Каталог огранизаций по электромонтажу и электролабораторий:
Москва
Санкт-Петербург

Типы и виды сухих трансформаторов: технические характеристики

Два типа трансформаторов

Аргументы за и против доступных типов трансформаторов часто изменяются, в зависимости от того какая информация предоставляется производителем трансформатора. Тем не менее, существуют определенные характеристики работы и приложений, которые применимы почти всегда. В основном, существует два различных типа трансформаторов: изолируемые и охлаждаемые жидкостью (трансформаторы с жидким диэлектриком),  и не изолированные жидкостью, а охлаждаемые при помощи воздуха или газа (сухой трансформатор). Кроме того, у каждого их этих основных типов существуют свои подкатегории. Для трансформаторов с жидким диэлектриком охлаждающим носителем может служить традиционное минеральное масло. Также существуют трансформаторы с жидким диэлектриком использующие менее воспламеняемые жидкости, такие как углеводороды и силиконы с высокой температурой возгорания.

Однако такие трансформаторы имеют и свои недостатки. Например, для трансформаторов с жидким диэлектриком важную роль играют вопросы предотвращения возгорания, поскольку они используют легко воспламеняющийся жидкий хладагент. (Сухие трансформаторы тоже способны возгораться.)  Существует даже возможность взрыва для неверно спроектированных трансформаторов с жидким диэлектриком. В зависимости от применения, трансформаторы с жидким диэлектриком могут потребовать установку изолирующего поддона для защиты от возможных протечек жидкости. Как правило, при выборе типа трансформатора, решение о выборе сухого трансформатора или трансформатора с жидким диэлектриком, связано с ожидаемой мощностью.

При мощности менее 500 кВА используются сухие трансформаторы, а при мощности, превышающей 2.5 МВА, предпочтение отдается трансформаторам с жидким диэлектриком. Важным фактором, определяющим тип трансформатора, служит и то, где он будет установлен — внутри офисного здания, или снаружи, для обслуживания промышленной нагрузки.  Сухие трансформаторы с мощностью, превышающей 5 МВА, доступны, но подавляющее большинство трансформаторов большой мощности являются трансформаторами с жидким диэлектриком. Для применений на улице, доминирующим выбором являются трансформаторы с жидким диэлектриком. В следующей таблице показаны потери для трансформаторов обоих типов.

Таблица. Сравнение потерь: масляные и сухие трансформаторы

Потери масляных трансформаторов  

Потери сухих трансформаторов

Киловольт-ампер

Половина нагрузки(W)

Полная нагрузка (W)

Киловольт-ампер

Половина нагрузки (W)

Полная нагрузка (W)

500

2465

4930

500

5000

10000

750

3950

7900

750

7500

15000

1000

4360

8720

1000

8200

16400

1500

6940

13880

1500

11250

22500

2000

8155

16310

2000

13200

26400

Решение о приобретение трансформаторов, в тех случаях, когда оценка трансформатора и решение о покупке принимаются не конечным потребителем, часто основано исключительно на величине цены закупки (без учета долгосрочных экономических соображений). Это происходит, как правило, тогда, когда решение о покупки принимает агент или контрактор, основываясь на росте температуры и низкой закупочной цене для коммерческих и промышленных потребителей, приобретая трансформаторы сухого типа, монтируемые на специальном возвышении.

Эти агенты или контракторы могут не быть заинтересованы в учете любых экономических факторов помимо закупочной стоимости трансформатора. Озабоченность потребителей в связи с более высокими закупочными ценами препятствует тому, чтобы поставщики и контракторы предлагали или рекомендовали хотя и более дорогие, но при этом более эффективные варианты потребителю, который явным образом не требует таких вариантов.

При приобретении трансформаторов на основе самой низкой закупочной цены,  трансформаторы сухого типа обычно имеют значительно более высокие операционные потери, чем более эффективные трансформаторы с жидким диэлектриком.

По этой причине основные предприятия редко приобретают трансформаторы сухого типа. Так как изолирующая система сухих трансформаторов не обладает дополнительными охлаждающими и изолирующими свойствами промасленной бумаги, то при одних и тех же электрических характеристиках сухие трансформаторы имеют тенденцию к более высоким затратам, большим размерам, и более высоким потерям, чем аналогичные по свойствам трансформаторы с жидким диэлектриком.

Исполнение трансформаторов ТСЛ

Модели имеют более низкий шумовой уровень, чем их аналоги. Этого можно достичь, благодаря новейшей технологии step-lap.

Устройство может выдерживать резкие температурные перепады. Оно способно работать при температурном режиме от – 25 до +40 градусов по Цельсию. Если заказчику будет необходимо, то существует модернизированная версия УХЛЗ, способная выдерживать температурный режим до -60 градусов по Цельсию.

АО «Электрощит» предлагает изготовление продукции любой степени сложности, с индивидуальными параметрами. У нас Вы сможете заказать проектирование по собственному проекту и купить сухой трансформатор ТСЛ по низкой цене.

Технические данные

Охлаждение AN
Материал обмоток AL или CU
Напряжение ВН 6 / 10 / 20 / 35 кВ
Регулировка ПБВ ±2 х 2,5%
Напряжение НН 0,4 кВ
Частота 50 Гц
Соединение обмоток Δ/Yn-11; Y/Yn-0
Класс нагрузки S1, 100%
Класс нагревостойкости F (155°С)
Класс пожаростойкости F1
Класс по окружающей среде E2
Климатическое исполнение C3
Степень защиты IP00 (IP20)
Мощность кВА U К.З. % Потери Х.Х. (Вт) Потери К.З. (Вт) Lpa (dB) A (mm) B (mm) C (mm) D (mm) E (mm) Вес (кг)
ТСЛ 16 10 (6) кВ 6 120 1600 44 700 670 800 120 125 160
ТСЛ 25 10 (6) кВ 6 190 1600 44 800 670 900 650 125 250
ТСЛ 40 10 (6) кВ 6 270 1600 44 900 670 1000 520 125 335
ТСЛ 63 10 (6) кВ 6 350 1600 44 1000 670 1100 520 125 400
ТСЛ 100 10 (6) кВ 6 440 2000 47 1100 670 1200 520 125 510
ТСЛ 160 10 (6) кВ 6 610 2700 50 1200 670 1200 520 125 770
ТСЛ 200 10 (6) кВ 6 700 3050 51 1300 670 1300 520 125 890
ТСЛ 250 10 (6) кВ 6 820 3500 52 1300 670 1300 520 125 1020
ТСЛ 320 10 (6) кВ 6 960 4100 54 1300 820 1400 670 125 1140
ТСЛ 400 10 (6) кВ 6 1150 4900 55 1400 820 1400 670 125 1300
ТСЛ 500 10 (6) кВ 6 1300 6100 56 1400 820 1500 670 125 1510
ТСЛ 630 10 (6) кВ 6 1500 7300 57 1500 820 1600 670 125 1800
ТСЛ 800 10 (6) кВ 6 1800 9000 57 1500 1000 1700 820 125 2110
ТСЛ 1000 10 (6) кВ 6 2100 10000 59 1600 1000 1800 820 125 2450
ТСЛ 1250 10 (6) кВ 6 2500 12000 61 1700 1000 1900 820 125 2820
ТСЛ 1600 10 (6) кВ 6 2800 14500 61 1700 1000 2200 820 200 3350
ТСЛ 2000 10 (6) кВ 6 3600 18000 63 1800 1300 2200 1070 200 3980
ТСЛ 2500 10 (6) кВ 6 4300 21000 66 1800 1300 2300 1070 200 4830
ТСЛ 3150 10 (6) кВ 6 5300 26000 68 2100 1300 2500 1070 200 5710
Мощность кВА U К.З. % Потери Х.Х. (Вт) Потери К.З. (Вт) Lpa (dB) A (mm) B (mm) C (mm) D (mm) E (mm) Вес (кг)
ТСЛ 25 20 кВ 6 190 1600 44 800 670 900 650 125 250
ТСЛ 40 20 кВ 6 270 1600 44 900 670 1000 520 125 335
ТСЛ 63 20 кВ 6 350 1600 44 1000 670 1100 520 125 400
ТСЛ 100 20 кВ 6 440 2000 47 1100 670 1200 520 125 510
ТСЛ 160 20 кВ 6 610 2700 50 1200 670 1200 520 125 770
ТСЛ 250 20 кВ 6 820 3500 52 1300 670 1300 520 125 1020
ТСЛ 320 20 кВ 6 960 4100 54 1300 820 1400 670 125 1140
ТСЛ 400 20 кВ 6 1150 4900 55 1400 820 1400 670 125 1300
ТСЛ 630 20кВ 6 1500 7300 57 1500 820 1600 670 125 1800
ТСЛ 800 20 кВ 6 1800 9000 57 1500 1000 1700 820 125 2110
ТСЛ 1000 20 кВ 6 2100 10000 59 1600 1000 1800 820 125 2450
ТСЛ 1250 20 кВ 6 2500 12000 61 1700 1000 1900 820 125 2820
ТСЛ 1600 20 кВ 6 2800 14500 61 1700 1000 2200 820 200 3350
ТСЛ 2000 20 кВ 6 3600 18000 63 1800 1300 2200 1070 200 3980
ТСЛ 2500 20 кВ 6 4300 21000 66 1800 1300 2300 1070 200 4830
ТСЛ 3150 20 кВ 6 5300 26000 68 2100 1300 2500 1070 200 5710

Сферы применения сухих трансформаторов

Сегодня масляные и сухие трансформаторы часто противопоставляются друг другу, причём довольно жёстко – «или-или». На самом деле «вопрос ребром» не совсем корректен – то или иное оборудование появляется на свет как ответ технического интеллекта на вызов потребностей общества. И сухие трансформаторы, и устройства с жидким диэлектриком появились в результате развития электротехники, так что и те и другие устройства чрезвычайно важны. Так, в магистральных электрических сетях и на электростанциях устанавливают исключительно масляные трансформаторы, т.к. конструктивно сложно создать сухое оборудование мощностью сотни мегавольт-ампер.

А вот у потребителей или на небольших распределительных подстанциях сухие трансформаторы уверенно занимают свою нишу. Именно они устанавливаются в местах, требующих повышенной безопасности – например, на территориях учебных заведений, в аэропортах, шахтах, метро, кинотеатрах, жилых зданиях. Кроме того, подобное оборудование должно применяться в местах с повышенными требованиями к охране окружающей среды – в курортных зонах, водозаборных станциях, спортивных сооружениях.

Сухие трансформаторы широко применяются и на промышленных предприятиях, металлургических комбинатах, химических производствах, объектах нефтегазовой отрасли. Это объясняется двумя причинами. Первая – нет необходимости в системе пожаротушения, что выгодно с точки зрения промышленных потребителей. Вторая – возможность расположения оборудования в непосредственной близости от центра нагрузки, что позволяет оптимизировать схему электроснабжения, а также свести к минимуму использование цепей низкого напряжения. Получается, даже при солидных начальных капиталовложениях современное оборудование позволяет экономить электроэнергию за счёт снижения потерь в кабельных сетях низкого напряжения.

Кроме того, сократить потери помогает и само оборудование. Так, компания АББ, лидер в производстве силового оборудования и технологий для электроэнергетики и автоматизации, разработала  ультраэффективный сухой трансформатор серии (типы DTE и RESIBLOC), который позволяет сократить суммарные потери (холостого хода и короткого замыкания) для средних или сильных переменных нагрузок на 45%, а для высоких – на 30% по сравнению с обычными сухими трансформаторами (см. табл. 2). По подсчётам специалистов, внедрение таких трансформаторов может окупиться за несколько лет. Кроме того, снижаются выбросы углекислого газа, соответственно, уменьшается негативное воздействие на окружающую среду.

Табл. 2. Сравнение стандартного сухого трансформатора и EcoDry

 

Стандартный сухой трансформатор

EcoDry

Номинальная мощность

1000 кВА

1000 кВА

Напряжение (первичное)

10 000 В

10 000 В

Потери ХХ

2000 Вт

1500 Вт

Потери КЗ

10 120 Вт

6785 Вт

Потери при полной нагрузке

12 120 Вт

8285 Вт

Эффективность при полной нагрузке

98,79%

99,17%

Ежегодные потери энергии

106 171 кВт·ч

72 577 кВт·ч

СО2

57,4 т/г

39,3 т/г

Существуют и специфичные области применения сухих трансформаторов:

1)       Добывающие предприятия.

2)       Транспорт:

a)   морские суда (причём в данном случае к сухим трансформаторам предъявляют жёсткие требования по уровню шума и вибрации, которые задаются стандартами судового регистра Ллойда, Бюро Веритас, DNV, RINA,ABS и РМРС);

b)   тяговые подстанции железнодорожного транспорта.

3)       Электроснабжение приводов и двигателей, работающих с переменной частотой вращения: например, насосы, вентиляторы, компрессоры, транспортёры и т.д.

4)       Нетрадиционная энергетика, в частности, ветроэнергетика. Трансформаторы подбираются исходя из таких условий, как: наличие высших гармоник, большое количество коммутаций, вибрация и др. Ветроэлектростанции (ВЭС) строят в самых различных климатических условиях, поэтому часто сухие трансформаторы для ВЭС проектируют в соответствии с нормами страны и с учётом требований по безопасности, эффективности и экологии. Монтируется оборудование в обтекателе ветровой турбины или внутри башни.

Что это такое

Сухие, разделительные или воздушные трансформаторы (ТС, ТСШ, печные ТСП) – это вид преобразователей ГОСТ Р 54827-2011, в которых магнитная система и две или более обмотки не погружаются в масляный раствор, а остужаются за счет движения воздушных потоков. Эти электрические устройства более просты и безопасны в эксплуатации хотя бы потому, что производители устранили проблему регулярной замены масла и контроля утечки охлаждающей жидкости. Также, как и любые другие трансформаторы они могут быть понижающими (для преобразования и понижения напряжения), повышающими (с прямо-пропорциональным принципом действия).

Фото – ТМПНГ 630

Недостатком работы считается то, что воздух охлаждает обмотки значительно медленнее, нежели масло. Поэтому между изоляциями сухих преобразователей большее расстояние и увеличенная ширина вентиляционных проходов.

Преимущества сухих трансформаторов:

  1. Безопасность. В масляных устройствах (Zucchini, ТМС) велика вероятность утечки масла или возгорания преобразователя;
  2. Простота в установке и использовании. В «мокрых» преобразователях нужно регулярно менять масло, иначе оно стареет, теряет свои свойства и засоряет протоки. Воздушные трансформаторы можно устанавливать в любых помещениях, без использования специальных сооружений (защитных кожухов). Для монтажа подходят короткие провода. Они нуждаются в регулярной чистке протоков и периодическом осмотре;
  3. Перегрузка возможна очень высокого напряжения, но на непродолжительный срок;
  4. Экологичность. Их можно устанавливать на участках, которые требует повышенной безопасности окружающей среды. Они активно применяются на территориях общего пользования (школы, институты, кинотеатры и т. д.), на различных предприятиях по переработке нефти, газа и химических отходов, также их используют реакторы атомных электростанций и для собственных нужд.

Но при этом, высоковольтные сухие модели имеют увеличенные габариты, в сравнении с моделями, работающими на жидком охлаждении. Иными словами, преобразователи, имеющие одинаковые параметры работы (показатели номинального напряжения, тока и т. д.), но работающие на различных диэлектриках, будут значительно отличаться друг от друга размерами.

Фото – допустимые перегрузки сухих трансформаторов

Это интересно: Что такое автотрансформатор?

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.

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.

Трансформаторы тока разных производителей

Рассмотрим несколько трансформаторов тока разных производителей:

Трансформаторы тока ТОЛ-НТЗ-10-01

, предназначены для передачи сигнала измерительной информации измерительным приборам и устройствам защиты и управления, для изолирования цепей вторичных соединений от высокого напряжения в комплектных устройствах внутренней и наружной установки (КРУ, КРУН, КСО) переменного тока на класс напряжения до 10 кВ и являются комплектующими изделиями.

Трансформаторы изготавливаются в виде опорной конструкции, в климатических исполнениях «УХЛ» и «Т», категории размещения «2» по ГОСТ 15150-69.

Рабочее положение трансформатора в пространстве – любое.

Трансформаторы работают в электроустановках, подвергающихся воздействию грозовых перенапряжений и имеют:

  • класс нагревостойкости «В» по ГОСТ 8865-93;
  • уровень изоляции «а» и «б» по ГОСТ 1516.3-96.

Варианты исполнения трансформатора: «Б» — оснащён изолирующими барьерами.

Расположение вторичных выводов:

  • «А» — параллельно установочной поверхности;
  • «В» — перпендикулярно установочной поверхности;
  • «С» — из гибкого провода, параллельно установочной поверхности;
  • «D» — из гибкого провода, перпендикулярно установочной поверхности.

Требования к надежности

Для трансформаторов установлены следующие показатели надежности:

  • средняя наработка до отказа – 2´105 ч.;
  • полный срок службы – 30 лет.

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.

Жидкостный тип против сухого

Жидкостно-заполненные трансформаторы, как правило, имеют более высокий КПД, чем сухие, поэтому у них больший срок службы. Кроме того, жидкость является более эффективной средой для охлаждения локальных областей высокой температуры в обмотках. Плюс ко всему, жидкостно-заполненные устройства обладают лучшей перегрузочной способностью.

Так, сухой трансформатор 1000 КВА при половинной загрузке имеет уровень потерь примерно 8 кВт, а при полной – около 16 кВт. При этом такой же «тысячник», но жидкостный, имеет примерно вдвое меньшие растраты. Масляный «двухтысячник» при половинной загрузке несет потери 8 кВт, а при полной – 16 кВт. Его сухой аналог характеризуется затратами в 13 и 26,5 кВт соответственно. Это означает то, что сомнительное первенство по уровню потерь держат именно сухие трансформаторы. Цена их при этом выше, чем у жидкостных.

Вследствие более интенсивного охлаждения обмоток жидкостные устройства имеют меньшие габариты (глубину и ширину), чем сухие аналогичной мощности. Это может оказывать влияние на необходимую площадь трансформаторных подстанций (особенно встроенных), а значит, и на стоимость всего объекта. Так, типовой сухой трансформатор 1000 КВА имеет глубину 1,6 м, а ширину 2,44 м. При этом аналогичный масляный при близкой глубине имеет ширину около 1,5 м. Но у этого типа есть, однако, и ряд недостатков.

Например, противопожарная защита более важна для жидкостных трансформаторов при использовании охлаждающей среды, способной к возгоранию. Правда, сухие трансформаторы тоже могут загореться. Неправильно эксплуатируемое устройство жидкостного типа может даже взорваться.

В зависимости от условий эксплуатации для жидкостно-заполненных изделий может потребоваться устройство поддона для сбора охладителя при возможных его утечках.

Возможно, при выборе трансформаторов участок перехода от однозначного предпочтения сухого типа к жидкостному заключается между 500 кВА и 2,5 МВА, причем первый тип предпочтительно используется до нижней границы диапазона, а второй выше нее.

Важным фактором выбора типа является место установки трансформатора, например, внутри офисного здания или снаружи, а также обслуживание промышленных нагрузок.

Сухие трансформаторы мощностью более 5МВА вполне доступны, но многие из них являются жидкостно-заполненными. При наружной установке этот тип также является преобладающим.

Защиты трансформатора

Ставятся стандартного типа защиты по ПУЭ:

  1. Токовая защита нулевой последовательности от внешних замыканий на землю п.3.2.63.
  2. Защиту от токов, вызванных внешними КЗ п.3.2.64.
  3. Оперативное ускорение защиты от токов, обусловленных внешними КЗ с выдержкой времени 0,5 сек п.3.2.65 (АТ подстанций, блок-генератор СТ).
  4. Газовая защита добавочного трансформатора п.3.2.71.
  5. Защита контактного устройства РПН с реле давления, отдельным газовым реле п.3.2.71.
  6. Дифференциальная токовая защита цепей стороны низшего напряжения (АТ) п.3.2.70 – 3.2.71.
  7. Дифференциальная защита перегруза фаз.
  8. От внутренних повреждений: уровень + давление масла, температура обмотки, стали сердечника, наличию газов.

Конструктивные решения

Сегодня на рынке есть сухие трансформаторы с открытыми обмотками и с литой изоляцией. Каждый производитель применяет свои уникальные технологии, но в общих чертах конструктивно трансформаторы схожи.

В трансформаторах с открытыми обмотками электрическую изоляцию осуществляет соответствующая изоляция проводов, механическую прочность обеспечивают бандажные ленты, а охлаждается трансформатор воздухом, проходящим по специальным вертикальным и горизонтальным каналам.

Сейчас более распространены трансформаторы с литыми обмотками. Старейшая технология заливки обмоток – эпоксидными компаундами. Она известна с 1970-х годов и применяется многими производителями. Поначалу заливка обмоток проводилась в воздухе, это было просто и дёшево. Однако при таком способе в изоляцию обмоток попадали примеси, влага, пузырьки воздуха, что приводило к многочисленным частичным пробоям изоляции и последующему отказу трансформаторов. Для повышения надёжности технологию изменили, что позволило практически полностью избежать указанных проблем.

Правда, многолетний опыт эксплуатации сухих трансформаторов с литой изоляцией выявил некоторые недостатки, а именно:

  • образование трещин в изоляции обмотки при высоких нагрузках на трансформатор, первоначально находившегося в холодном состоянии, или при охлаждении обмоток отключённого трансформатора до температуры ниже -15…-20°С; образование трещин было вызвано тем, что при резких перепадах температур быстро нагревающийся материал обмотки (медь) разрывал эпоксидно-кварцевый корпус обмотки;
  • 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 недостаточной.

«Специалистами нашей компании была разработана новая технология производства трансформаторов с литой изоляцией – путём герметизации слоевых обмоток с использованием литьевой смолы и стеклонитей, – делится опытом Алексей Гаврилов, продакт-менеджер компании АББ. – Обмотки низкого и высокого напряжения связаны друг с другом посредством реек из стеклопластика и образуют единый твёрдый блок. Используя заполнение стекловолокном приблизительно на 80% и оптимальным образом сочетая поперечные и крестообразные направления стекловолокон в процессе намотки, удаётся получить чрезвычайно прочный блок обмоток с высокой механической прочностью, что исключает любое перемещение обмоток под действием поперечных или продольных сил. Это приводит к высокой устойчивости при коротких замыканиях и стабильности технических характеристик при воздействиях низких и высоких температур. Трансформаторы, изготовленные по такой технологии, получили фирменное название RESIBLOC. За 40 лет эксплуатации в этих трансформаторах ни разу не было обнаружено трещин в изоляции (даже при коротком замыкании)».

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.

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.

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.

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.

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.

Основные параметры

Самый ответственный момент при эксплуатации рассматриваемых устройств – это обеспечение температурного режима обмоток. Чтобы помочь в выборе или приобретении аппарата сухого типа для электроснабжения различных объектов, рассмотрим несколько основных эксплуатационных параметров:

  1. Мощность, кВА.
  2. Номинальное напряжение первичной и вторичной обмотки.
  3. Теплоотдача изоляционной системы – сумма максимальной температуры окружающей среды + средний подъем температуры в обмотках + разница между средним подъемом температуры в обмотках и самым высоким показателем в них.
  4. Сердечник и катушки – особое значение имеют возможные повреждения сердечника или накопление расслоений (медных или алюминиевых проводников).

Существуют различные конструктивные типы трансформаторов, определяемые, прежде всего, применяемыми способами изоляции их обмоток. Среди них известны: вакуумная пропитка, капсулирование и литая катушка. Рассмотрим каждый из них отдельно.

Adblock
detector