 6-10 кВ, вторичная обмотка этих устройств понижает величину напряжения до 0,4 кВ. Схемы и группы соединения обмоток трансформаторов преимущественно:

  • треугольник – Звезда с заземленными нейтралями;
  • звезда – Звезда с нулевым проводником.

Материал обмоток выполняется из алюминиевых проводников в изначальном заводском проекте. Изоляция обмоток дополнительно усилена сеткой из стекловолокна, что увеличивает стойкость изоляции обмоток по всем параметрам и аварийным режимам.

Сухие трансформаторы с литой изоляцией ТСГЛ

ТСЗГЛ, ТСДЗГЛ

Вторая серия имеет расшифровку своих аббревиатур практически в том исполнении. Исключением является дополнение буквенного символа «З» – охлаждение воздухом в защищенном исполнении. Здесь стоит рассмотреть детали спроектированных моделей в зависимости от ошиновки (шиной или кабельными системами) их первичных, вторичных выводов.

С подводом НН и ВН кабелей

В таком исполнении расположения контактных частей первичной высоковольтной и вторичной низковольтной обмотки надежно защищены поверхностью защитного кожуха. Расположение для подключения первичной (ВН) и вторичной (НН) обмотки кабелей по обеим сторонам устройства находится под ним.

С шинными выводами НН на крыше

В случае если подключение сухого трансформатора напряжения производится путем ошиновки в такой серии и проекте – ВН контакты расположены под защитным кожухом, а НН часть присоединения выведена на крышу кожуха и ошиновка вторичной обмотки производится там.

С выводами НН и ВН на крыше

В таком конструктивном исполнении все контакты ВН и НН части сухого трансформатора выведены на крышу кожуха, имеют возможность подключения в электросистему как шиной, так и кабельными линиями.

ТСДЗГЛ

ТСЗГЛ11, ТСДЗГЛ11

Основная расшифровка таких серий по буквенным символам не имеет отличий от вышеперечисленного оборудования. Исключение составляет цифровой символ в обоих марках трансформаторах – «11», его наличие говорит о смещении низковольтных выводов на боковую часть защитного кожуха механизма сухого типа. При этом обе марки предназначены для подключения обеих обмоток кабельными линиями.

ТСДЗГЛ11

ТСЗГЛФ11, ТСДЗГЛФ11

Еще один похожий выпуск серий блоков, имеющих отличие в комплектации, маркировки в виде буквенного символа «Ф», который обозначает фланцевое исполнение основных модулей боковой части защитного кожуха.

Отличительный класс по нагрев стойкости F типа. Боковое расположение контактных частей ВН на боковом фланце, а НН стороны, выведенных на крышу защитного кожуха. Возможность включения в систему электроснабжения по средствам шин или кабелей для вторичной обмотки и только шинами для подключения высоковольтных вводов трансформатора.

ТСЗГЛФ11

Электрические и шумовые характеристики в зависимости от мощности

Параметры электрической части преобразователей энергии из одного класса напряжения в другой имеются прямо пропорциональную зависимости от номинальной мощности устройства. Известен факт, чем больше необходимо питать энерго потребителей, приемников электрической энергии, тем больше необходима мощность силового трансформатора, вне зависимости от типа его охлаждения.

А следовательно, даже в сухих агрегатах преобразования при увеличении требуемой мощности необходимо расширять, увеличивать и сечение проводников обмоток обеих сторон устройства, так и увеличивать их размер, что в свою очередь провоцирует дальнейший рост остальных геометрических параметров оборудования.

Идеального устройства громадной мощности, но с минимальными габаритами в настоящее время пока изобретено не было, точно так же, как нормально постоянно работающих материалов сверхпроводимости. Однако в сухих типах в связи с отсутствием систем и комплектующих масляного охлаждения вся электрическая часть располагается наиболее компактном исполнении в зависимости от серии устройств.

Характеристики шумовой мощности сухих трансформаторов напряжения имеют такую же прямую зависимость, пропорциональную мощности энерго агрегата и в базовых номинальных значениях варьируется в значениях и допусках равных 50 -70 дБ, но не более.

Трансформаторы сухие силовые

Размеры и масса

Наличие дополнительных элементов в сухих преобразователях энергии определяют его конструктивные размеры и массу. Они отличаются и дробятся по сериям выпуска. Именно так их и проще всего осветить здесь

ТСГЛ, ТСДГЛ

Устройства с геофоливой изоляцией, усиленной стекловолокном, но не имеющих защитных кожухов имеют следующие геометрические параметры своего «тела» в диапазоне мощностей 100-2500кВа:

Таблица 1. Габаритные размеры и масса ТСГЛ, ТСДГЛ в основных границах размеров и мощностей

Марка

Трансформатора

ТСГЛ/ТСДГЛ

Габаритные размеры

Длина х Ширина х Высота, мм

 

Колея колес, размер осей, мм

 

Вес изделий сухого типа нетто, кг

Степень защиты IP00 Степень защиты IP21 Степень защиты IP00/IP21
от 100

до

2500 кВа

1250х800х1000 до

1720х1430х2100

1250х1000х1000

До

1720х1530х2100

660

До

1070

750

До

4450

Более детальная раскадровка габаритных размеров и массы устройств по конкретной мощности возможно получить на сайтах заводов изготовителей, или в справочной технической литературе. В Табл. 1 показаны минимальные и максимальные параметры устройств для общего освещения их минимальных и максимальных размеров и веса.

ТСЗГЛ, ТСДЗГЛ

Тут стоит расписывать параметры исходя вновь из типа расположения вводов на защитном кожухе по каждой стороне обмоток и типу их ошиновки.

С подводом НН и ВН кабелей

Публикация вновь очерчивает их минимальный и максимальный параметр по размерам и тоннажу в зависимости от диапазона мощности

Таблица 2. ТСЗГЛ/ТСДЗГЛ с подводом кабелей на НН и ВН

Марка

Трансформатора

ТСЗГЛ/ТСДЗГЛ

Габаритные размеры

Длина х Ширина х Высота, мм

 

Колея колес, размер осей, мм

 

Вес изделий сухого типа нетто, кг

Степень защиты IP00 Степень защиты IP21 Степень защиты IP00/IP21
от 100

до

2500 кВа

1340х810х1540 до

2250х1500х2370

1340х1110х1540

До

2250х1520х2370

660

До

1070

850

До

5380

Анализируя вторую параметрическую таблицу и сравнивая ее с первой становится понятно, что дополнительный конструктив в виде защитного кожуха вносит свои коррективы в размеры оборудования преобразования в сторону увеличения, как его рабочей массы, так и габаритных размеров.

С шинными выводами НН на крыше

Еще один вариант стоит рассмотреть по техническим параметрам, когда подключение к контактным частям производится преимущественно шиной и только на НН сторону устройства

Таблица 3. ТСЗГЛ/ТСДЗГЛ с подводом шин НН на крыше

Марка

Трансформатора

ТСЗГЛ/ТСДЗГЛ

Габаритные размеры

Длина х Ширина х Высота, мм

 

Колея колес, размер осей, мм

 

Вес изделий сухого типа нетто, кг

Степень защиты IP00 Степень защиты IP21 Степень защиты IP00/IP21
от 100

до

2500 кВа

1650х910х2260 до

2250х1500х2470

1650х1110х2260

До

2250х1520х2470

660

До

1070

1350

До

5380

Внутри серий изделий изменение типа ошиновки, расположение вводов достаточно критично влияет на размеры и массу оборудования.

С выводами НН и ВН на крыше

Последняя публикация технических параметров для трансформаторов сухого типа и защитным кожухом, где расположение контактных частей происходит на крыше кожуха обеих обмоток и имеется возможность подключения, как кабеля, так и шины к ним в Табл. 4.

Таблица 4 ТСЗГЛ/ТСДЗГЛ С выводами НН и ВН на крыше

Марка

Трансформатора

ТСЗГЛ/ТСДЗГЛ

Габаритные размеры

Длина х Ширина х Высота, мм

 

Колея колес, размер осей, мм

 

Вес изделий сухого типа нетто, кг

Степень защиты IP00 Степень защиты IP21 Степень защиты IP00/IP21
от 100

до

2500 кВа

1470х910х1540

до

2445х1500х2370

1470х1110х1540

До

2445х1520х2370

660

До

1070

850

До

5380

Некая схожесть есть с ранее опубликованными типами устройств без защитных кожухов, но в градации мощности по размерам идут сильные разночтения, отсюда размерная и весовая таблица опубликована по ним дополнительно.

ТСЗГЛ11, ТСДЗГЛ11

Устройства с параметром бокового смещения выводов на кожухе обладают отдельными геометрическими критериями и параметрами массы.

Таблица 5. ТСЗГЛ11/ТСДЗГЛ11 Данные по размерам оборудования с боковым смещением вводов

Марка

Трансформатора

ТСЗГЛ11/ТСДЗГЛ11

Габаритные размеры

Длина х Ширина х Высота, мм

 

Колея колес, размер осей, мм

 

Вес изделий сухого типа нетто, кг

Степень защиты IP00 Степень защиты IP21 Степень защиты IP00/IP21
от 100

до

2500 кВа

1470х910х1540

до

2445х1500х2370

1470х1110х1540

До

2445х1520х2370

660

До

1070

850

До

5380

Несмотря на боковое расположение контактов их конструктивное исполнение схоже с предыдущей серией трансформаторов.

ТСЗГЛФ11, ТСДЗГЛФ11

Наличие фланца на месте бокового расположения контактов обмоток на защитном кожухе не внесло отличий ни в вес, ни в размеры трансформаторов напряжения. Фланцевые устройства имеют такие же значения, как в Табл. 5. Повторная публикация одинаковой таблицы размеров и веса для них в этой статье будет излишней.

ТСДЗГЛФ11

Схемы подключения температурного реле

Система контроля температуры сухих преобразователей напряжения на всех трех фазах и в нескольких точках сердечника реализована автоматическим образом на базе подключения теплового реле типа РТ 100, соединённого посредством температурных датчиков с точками замера температуры действующего оборудования.

Тепловое реле располагается на корпусе энерго установки в удобном для обслуживания и снятия показателей месте корпуса на универсальную DIN-рейку.

Схема подключения к трансформатору контактных частей теплового релейного контроля приводится ниже.

Тепловое реле РТ 100

Рисунок 5. Тепловое реле РТ 100

Лимит максимальных и минимальных порогов срабатывания на сигнализацию аварии или режима отключения силового устройства допускается устанавливать силами обслуживающего персонала, но он не должен превышать допустимых значений в 140-150 С для стандартно класса стойкости изоляции и выше для более усиленных. В Табл. 6 эти характеристики расписаны по каждому классу в деталях.

Реле подключается к питанию через модульную дифференциальную защиту, а также связана своими контактами с катушками питания вентиляторов охлаждения определенных участков оборудования сухого типа, при срабатывании РТ 100 которые начинают принудительный обдув этих областей устройства.

Допустимые перегрузки

Сухие трансформаторы силового типа делятся в зависимости от класса нагрева стойкости изоляции согласно созданным стандартам. Исходя из них существует параметрическая таблица допусков по температурным перегрузкам силовых устройств.

Таблица 6. Допустимые перегрузки трансформаторов сухого типа

Тип изоляции устройства по классу нагрева стойкости с диапазоном температур Срабатывание установленных на трансформатор терм зондов по сигналу

«ТРЕВОГА»

Срабатывание установленных на трансформатор терм зондов по сигналу «ОТКЛЮЧЕНИЕ»
Класс «B» = -5 до 120 C 120 С 130 С
Класс «F» = -5 до 155 C 140 С 150 С
Класс «H» = -5 до 180 C 160 С 170 С

Таким образом, если сухие трансформаторы выбираются в климатической зоне с повышенным температурным балансом на длительную эксплуатацию – стоит обязательная необходимость их выбора с классом нагрева стойкости изоляции не менее «H», исходя из приведенных значений выше.

Как устроить вентиляцию в отсеках

Для оптимального создания и проведения естественного воздушного охлаждения силового трансформирующего агрегата электроэнергии необходимо в отсеках, где планируется его постоянная установка и подключение, создание правильной схемы приточно-вытяжной вентиляции.

Некоторые рекомендации по их создании в короткой схеме и с небольшим описанием приводятся ниже.

Создание вентиляции для сухих трансформаторов в зоне их эксплуатации

Рисунок 6. Создание вентиляции для сухих трансформаторов в зоне их эксплуатации

Расчет выбора отверстий приточного и вытяжного отверстиях, обозначенных на Рис. 6 S1/S2 производится по специальным расчетным формулам и зависят от нескольких параметров силового преобразователя, а так же от размеров самого отсека в котором происходит установка. Данные расчеты лучше доверить или компьютеризированным сервисам просчета технических параметров для оптимальной работы трансформаторов или отнести на счет проектных бюро, которые проектируют будущую электроустановку или ее часть.

Особенности ремонта высоковольтных моделей

Оборудование преобразования энергии сухого типа в высоковольтном исполнении на напряжение от 10 до 35 кВ имеет некоторые особенности планово-предупредительных и капитальных ремонтов своих узлов и агрегатов. Прежде всего, так как такие устройства несут в себе повышенную опасность и отвечают за передачу и распределение больших мощностей энергии, выход из строя узлов которой может повлечь за собой еще более серьезные последствия остановки многочисленных систем распределения и потребления энергии их планово-предупредительные ремонты проводят высококвалифицированный персонал и с определенной частотой исполнения.

При этом обслуживающий персонал не учитывает, что тип таких устройств позволяет длительное время работать оборудованию без проводимой ревизий – обеспечение повышенной надежности в этих узлах в приоритете для бригады диагностов.

Плановые ремонты высоковольтных моделей направлены на контроль, диагностику и поддержания в полном исправном состоянии значений трех основных параметров устройств:

  • качество и диэлектрические свойства монолитной изоляции обмоток;
  • процесс отдачи тепла, циркуляция воздушных потоков и ее эффективность;
  • самонесущие способности устройства.

процесс работы с сухими трансформаторами

Важным значением в обмотках высоковольтных моделей, является полная и детальная диагностика их изоляции путем измерений, тестов, предписанных в нормативной документации по диагностике и эксплуатации. Связано такое пристальное внимание к этим элементам электрической части невозможностью перемотки обмоток сухого трансформатора напряжения в силу его конструктивного исполнения и текущих процессов, которые в нем происходят. При обнаружении неисправностей или дефектов в этих узлах производится постановка всего устройства в ремонт и помодульная замена дефективных элементов.

Еще один важный пункт ремонта – это проверка на исправность и эффективность действия всех воздушных каналов блока преобразования сухого типа, от которых зависит весь процесс теплоотдачи в период работы устройства.

Оценка шумовых характеристик преобразователя – третий ключевой параметр в диагностике и ремонте высоковольтных моделей силовых агрегатов.

Общие сведения BEST может производить трансформаторы сухого типа из литой смолы с техническими характеристиками ниже заданных в соответствии с требованиями заказчика. Температурные классы изоляционных материалов

: F (155 ° C) и H (180 ° C)

Технология обмотки при низком напряжении: предварительно пропитанная термоактивированной эпоксидной смолой

Отлитая под вакуумом эпоксидная смола

Технология обмотки при высоком напряжении

: Отлито в эпоксидную смолу с кварцевым наполнением в вакууме

Отлито в эпоксидную смолу, армированную стекловолокном, в вакууме

Ассортимент продукции BEST достигает 30 МВА и класса 52 кВ благодаря специальному производственному оборудованию и инженерным возможностям.

Преимущества трансформаторов сухого типа из литой смолы:

• Высокая перегрузочная способность
• Превосходная стойкость к коротким замыканиям и сейсмическим условиям
• Гибкость при проектировании для удовлетворения ожиданий заказчика
• Установка в жестких условиях окружающей среды (очень низкие температуры окружающей среды, высокая влажность ) возможно
• Длительная перегрузка до 40% с системой вентилятора.

Область применения

BEST производит стандартные распределительные трансформаторы с нормальными, низкими и очень низкими потерями от 160 кВА до 3150 кВА и системным напряжением до 36 кВ, а также силовые трансформаторы от 4 МВА до 30 МВА до 52 кВ.

Специальные области применения:

• Силовые трансформаторы
• Возобновляемые источники энергии (ветряные и фотоэлектрические)
• Тяговые приложения
• Выпрямительные трансформаторы с 3 или 4 обмотками
• Морские
• Нефтяные и газовые платформы
• Промышленные краны
• Трансформаторы с устройство РПН
• Заземляющий трансформатор
• Трансформаторы возбуждения
• Трансформаторы для мобильных подстанций
• Повышение мощности генератора
• Автотрансформаторы
• Трансформаторы однофазные

Корпуса

По запросу BEST также может поставлять трансформаторы с корпусами, подходящими для внутренней и наружной среды со степенью защиты от IP20 до IP55.Соединения кабелей / шин с трансформатором с корпусом могут быть выполнены в соответствии с требованиями заказчика. (Подключение через заполненную воздухом клеммную коробку, ввод кабеля / шины сверху / снизу / сбоку и т. Д.)


IP21 IP21 IP31


IP31 IP31

IP55

Аксессуары

Стандартные аксессуары

• Система контроля температуры
* Датчики температуры PT-100 на каждой катушке низкого напряжения
* Реле цифрового контроля температуры с 2 контактами
* Цифровой дисплей
* Автоматическое управление вентиляторами, если они ' присутствует
* Сигналы тревоги и отключения генерируются, если температура превышает заданные значения
* Типы с возможностью подключения в систему SCADA (опция)

Дополнительные аксессуары

• Вентиляторная система
* Возможно увеличение мощности на 40% в течение короткого периода времени
* Автоматическое управление с помощью системы контроля температуры

• Антивибрационные прокладки
• Ограничители перенапряжения
• обогреватели
• вставные втулки, втулки
• трансформаторы тока
• распределительная коробка
• крышка для отводов

,

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о