Изоляция силовых трансформаторов

Сухие силовые трансформаторы: жесткая альтернатива

Еще лет двадцать назад, когда речь заходила о силовых трансформаторах, то, как правило, имелись в виду силовые масляные трансформаторы. А ведь исторически первыми были «сухие».

В Интернете, в печатных СМИ периодически появляются публикации, в которых противопоставляются масляные и сухие силовые трансформаторы. «ИЛИ-ИЛИ» — так можно кратко резюмировать суть этих статей. А ведь та или иная конструкция, тот или иной технический объект появляется на свет как ответ технического интеллекта на вызов потребностей общества. И масляные, и сухие трансформаторы появились в результате развития электротехники как составного компонента научно-технического прогресса.

Немного истории. Как известно, первая электропередача на переменном токе была осуществлена в 1883 году для освещения Лондонского метрополитена . Длина линии при этом составляла ~23 км. Напряжение повышалось до 1,5 кВ с помощью трансформаторов, которые были созданы в 1882 г. Л. Голяром и Д. Гиббсом во Франции. На деревянной подставке укреплялось несколько индукционных катушек, магнитопровод был разомкнутым, первичные обмотки соединялись последовательно. Вторичная обмотка была секционирована, и каждая секция имела по два вывода для подключения приемников. Для регулирования напряжения на вторичных обмотках использовались выдвижные сердечники. Современные трансформаторы имеют замкнутый магнитопровод и их первичные обмотки включены параллельно. Первый патент на такие трансформаторы получил венгерский электротехник М. Дери (в феврале 1885 г.). Наиболее совершенные однофазные трансформаторы (без больших электромагнитных потерь, с замкнутым магнитопроводом) были сконструированы венгерскими инженерами М. Дери (1854–1934), О. Бла-ти (1860–1939) и К. Циперновским (1853–1942). Именно эти специалисты впервые применили термин «трансформатор». Они предложили также три модификации трансформаторов, которые применяются до настоящего времени: кольцевой, броневой и стержневой. Такие трансформаторы серийно выпускались электромашиностроительным заводом «Ганц и Ко» в Будапеште.

Все упомянутые выше трансформаторы были «сухого» типа, т.е. охлаждение обмоток при работе трансформатора происходило за счет естественной воздушной конвекции — «сухим» способом.

Масляный трансформатор предложил швед Д. Свин-берн в 1889 г. , поместив обмотки в керамический сосуд с маслом. В 1891 г. на заводе «Эрликон» (в Швейцарии) был изготовлен первый масляный трансформатор на высокое по тому времени напряжение 30 кВ.

Необходимо отметить, что все описанные выше изобретения представляли собой однофазные электрические машины.

В 1889 г. выдающийся русский ученый и изобретатель М. О. Доливо-Добровольский в результате исследований пришел к связным трехфазным системам и изобрел трехфазный трансформатор. Аналогичные работы велись и в Европе, где в 1893 году в Швеции была запущена одна из первых коммерческих трехфазных линий электропередачи .

Первая половина ХХ века — это мировой экономический кризис и Вторая мировая война. Поэтому начавшееся в конце XIX — начале XX века бурное развитие и совершенствование электрооборудования, распределительных электрических сетей продолжилось уже в послевоенные годы. При этом в СССР началом производства силовых трансформаторов можно считать 1928 год, когда начал работать Московский трансформаторный завод (впоследствии — Московский электрозавод). В этот период производились и эксплуатировались в основном силовые масляные трансформаторы, поскольку их конструкция обеспечивает более мощный отвод тепла и, тем самым, не ограничивает мощность трансформаторов.

Хотя маломощные однофазные сухие трансформаторы применялись в устройствах радиотехники, автоматики, сигнализации, связи и т.п. еще в первой половине прошлого века, технология производства силовых сухих трехфазных трансформаторов, предназначенных для преобразования электроэнергии в электросетях и электроустановках, была разработана намного позднее — в последней трети прошлого века.
Подробное описание конструкции различных типов сухих силовых трансформаторов, а также их преимущества и недостатки представлены подробно в статьях .

Электротехнические характеристики трансформаторов производства одного из лидеров мирового трансфор-маторостроения — фирмы АВВ, представлены в табл. 1.

Таблица 1. Электротехнические характеристики сухих силовых трансформаторов АВВ

Номинальная мощность, кВА Номинальное напряжение ВН/НН, кВ Напряжение КЗ, % Потери ХХ, Вт Потери КЗ, 75°С, Вт Уровень шума, dB
250 10/0,4 6 730 3400 53
315 10/0,4 6 360 5000 55
400 10/0,4 6 1000 5700 55
500 10/0,4 6 1150 6100 56
630 10/0,4 6 1400 6600 56
800 10/0,4 6 1800 7700 58
1000 10/0,4 6 1950 8800 59
1250 10/0,4 6 2300 10 500 60
1600 10/0,4 6 2750 12 700 61
2000 10/0,4 6 3200 15 500 62
2500 10/0,4 6 4200 19 000 64

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.

Трансформаторы, изготовленные по такой технологии, получили фирменное название «РЕЗИБЛОК». По данным ABB, за 20 лет эксплуатации в этих трансформаторах ни разу не было обнаружено растрескивания. Электротехнические характеристики таких сухих силовых трансформаторов представлены в таблице 2.

Таблица 2. Электротехнические характеристики сухих силовых трансформаторов «РЕЗИБЛОК»

Номинальная мощность, кВА Номинальное напряжение ВН/НН, кВ Напряжение КЗ, % Потери ХХ, Вт Потери КЗ, Вт Уровень звуковой мощности, dB
250 10/0,4 6 690/540 3400 65
400 10/0,4 6 1000/780 5000 68
500 10/0,4 6 1200/940 5700 69
630 10/0,4 6 1370/1100 6600 70
800 10/0,4 6 1700/1330 7700 72
1000 10/0,4 6 2000/1500 8800 73
1250 10/0,4 6 2400/1880 10 500 75
1600 10/0,4 6 2800/2100 12 700 76
2000 10/0,4 6 3500/2750 15 500 78
2500 10/0,4 6 4300/3000 19 000 81
3150 10/0,4 6 5200/3900 22 600 83

В 90-х годах прошлого века на предприятии ООО «Электрофизика», г. С.-Петербург, был освоен выпуск сухих трансформаторов с открытой обмоткой (с воз душно-барьерной изоляцией), где основной изоляцией является изоляция проводов обмотки. В таких трансформаторах с открытыми обмотками, пропитанных смолой компании Дюпон методом вакуум-давление с последующей ее полимеризацией при высокой температуре, достигается прочное изоляционное покрытие катушек толщиной до 0,2 мм, которое гарантирует надежный уровень изоляции и защиту от воздействия окружающей среды и одновременно не препятствует эффективному охлаждению. Применение в производстве катушек изоляции типа NOMEX класса нагревостойкос-ти 220°С определяют высокую стойкость Характеристики сухих силовых трансформаторов производства ООО «Электрофизика» представлены в таблице 3.

Таблица 3. Характеристики сухих силовых трансформаторов производства ООО «Электрофизика»

Мощность, кВА Напряжение КЗ, % Потери ХХ, Вт Потери КЗ, Вт при 115°С Уровень звуковой мощности, dB Масса, кг
250 4 900 3300 65 1300
400 6 1250 5000 70 1700
630 6 1600 7100 70 2200
800 6 1850 8300 75 2600
1000 6 2200 9800 75 2810
1250 6 2500 12 600 75 3320
1600 6 3200 14 200 75 3900
2500 6 4200 20 500 79 5500

Характеристики сухих силовых трансформаторов других производителей приведены в таблице 4.

Таблица 4. Характеристики сухих силовых трансформаторов, производимых в РФ

Мощность, кВА Номинальное напряжение ВН, кВ Напряжение КЗ, % Потери, Вт Уровень звуковой мощности, dB не более Масса, кг
Потери ХХ Потери КЗ (115°С) Lpa Lwa
250 6, 10 6 750 3650 51 65 930
400 6, 10 6 1150 5500 53 68 1300
630 6, 10 6 1500 6400 56 70 1680
1000 6, 10 6 2200 9000 59 73 2480
1250 6, 10 6 2600 11 700 60 74 2850
1600 6, 10 6 3000 10 800 60 75 3850
2000 6, 10 6 3500 15 000 61 76 4050
2500 6, 10 6 4200 19 500 61 76 4800

Общей проблемой сухих трансформаторов является ограничение их максимальной мощности, обусловленное условиями охлаждения. До недавнего времени считалось, что предельная мощность для сухих трансформаторов составляет 15 МВА. По данным концерна ABB, в настоящее время уже выпускаются сухие трансформаторы типа Resibloc мощностью до 40 МВА, и в перспективе компания собирается довести это значение до 60 МВА.

Перспективы развития конструкции сухих силовых трансформаторов рассмотрены в статье . Применительно к сухим трансформаторам наибольший интерес представляют следующая новация: новый тип трансформатора — Dryformer, разработанный компанией ABB. Это, так называемый, кабельный трансформатор. Обмотки трансформатора, который является по сути именно сухим, выполняются из кабеля.
Внутри обмотки пучок многожильного провода (медный или алюминиевый) заключен в тонкий слой полупроводящего материала (для исключения неравномерности поля из-за многослойности). Все это заключается в полиэтилен, толщина которого выбирается из соображений электрической прочности (практически достижим уровень напряжения 220 кВ).

Наружная оболочка-экран, выполненная также из полупроводящего материала, заземляется на каждом витке вдоль обмотки, т.е. электрическое поле полностью заключено внутри твердого диэлектрика. Так как трансформатор имеет воздушное охлаждение, то отсутствие масла, а также снижение более чем вдвое доли горючих материалов по сравнению с обычным трансформатором, устраняют риск пожара, взрыва, загрязнения воды и почвы при повреждении трансформатора. Это дает возможность применять такие трансформаторы в местах с большой плотностью населения, в подземных установках, в экологически охраняемых регионах. Повышается безопасность эксплуатации для персонала. Для такого трансформатора не нужны вводы высокого напряжения, поскольку кабель просто протягивается к распределительному устройству. Принципиально Dryformer также снижает общие потери в сети благодаря тому, что его можно установить как угодно близко к месту нагрузки. Перегрузочная способность обычного трансформатора ограничена термостойкостью маслобумажной изоляции и сроком службы масла. Для Dryformer перегрузка ограничена не старением изоляции, а снижением механической прочности обмотки, изолированной полиэтиленом при повышении температуры. Другим недостатком такого трансформатора является высокая цена (примерно вдвое выше, чем у традиционной конструкции). Первый в мире силовой трансформатор без масла, с обмоткой кабельного типа, разработанный для установки в помещении, имеет мощность 20 МВА.

В завершении статьи необходимо остановиться на современном состоянии рынка сухих силовых трансформаторов и перспективах его развития. К сожалению, материалы по данному вопросу практически отсутствуют. В данной статье автор впервые публикует результаты собственных многолетних исследований рынка сухих силовых трансформаторов.

Сегодня на российском рынке представлена продукция восьми трансформаторных заводов, имеющих производственные мощности для полного технологического цикла изготовления сухих силовых трансформаторов (таблица 5).

Таблица 5. Заводы по производству сухих силовых трансформаторов

Производственные мощности (РФ 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

Помимо представленных в таблице 5 заводов на рынке широко представлена продукция итальянских, турецких и европейских производителей.

Средние рыночные цены на сухие силовые трансформаторы представлены в таблице 6. Следует отметить, что приведенные значения относятся именно к новым трансформаторам. Делаю такое замечание в связи с тем, что как в сегменте масляных силовых трансформаторов, так и в сегменте сухих силовых трансформаторов недобросовестными поставщиками еще поставляются так называемые «трансформаторы с хранения», «трансформаторы с консервации». Привлекая существенно более низкой ценой (до 30–40% ниже стоимости новых трансформаторов), подобная продукция создает угрозу энергетической безопасности объекту заказчика. И, в конечном счете, оборачивается немалыми финансовыми потерями как из-за остановки бизнеса при выходе из строя такого трансформатора, так и из-за необходимости приобретения нового трансформатора (см. ).

Таблица 6. Средние рыночные цены сухих силовых трансформаторов (с обмотками из алюминиевого провода, без кожуха, степень защиты IP00)

Мощность трансформатора, кВА Цена трансформатора с литой изоляцией, руб. (с НДС) Цена трансформатора с открытыми обмотками, руб. (с НДС)
100 250 000 300 000
160 320 000 420 000
250 440 000 490 000
400 530 000 620 000
630 650 000 790 000
1000 850 000 1 100 000
1600 1 150 000 1 350 000
2500 1 800 000 1 900 000
400 4 700 000 (медные обмотки)
6300 8 600 000 (медные обмотки)

Данные моделирования динамики рынка силовых трансформаторов I–III габарита по оригинальной методике автора определяют емкость рынка сухих силовых трансформаторов значением 3–5 млрд рублей, или в натуральном выражении ~7000 штук. Подробно данные представлены в таблице 7.

Таблица 7. Прогноз рынка силовых трансформаторов I–III габарита в 2012–2013 гг., в т.ч. сухих

Мощность, кВА Прогноз: вновь устанавливаемые, шт. Прогноз: замены, шт. Прогноз: всего, шт. Прогноз: сухие, шт.
100 8785 1452 10 237 2559
160 4900 810 5710 1428
250 3238 535 3773 943
400 2348 388 2736 684
630 1806 299 2105 526
1000 621 102 723 181
1600 512 84 596 149
2511 433 71 504 126
4000 372 61 433 108
6300 324 53 377 94
ВСЕГО: 47 173 7796 54 969 6799
I-II габарит 44 911 7424 52 335 6140
III габарит 2262 372 2634 658

Таким образом, из логики технического прогресса, из требований многочисленных потребителей силовых трансформаторов, из анализа потребностей рынка можно сделать вывод о взаимодополнении сегментов трансформаторного рынка: заказчикам нужны и масляные, и сухие трансформаторы. Соотношение первых и вторых: 80% и 20%. По данным автора имеет место тенденция изменения соотношения в пользу сухих трансформаторов. В первом квартале 2012 года приведенное выше соотношение уже трансформировалось как 75% к 25%.

  1. Веселовский О. Н., Шнейберг Я. А., Очерки по истории электротехники//М. – МЭИ. – 1993.
  2. Кулик Ю. А. Электрические машины//М. Высшая школа. – 1965.
  3. Фогельсберг Т., Карлссон А. Трансформаторы в истории человечества. О силовых трансформаторах компании АВВ //АВВ Ревю. 3. – 2007.
  4. Васильев С. Будущее за сухими трансформаторами// Новости электротехники. – 2002. – 3(15). – С. 40–41.
  5. Постников С. Трансформаторная триальность//Новости электротехники. – 2002. – 3(15). – С. 42–43.
  6. Федотов М. Сухие силовые трансформаторы для работы в тяжелых климатических условиях// Новости электротехники. – 2002. – 3(15). – С. 44.
  7. Кравченко А. Н. Сухие силовые трансформаторы//Элек-трик №7-8, 2006. С. 6.
  8. Белкин Г. С., Дробышевский А. А., Ивакин В. Н., Ковалев Д., Панибратец А. Н. Перспективные виды электротехнического оборудования//Электротехника. – 2006, № 9. – С. 2–9.
  9. Зубарьков А. А. Инструкция для покупателя//Энергонад-зор. – 2012, № 1-2 (31). С. 50–51.
  10. Савинцев Ю. М. Плановое развитие рынка силовых трансформаторов: утопия или необходимость?//Электротех-нический рынок. 2011. № 1-2 (37-38). С. 39–41.

Ю. М. САВИНЦЕВ,
кандидат технических наук,
генеральный директор
ООО «ЭТК «Русский трансформатор»

литая изоляция

Смотреть что такое «литая изоляция» в других словарях:

  • литая изоляция — — Тематики электротехника, основные понятия EN cast insulation … Справочник технического переводчика

  • ЛИТАЯ ИЗОЛЯЦИЯ — то же, что компаунды полимерные … Большой энциклопедический политехнический словарь

  • литая изоляция трансформатора — Изоляция трансформатора, выполненная методом заливки различными изоляционными материалами, которые после заливки твердеют Тематики трансформатор EN cast insulation DE Giessharzisolation des Übertragers FR bobine du transformateur … Справочник технического переводчика

  • Литая изоляция трансформатора — 58. Литая изоляция трансформатора D. Giessharzisolation des Ubertragers E. Cast insulation F. Bobine du transformateur Изоляция трансформатора, выполненная методом заливки различными изоляционными материалами, которые после заливки твердеют… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • формованная (монолитная) изоляция — литая изоляция — Тематики электротехника, основные понятия Синонимы литая изоляция EN molded insulation … Справочник технического переводчика

  • Компаунды полимерные — литая изоляция, композиции на основе термореактивных олигомеров или мономеров; предназначены для пропитки (с целью изоляции) обмоток трансформаторов, дросселей электрических машин, изделий радиотехнической и электронной аппаратуры, а… … Большая советская энциклопедия

  • КОМПАУНДЫ ПОЛИМЕРНЫЕ — литая изоляция, композиции на основе термореактивных олигомеров (эпоксидных или полиэфирных смол, жидких кремнийорганич. каучуков и др.) или мономеров (исходных в в для синтеза полиакрилатов. полиуретанов), предназнач. для заливки или пропитки… … Большой энциклопедический политехнический словарь

  • ГОСТ 20938-75: Трансформаторы малой мощности. Термины и определения — Терминология ГОСТ 20938 75: Трансформаторы малой мощности. Термины и определения оригинал документа: 73. Асимметрия обмоток трансформатора малой мощности Асимметрия обмоток D. Wicklungsunsymmetrie des Kleintransformators E. Winding asymmetry F.… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • Изоляционный материал (тепловой) — материал, применяемый для тепловой изоляции и характеризующийся следующими свойствами: малым коэффициентом теплопроводности, малым объемным весом, незначительной гигроскопичностью, огнестойкостью, морозоустойчивостью, отсутствием запаха. Кроме… … Российская энциклопедия по охране труда

  • бумлитиз — бумажная литая изоляция … Словарь сокращений русского языка

  • Изоляционный материал — (тепловой) материал, применяемый для тепловой изоляции и характеризующийся следующими свойствами: малым коэффициентом теплопроводности, малым объемным весом, незначительной гигроскопичностью, огнестойкостью, морозоустойчивостью, отсутствием… … Российская энциклопедия по охране труда

Литая изоляция в электроаппаратостроении — Технология и оборудование производства электрической аппаратуры

Оглавление

Технология и оборудование производства электрической аппаратуры

Проектирование технологических процессов

Типизация технологических процессов

Сведения об автоматизированных системах

Технологические процессы

Направления развития технологии

Совершенствование оборудования

Комплексная механизация и автоматизация

Совершенствование организации производства

Технология корпусных деталей

Виды заготовок и их выбор

Литые детали в электроаппаратостроении

Кованые и горячештампованные детали

Применение металлокерамики

Холодноштампованные детали

Технология листовой холодной штамповки

Прессы

Автоматизация холодной листовой штамповки

Сварные конструкции

Технологические процессы производства

Дуговая сварка

Контактная сварка

Технология изготовления рамно-каркасных конструкций

Технология изготовления тонколистовых конструкций

Механизация, автоматизация, технический контроль

Техника безопасности при сварке деталей электроаппаратов

Изготовление деталей электроаппаратов на металлорежущих станках

Режущий инструмент и особенности процесса резания

Металлорежущие станки в электроаппаратостроении

Технологическая оснастка

Примеры изготовления и обработки на металлорежущих станках

Совершенствование оборудования, оснастки и инструмента

Электрофизические и электрохимические методы обработки

Пружины

Технология изготовления витых цилиндрических пружин

Контроль и испытание пружин

Технология токоведущих частей и магнитопроводов

Технология изготовления деталей из шинных материалов

Оконцевание шин, проводов и кабелей

Пайка и лужение

Сварка контактных соединений

Многовитковые катушки

Намотка и изолировка катушек

Процессы сушки, пропитки, покрытие лаком катушек

Сушка катушек

Пропитка катушек

Покрытие катушек лаками и эмалями

Контроль катушек в процессе производства

Совершенствование производства катушек

Резистивные элементы резисторов

Технология элементов на каркасах

Технология резистивных элементов

Магнитопроводы

Технология шихтованных магнитопроводов

Технология изготовления ленточных магнитопроводов

Технология формованных магнитопроводов

Технология электроизоляционных деталей

Технология производства деталей из термореактивных пресс-материалов

Технология производства деталей из термопластичных материалов

Технология производства деталей из асбестоцементных пресс-материалов

Доделочные работы после прессования деталей

Совершенствование технологии изготовления деталей из пластмасс

Детали, получаемые механической обработкой из изоляционных материалов

Технологии механической обработки деталей из изоляционных материалов

Обработка пластмасс на металлорежущих станках

Сушка, пропитка и отделка деталей

Детали из керамики

Обработка деталей из керамики

Литая изоляция в электроаппаратостроении

Технология литой изоляции

Организация поточного производства

Технология поверхностных покрытий

Химическая и электрохимическая подготовка поверхности перед покрытием

Комплекс операций подготовки поверхности

Технология гальванических, химических и анодно-окисных покрытий

Способы нанесения лакокрасочных покрытий

Способы сушки лакокрасочных покрытий

Технология изготовления печатных плат

Изготовление многослойных печатных плат

Технология сборки

Сборка основного механизма

Сборка коммутирующих контактных единиц

Монтаж проводов, кабелей и шин

Конвейеры для сборки электрических аппаратов

Механизация слесарных, сборочных и электромонтажных работ

Автоматизация сборочных работ

Технический контроль и испытание деталей

Оборудование и оснастка для технического контроля и испытаний

Список литературы

Страница 69 из 89

Глава семнадцатая
ДЕТАЛИ И СБОРОЧНЫЕ ЕДИНИЦЫ, ИМЕЮЩИЕ ЛИТУЮ ИЗОЛЯЦИЮ
17-1. ЛИТАЯ ИЗОЛЯЦИЯ В ЭЛЕКТРОАППАРАТОСТРОЕНИИ. ВИДЫ ДЕТАЛЕЙ, СБОРОЧНЫХ ЕДИНИЦ И АППАРАТОВ
При производстве деталей и сборочных единиц электрических аппаратов используется литая изоляция, которая получила широкое распространение в настоящее время . Применение литой изоляции в электрических аппаратах дает большую экономию трудовых затрат, а также уменьшает размеры и массу изделий и делает их более простыми.
Литая изоляция после заливки обеспечивает одновременно высокие механические свойства и электроизоляцию.
В ряде конструкций аппаратов заливаются обмотка, магнитопровод, а иногда целые аппараты без коммутирующих контактов и таким образом защищаются от влаги, механических воздействий и влияний окружающей среды.
Литая изоляция обеспечивает высокие электроизоляционные свойства и поэтому исключает необходимость нанесения большого количества дорогостоящих слоев различной изоляции (например, слюдяных).

Исходя из высоких электроизоляционных и механических свойств заливочных смол и компаундов, которые скрепляют залитые сборочные единицы и детали, ряд конструкционных элементов аппаратов исключается.
Кроме высоких электроизоляционных свойств литая изоляция также обладает высокой удельной ударной вязкостью (5 — 20) -103 Дж/м2, значительно большей, чем керамика.
На рис. 17-1 изображены аппараты и сборочные единицы, имеющие литую изоляцию. Изделия показаны
в разрезе, где четко просматриваются заливаемые детали и сборочные единицы.
В настоящее время одновременно с производством новых, более технологичных смол и компаундов широко развивается и техника заливки литой изоляции. Все это снижает трудовые затраты и себестоимость.

17-2. ЗАЛИВОЧНЫЕ СМОЛЫ И КОМПАУНДЫ

Распространение литой изоляции связано с бурным развитием химической промышленности в послевоенные годы. В связи с этим создается ряд синтетических смол — полимеров, которые находят широкое распространение в электроаппаратостроении.
Применение смол в чистом виде нецелесообразно по причине большой стоимости, а также уменьшенной прочности по сравнению с компаундами. На базе тех или иных смол создаются различные компаунды, которые состоят из смол, отвердителя, наполнителя, а также . очень часто добавляются пластификатор, стабилизатор, ингибитор и пр.
Состав компаунда зависит в первую очередь от применяемой смолы. Наполнителями могут служить кварцевый песок, фарфоровая мука, слюдяная пыль, молотое стекловолокно, тальк, тертое стекло и прочие материалы, обладающие достаточной теплопроводностью. В зависимости от смолы и компонентов и других условий наполнителя в компаунде может быть до 30% по отношению к массе смолы.
Наиболее часто в электроаппаратостроении применяются компаунды на основе эпоксидной смолы. Изоляция такого типа представляет собой сочетание стеклоткани, усиленной слюдинитом, являющимся высокопрочной электрической прослойкой, с эпоксидным компаундом.
Эпоксидные смолы и компаунды на их основе. Эпоксидная смола из вязкожидкого состояния переходит в твердое неплавкое и нерастворимое состояние при введении в нее отвердителей. Холодное отверждение смолы происходит при аминных отвердителях при комнатной температуре). Горячее отверждение происходит при введении отвердителей кислого типа (температура 120°С в течение нескольких часов).
Эпоксидная смола не подвергается химическому воздействию смазочных материалов, имеет хорошую адгезию с металлами, стеклом. Составы эпоксидной смолы (компаунды) холодного отверждения имеют хорошую жидкотекучесть, способны отверждаться при комнатной температуре, что позволяет изготовлять из них детали аппаратов сложной конфигурации методом литья без применения дорогих пресс-форм и прессового оборудования.
Метакриловые компаунды и смолы имеют высокие показатели по дугостойкостн, а также водо- и влагостойкости. Компаунды на основе метакриловых смол при введении отвердителя полимеризуются при комнатной температуре в течении 6 — 12 ч.

Эффективность масляных и сухих трансформаторов. Что лучше?

С определенной периодичностью к нам на электронную почту поступают уведомления с социальных сетей, с подписок на информационные порталы о преимуществе одних трансформаторов над другими. И как всегда правда где-то по середине.

Мы решили разобраться, корректно ли рассуждать о преимуществе какого-то определенного типа трансформаторов в принципе, или все-таки определим в каждом конкретном случае где и какой трансформатор использовать. С этой целью мы решили выпустить цикл статей посвященному конкретному применению трансформаторов разного типа из случаев реальной жизни.

Чтобы разобраться в данном вопросе немного вернемся в историю трансформаторостроения, в 1831 год, когда Майкл Фарадей показал необходимость прохождение тока через магнитное поле проводника для получения переменного поля. Его исследования показали, что переменное поле можно получить и при прохождении переменного тока в проводнике. Такое взаимодействие между электрическими и магнитными силами в научных кругах получило название электромагнитная индукция.

Спустя, примерно, 50 лет появился первый трансформатор, работающий от переменного тока и для работы которого требовались батареи. В 1885 году Уильям Стэнли реализовал свою идею применить трансформатор для решения задачи передачи электроэнергии. Был создан трансформатор с сердечником замкнутой формы с параллельной схемой соединения обмоток. В трансформаторе обмотка из витков провода, подключенная к источнику питания и порождающая магнитное поле, называется первичной. Другая обмотка, в которой под действием этого поля возникает электродвижущая сила (ЭДС), называется вторичной. Индукция между первичной и вторичной обмоткой взаимна, то есть ток, протекающий во вторичной обмотке, индуцирует ЭДС в первичной точно так же, как первичная обмотка индуцирует ЭДС во вторичной. Более того, поскольку витки первичной обмотки охватывают собственные силовые линии, в них самих возникает ЭДС. Это явление, называемое самоиндукцией, наблюдается также и во вторичной обмотке. На явлении взаимной индукции и самоиндукции основано действие трансформатора. Чуть позже появились первые маслонаполненные трансформаторы.

Вся эта информация нам дает понимание, что спустя почти полтора века сам принцип работы трансформатора не претерпел сильных изменений, хотя нужно признать менялись и улучшались отдельные детали трансформаторов: трансформаторная сталь, диэлектрик, конструкция бака и комплектующие детали, материал обмоток и методы намотки.

Перейдем к самому интересному. Перечислим, какими особенностями обладают оба типа трансформаторов.

Трансформатор типа ТМ/ТМГ/ТМГФ:

Трансформаторы ТМГ 630 (Кентау) Трансформаторы ТМГ 2500 кВА
(ЗАО «ГК «Электрощит» — ТМ Самара»)
  • установка на подстанциях 6-35 кВ, в качестве преобразующего устройства высокого напряжения на низкое и наоборот;
  • достаточно экономичное решение в краткосрочной перспективе;
  • после прекращения производства софтолового масла в трансформаторах типа ТМ, они стали безопаснее, экологичнее, но не от возгорания и взрывов (ряд производителей решили данную задачу выпустив герметичные баки, которые замечательно справляются с протечкой трансформаторного масла АО «Кентауский трансформаторный завод», ЗАО ГК «Электрощит-«ТМ Самара»);
  • требуется специальное обслуживание и мониторинг, что связано с дополнительными затратами в долгосрочной перспективе;
  • неприхотливы к погодным и внешним воздействиям;
  • энергетикам привычно работать с масляными трансформаторы, так как более пожилому поколению энергетиков привычнее работать с конкретным видом оборудования, к которому они привыкли, чем переходить на новое из-за страха и больших рисков или от отсутствия опыта работы с ними;
  • большая часть трансформаторов масляного типа имеет аттестацию в Россетях и давнюю традицию их применения;
  • за счет теплопроводности масла предотвращаются межвитковые и межслойные замыкания;
  • отсутствие возникновение микротрещин в обмотках трансформатора, в отличии от трансформаторов с литой изоляцией, так как технология их производства не допускает образования воздушных пузырьков в жидкости, а при заполнении контейнеров масляной жидкостью методом вакуумного давления, удаётся предотвратить возникновение тлеющего заряда и его распространения в период службы устройства;
  • перегрев токосъемного контакта может вызвать разрушение керамического изолятора или разгерметизацию масляного бака и последующий выход оборудования из строя;
  • сложная доставка оборудования требующая специальной станции для перевозки масла;
  • наличие высоковольтных трансформаторов 6300, 10000, 16000, 25000, 40000 кВА и выше на напряжение до 375 кВ и выше.

Трансформаторы типа ТСЛ, ТСЗ, ТСН:

Трансформатор ТСЛ 160 кВ

  • установка на подстанциях 6-35 кВ, в качестве преобразующего устройства высокого напряжения на низкое и наоборот;
  • трансформаторы сухого типа могут устанавливаться в непосредственной близости от места эксплуатации, достаточно поставить ограждение и системы вентиляции и мониторинга;
  • безопасны: взрывобезопасны, нет жидкого диэлектрика и элегаза, который может привезти к возгоранию и или взрыву, экологичны;
  • неприхотливы в уходе, экономичны в долгосрочной перспективе, достаточно вести мониторинг за основными значениями работы трансформатора и его состояния: температура обмоток, датчики на короткое замыкание и потери холостого хода;
  • высокая стоимость по сравнению с масляным типом трансформатора того же номинала мощности и напряжения;
  • чувствительны к внешним условиям окружающей среды: температура, климат (сухой, влажный), уровень запыленности, сейсмическое воздействие;
  • отсутствуют модели на высокое напрядение свыше 35 кВ;
  • отсутствуют модели на высокие мощности, свыше 4000 кВА;
  • возможное образование микротрещин в обмотке трансформатора, что может привести к его возгоранию и выходу из строя.

Итоги

Как таковых побежденных или проигравших нет, так как у каждого типа трансформатора есть свои плюсы и минусы, то и абсолютных преимуществ одного трансформатора над другим тоже нет. Нельзя, например, сказать, что нужно применять только масляные, и что нам не нужны сухие трансформаторы, так как они дорогие и очень чувствительны к внешней среде. Также, как нельзя сказать, что масляные трансформаторы это отживший век и их применение опасно. Нужно понимать опасность есть всегда, и при использовании сухого трансформатора, и при эксплуатации масляного.

В первую очередь, при покупке трансформатора, нужно исходить из экономической и технической необходимости и возможности. Например, если Вам нужно экономичное решение, то масялный трансформатор, прекрасно зарекомендовавший себя в работе в условиях крайнего севера, где большая часть года температура не превышает −15 −25 С градусов по цельсию, а также в условиях постоянно меняющейся температуры станет идеальным решением в соотношении цена качество. С другой стороны, если Вам нужно установить подстанцию в непосредственной близости от людей (бизнес-центры, жилые дома), где условия окружающей среды позволяют использовать трансформаторы сухого типа, то лучше решения Вам не найти.

При выборе трансформаторов масляного или сухого типа всегда читайте ПЭУ (или ), ГОСТы и СНИПы и рекомендации заводов изготовителей.

Не стоит лезть с лопатой и вилами на трансформатор, иначе останется только подошва и черенок от лопаты.

Продолжение следует…

Свободин Анатолий
Источники: личный опыт, мнение экспертов, открытые источники сети Интернет.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Сухие трансформаторы по вакуумной технологии

Силовой трансформатор является сердцем любой электростанции или подстанции. Без его существования невозможно представить процесс трансформации и распределения электроэнергии потребителям.
Почти до середины прошлого века в энергосистемах использовались исключительно маслонаполненные силовые трансформаторы. В настоящее время все больше и больше в энергетике стали применяться силовые трансформаторы сухого типа, у которых обмотки и сердечник не погружаются в трансформаторное масло, а изготавливаются они по вакуумной и безвакуумной (ровинговой) технологии.
Рассмотрим конструктивные особенности силовых трансформаторов по вакуумной технологии.
В этих трансформаторах готовые первичная и вторичная обмотки в вакууме заливаются смесью, состоящей из кварцевого наполнителя и эпоксидным компаундом. Процесс приготовления этой смеси происходит тоже в вакууме. Изготовленные по такой технологии силовые трансформаторы называются «CAST RESINE ТRANSFORMER» , сокращенно – «CAST RESIN».
Бесспорным преимуществом трансформаторов, выполненным по вакуумной системе, является: исключение трансформаторного масла из состава изоляции, в котором могут находиться влага, всевозможные примеси и газовые включения, отрицательно сказывающиеся на диэлектрические свойства масла . Тем самым ухудшат его прочность изоляции электрического пробоя, что ведет к преждевременному старению, снижает срок службы масла и выходу из строя самого трансформатора. Эпоксидная оболочка толщиной от 5 до 20 мм. , защищает обмотки трансформатора от воздействия внешних факторов (влаги и агрессивных сред), придает механическую прочность обмоткам.
Отсутствие трансформаторного масла в силовых трансформаторах несет и экономическую выгоду. Нет необходимости применения дорогостоящего масла , не надо доливать его, проводить анализ физических и химических параметров и просушивать для улучшения диэлектрических свойств. Общие работы по обслуживанию сводятся до минимума, остается лишь проводить периодический визуальный осмотр.
Несомненно, что отсутствие мосла несет и конструктивные изменения сухих трансформаторов. В них нет рубашки охлаждения, что несет за собой: экономию метала, уменьшение габаритных размеров трансформатора и позволяет его использование на сравнительно не больших площадях.
У сухих трансформаторов ниже потери холостого хода и коротких замыканий, чем у маслонаполненных. Они устойчивее к длительным тепловым перегрузкам и к условиям повышенной загрязненности и влажности.
Низкий уровень шума. Отсутствие в трансформаторе масла устраняет угрозу загрязнения окружающей среды при его утечке . Исключительно высокий уровень пожарной безопасности, отсутствие в случае пожара выброса в окружающую среду токсичных и едких газов.
В начале статьи размещена фотография, которая иллюстрирует внешний вид сухого силового трансформатора CAST REZIN выполненного по вакуумной технологии. Ниже, на фото, указаны важные конструктивные элементы этого трансформатора.


1 – вводы низкой стороны (вторичная обмотка) с нормальным расположением , либо с специальным расположением

2 – проушины для погрузки и разгрузки

3 – рама

4 – магнитопровод, изготовленный из электротехнической стали со специальной зернистой структурой.

5 – разделитель

6 – вводы высокой стороны (первичная обмотка) с перемычками для согласования первичной обмотки трансформатора с сетевым напряжением, путем переключения перемычек на неработающем трансформаторе

7, 8 – первичная и вторичная обмотки, намотанные алюминиевой шиной

9 – ПБВ

10 – междуфазные перемычки

11 – опорная рама с роликами, которые могут переставляться, для перемещения в продольной и поперечной плоскости

Немало компаний производит сухие трансформаторы по вакуумной технологии. В таблице приведены основные технические данные этих трансформаторов производства АВВ.

Номинальная мощность, кВА

Номинальное напряжение ВН/НН, кВ

Напряжение короткого замыкания, %

Потери холостого хода, Вт

Потери КЗ, 75°С, Вт

Уровень
шума,
dB

10/0,4

10/0,4

10/0,4

10/0,4

10/0,4

10/0,4

10/0,4

10/0,4

10/0,4

10/0,4

10/0,4

Разберем некоторые особенности магнитопровода и обморок сухих силовых трансформаторов произведенных по технологии вакуумной заливки обмоток.
Первичная обмотка в сухих силовых трансформаторах с залитой эпоксидной смолой и кварцевым наполнителем наматывается автоматически, алюминиевой шиной. Она состоит из набора катушек. Между витками укладывается электрическая изоляция, которая состоит из полиэфирной пленки. После армирования стекловолокном каждой из катушек, они подвергаются глубокой сушке. После просушивания их заливают в вакууме смолой класса F, предварительно смешав с тригидроксидом алюминия и кварцем. Такая технология заливки первичных обмоток максимально снижает уровень напряженности между витками обмотки. Благодаря такой технологии изготовления первичной обмотки, снизилась до минимума разность потенциалов между витками трансформатора, что позволило исключить межслойную изоляцию и тем самым уменьшить габаритные размеры катушек, обеспечивая высокое качество изоляции.
В сухих силовых трансформаторах с использованием вакуумной технологии, вторичная обмотка изготавливается, так же как и первичная обмотка – из алюминия с использованием изоляционной пленки класса F. После пропитки в вакууме эта обмотка становится механически достаточно прочной. Такая прочность вторичной обмотки позволяет сохранять целостность трансформатора при токах короткого замыкания и возникновения при этом повышения температуры. Так же этот метод изготовления вторичной обмотки в сухих силовых трансформаторах позволяет снизить потери на вихревые токи, которые на много ниже чем в обмотках обычных трансформаторов.
Нельзя недооценить роль магнитопровода который является важнейшей частью трансформатора. Магнитопровод собирается из пластин, которые в свою очередь изготавливается из специальной электротехнической стали с ориентированной зернистой структурой. Эти пластины обладают высокой магнитной проницаемостью и защищены от удельных потерь энергии. Собирается магнитопровод с применением технологии «STEP LAP», которая снижает потери сухого трансформатора и снижает уровень шума при работе.

Ещё по теме:

Преобразователи предназначены для изменения электрического тока посредством использования электромагнитной индукции. По типу конструкцию бывают масляные и сухие трансформаторы с литой изоляцией, которые отличаются между собой принципом охлаждения.

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

Конструктивные особенности

Сухие воздушные трансформаторы с литой изоляцией бывают высоковольтные и низковольтные. Их мощность определяет тип вентиляции. Для низковольтных преобразователей применяется естественная система охлаждения, в которой воздух, попадая в вентиляцию природным путем, охлаждает магнитные обмотки и прочие токоведущие части. Высоковольтные автотрансформаторы и прочие преобразователи с мощностью до 10 кВА (например, ТЛС-10) охлаждаются принудительно дутьем.

Фото – конструкция сухих трансформаторов

Схема включает в себя следующие элементы:

  • 1 – высоковольтный подвод;
  • 2 – шпильки;
  • 3 – зажимные подкладки из фарфора;
  • 4 – прижимное кольцо;
  • 5 – изоляторы для высокого напряжения;
  • 6 – отводы;
  • 7 – подкладки из фарфора для отводов;
  • 8 – зажимная доска;
  • 9 – регулировочные ответвления для высоковольтных отводов;

На схеме изображен высоковольтный преобразователь без кожуха, т. к., в большинстве случаев, такие устройства эксплуатируются без использования дополнительной изоляции. При необходимости кожух проектируется строго индивидуально для определенного трансформатора. Его мощность – 320 кВА.

Фото – GDNN

Отводы воздушных сухих преобразователей изготавливаются из алюминиевых или медных проводов. Зажимы, которыми регулируется работы преобразователя, выводятся на доску 8. Для отводов высоковольтного напряжения (6) используются опорные изоляторы 5, для низковольтного – фарфоровые подкладки (на рисунке 7). На рисунке видно, что в отличие от масляных, здесь нет расширителя и бака для хранения масла.

Еще одним подвидом сухих трансформаторных подстанций являются измерительные преобразователи. Это очень важное электрооборудование для понижения цепей высокого напряжения с целью обеспечения питания вторичных сетей.

Фото – схема сухого измерительного трансформатора

По конструкции они также бывают однофазные (универсальные), например, ТСШ-4, и трехфазные ТСЗ, ТС (используются только, если напряжение менее 18 кВ). В зависимости от области эксплуатации они могут быть масляные (с жидким диэлектриком), сухие (с принудительным воздушным охлаждением), с литой изоляцией (для установки на пожароопасных участках).

Фото – конструкция ТС

Видео: трансформаторы Legrand серии Zucchini

Параметры

Каждый преобразователь имеет определенные показатели работы. Какие технические характеристики имеет ТСЗГЛ-1000 (трансформатор сухой 1000 кВА):

Номинальная мощность, кВА 1000
Ток, А 1,5
Потери мощности при ХХ и КЗ, Вт 2,8/1,8
Напряжение короткого замыкания, В 6

Эти устройства используются в различных тяговых механизмах, они комплектуются обмотками Siemens, что повышает их качество и стойкость к перепадам напряжения. Температура охлаждения до -60. Преобразователи этого типа изготавливаются с литой изоляцией, как и Триал (Trihal, фирмы Шнайдер Электрик) и SGB-SMIT, что гарантирует их повышенную безопасность от возгорания.

RESIBLOC 315 – 2500 кВА от ABB (АВВ):

Мощность, кВА До 63 МВА
Напряжение первичной обмотки, кВ До 36
Вторичной обмотки, кВ До 24
Частота, Гц 50, 60 и 16 2/3
Принцип охлаждения Принудительное и воздушное/принудительное
Защита IP00 – IP54

Их импортными аналогами являются итальянские GBE, SEA S.p.A, TESAR и прочие.

ТСЗП-10/0,7-УХЛ4(О4) (ТСП):

Номинальная мощность, кВА 7,3
Номинальные напряжения обмоток (сетевой /вентильной), В 380; 400; 500; 660/
Масса, кг 205
Габариты, ДхШхВ, мм 625 х 305 х 325

Параметры серии ТП:

Характеристики Значения
Мощности, кВА 0.1; 0.16; 0.25; 0.40; 0.63; 1.0; 1.6; 2.5; 4.0; 6.3; 10.0; 16.0; 25.0; 40.0; 63.0;100.0
Мощности трехфазных трансформаторов, кВА 1.0; 1.6; 2.5; 4.0; 6.3; 10.0; 16.0; 25.0; 40.0; 63.0; 100.0; 160.0; 250.0
Вид охлаждения воздушное, естественное
Изоляция В
Степень защиты IP20
Климатическое исполнение У или УХЛ
(для районов с умеренным или умеренно-холодным климатом)

Однофазные сухие тороидальные трансформаторы серии ОСМ-0,063 (аналог TTR):

Мощность, кВА 0,063
Номинальное напряжение первичной обмотки, В 110; 220; 380; 660
У вторичной обмотки, В 12; 14; 24; 29; 42; 56; 110; 130; 220; 260
Вес, кг 1,4

Сухие трансформаторы Trihal 1600 (есть модификации от 630 ква до 3200):

Мощность, кВА 1600 кВа
Напряжение обмоток, первичной и вторичной, кВ 6/0,4
D/Yn 11
IP00

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *