УСТРОЙСТВО И ХАРАКТЕРИСТИКИ СУХОГО ТРАНСФОРМАТОРА

Трансформаторы сухого типа (ТС) постепенно вытесняют разновидности с масляным охлаждением, как более безопасные и неприхотливые в эксплуатации.

Размещение этих устройств позволяет снизить суммарные потери КЗ и ХХ, исключает риски взрывов и сокращает траты на обслуживание до минимума.

Предельная мощность сухих силовых трансформаторов зависит от термостойкости изоляции, благодаря появлению новых технологий и материалов эта характеристика непрерывно растет.

Сухие трансформаторы с мощностью в пределах 2500 кВА и напряжением обмотки до 15 кВ работают при естественном охлаждении, более мощные модели имеют дутьевой вентилятор. Отсутствие масла компенсируется более широкими каналами в стержнях и ярмах сердечника и повышенной стойкостью к нагреву изоляции обмотки.

Принципиальных конструктивных отличий ТС не имеет, его основными элементами остается пластинчатый или ленточный сердечник, катушки обмотки низкого и высокого напряжения, клеммы и др. детали. Масляный бак и расширитель отсутствует, что положительно сказывается на весе и пожаробезопасности преобразователей.

Изоляционные элементы изготавливаются их электрокартона, текстолита, фарфора и современных термостойких материалов, сердечник – из электротехнической стали, обмотка – из меди или алюминия. Защиту от механических повреждений у большинства устройств обеспечивает металлический кожух с крупными прорезями.

Технические условия и характеристики сухих трансформаторов регламентированы ГОСТ Р54827, к главным из них относят:

• расчетную мощность, в кВА, у самых современных моделей достигающую 63 МВА;
• напряжение обмоток (до 72,5 кВ у контуров ВН, соответственно);
• напряжение перегрузки, достигающее у сухих трансформаторов 220 В и выше;
• другие требования эксплуатации, определяемые степенью защиты и климатическим исполнением.

Уровень шума прямо пропорционален мощности, средний диапазон этой характеристики варьируется от 53 до 64 дБ (но не более 70). Характеристики трансформаторов с мощностью выше 6300 кВА и классом напряжения от 15 кВ согласовываются с производителями отдельно.

Климатическое исполнение может быть любым, но оборудование для службы в условиях морского, холодного или тропического климата также изготавливается по спецзаказам. При соблюдении всех требований монтажа и эксплуатации срок службы сухих трансформаторов достигает 30 лет.

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ И КАТЕГОРИЯ РАЗМЕЩЕНИЯ

На электростанциях и магистралях сверхвысокой мощности эти устройства не используются – при необходимости обеспечения защиты от длительных перегрузок воздушного охлаждения недостаточно.

Но на подстанциях со средними и малыми нагрузками сухие трансформаторы оптимальны, это же относится к местам с повышенными требованиям к пожаробезопасности и охране окружающей среды.

Область применения ТС включает в себя:

• промышленные объекты, включая металлургические и химические комбинаты, нефтегазовую отрасль и шахты;
• административные и жилые здания, учебные заведения, больницы, энергосистемы спортивных, торговых и развлекательных комплексов;
• участки с повышенными требованиями к экологической безопасности (курортные зоны, водозаборные станции).

Преимущества трансформаторов сухого типа проявляются в универсальности, отсутствии необходимости системы пожаротушения и сокращении длины подключаемых проводов. Их размещение рядом с центром нагрузки не представляет проблем, число цепей с низким напряжением сводится к минимуму.

В итоге сравнительно высокие стартовые вложения (при равной мощности и схожих характеристиках ТС стоят в 2,5-3 раза дороже масляных) окупаются за счет оптимизации схемы энергоснабжения. Современные модели позволяют сократить суммарные потери при высоких нагрузках до 30%, низких и средних – до 45 при минимуме воздействия на среду.

С помощью этого оборудования успешно подключаются электродвигатели и приводы, работающие с переменой частотой: насосы, компрессоры или транспортеры.

Отдельного упоминания заслуживает использование таких трансформаторов при обслуживании ветроэлектростанций, размещение этого оборудование делает добычу энергии чистой и безопасной.

Категория размещения зависит от герметичности сухих трансформаторов, у моделей с литой и монолитной обмоткой она варьируется от 1 до 4, с открытой – 3 и 4. Требования к температуре ОС зависят от климатического исполнения, для эксплуатации в условиях Крайнего Севера используется оборудование с маркировкой ТСЗ или его зарубежные аналоги.

Серии ТСЛ предназначены для установки на трансформаторные подстанции, ТСГЛ и ее подгруппы – для размещения на промышленных предприятиях.

ВАРИАНТЫ ЗАЩИТЫ И ОХЛАЖДЕНИЯ

В зависимости от типа защиты обмотки все трансформаторы с сухой изоляцией разделяются на открытые и герметичные разновидности. Первая группа представлена моделями с лаковой или смоляной пропиткой проводов толщиной в пределах 0,2 мм.

В свою очередь она разделяется на незащищенные виды, эксплуатируемые без кожуха и модели, закрытые щелевым корпусом. Эффективность воздушного охлаждения открытых сухих трансформаторов зависит от мощности оборудования, условий его эксплуатации, наличия или отсутствия вентилятора.

Сухие трансформаторы с вакуумной литой изоляцией считаются более надежными и защищенными от перегрева. Сфера их применения – объекты с агрессивными условиями эксплуатации, к недостаткам относят лишь увеличение веса и риски растрескивания оболочки при резких перепадах температур.

Последние снижаются при герметизации сухих трансформаторов стеклотканью, такая защита не боится вибраций и быстрого нагрева проводки в условиях минусовых температур.

Вне зависимости от вида обмотки оборудование защищают от:

• влаги;
• пыли;
• воздействия химических веществ;
• других неблагоприятных факторов.

Притягиваемая э/м полем и оседающая на катушках пыль ухудшает качество контактов и снижает поверхностное сопротивление, засорение вент отверстий считается опасным признаком. Как следствие, трансформаторы сухого типа нуждаются в периодическом обдуве и чистке, помимо стандартного отслеживания допустимой концентрации веществ.

Вторым обязательным условием является обеспечение достаточной вентиляции, на каждые 1000 кВА мощности выделяют от 1,86 м² площади вентзазора. Альтернативой служит обеспечение притока свежего воздуха в объеме от 2,83 м³/мин на каждый 1 кВт потерь, но последняя характеристика известна не всегда.

Для организации правильного оттока нагретого воздуха приточное отверстие размещают как можно ниже, вытяжное – на максимально возможной высоте. Размещение приточного канала непосредственно над трансформатором считается грубым нарушением, это же относят к отсутствию зазора между его верхней частью и потолком.

Холодный воздух направляется к катушкам через специальные решетки и щели, своевременно очищаемые от пыли. Оптимальные параметры охлаждение обеспечивают комбинированные модели, но они обходятся чуть дороже.

В целом, характеристики и конструкция этого оборудования непрерывно совершенствуются, потребителю предлагаются новые способы охлаждения и защиты.

© 2012-2024 г. Все права защищены.

Представленные на сайте материалы имеют информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов