укрэлектросервис

(057) 763-16-04 (05)

info@ukrelektroservis.com.ua

Сухие трансформаторы – лучшее решения для эффективного энергоснабжения

Разветвленная широкая сеть электроснабжения в Украине состоит из множества трансформаторных пунктов и подстанций. Для предприятий, а именно для самых массовых потребителей - внутрицеховых сетей, типичное напряжение составляет порядка 0,4 – 0,6 кВ. При распределении и передаче электрической энергии наиболее характерный для Украины уровень напряжения составляет от 3 до 20 кВ.

Значительная часть потерь электрической энергии в Украине приходится на 4-проводные распределительные электросети, напряжение которых составляет 0,38 кВ. Из-за значительного износа сетей происходят сбои в системе энергоснабжения потребителей. При четко установленном сроке эксплуатации трансформаторов в двадцать пять лет, их часто используют более сорока лет. Надежность электроснабжения во многом зависит от технических показателей трансформаторного оборудования. Необходимость своевременной замены стареющих трансформаторов, равно как и реконструкции и технического перевооружения сетей, является очевидной.

Итак, силовые трансформаторы с воздушным охлаждением, называются сухими трансформаторами. Каковы их сильные и слабые стороны?

Основная причина больших потерь электроэнергии в линиях электропередач – неравномерная нагрузка фаз. Это вполне типичное явление для коммунально-бытовых и многих других видов сетей. Как только в нулевом проводе появляется ток, потери тепла существенно увеличиваются. Они находятся в квадратичной зависимости от величины силы тока (W = I?R, где I – ток в линии, W- показатель потерь, R – величина сопротивления проводника). Нормализуя симметрию в нагрузке фаз, сухие трансформаторы уменьшают ток в нулевом проводе. Благодаря КТП, минимизируются потери электрической энергии. Сухие трансформаторы незаменимы в плане улучшения качества выходного напряжения, существенно улучшая форму графика его изменения, делая ее максимально приближенной к синусоидальной.

Кроме того, нормализуя систему напряжений фаз, сухие трансформаторы позволяют решить еще одну немаловажную проблему: обеспечение качественной электрической энергией потребителей. Если в сети присутствуют нелинейные нагрузки (в частности, газоразрядных ламп, сварочных аппаратов и др.), кривая изменения выходного напряжения весьма существенно изменяет свою форму. Для обычных потребителей это означает колебания напряжения, приводящие к тому, что эффективность работы электроприборов, которые питаются от сети, уменьшается. Эти устройства начинают потреблять больший ток, из-за чего сильнее нагреваются. В конечном итоге, это может стать причиной поломки электроприбора и даже привести к пожару.

Система электроснабжения большого количества современных предприятий Украины была разработана еще в советское время и базируется на использовании масляных трансформаторов. Перестройка производственных мощностей, активно происходящая в последние годы, связана с необходимостью замены станков, а также с влиянием новых технологий в электроснабжении. Модернизация часто требует замены систем цехового электроснабжения. Это определяет потребность изготовления трансформаторов нового типа, работающих на напряжении от 3 до 10 кВ мощностью до 1600 кВА.

Применение

В первую очередь сухие трансформаторы применяются в местах, где особое значение имеет высокий уровень безопасности людей, оборудования и окружающей среды. Сухие трансформаторы больших мощностей необходимы в электроустановках промышленных предприятий, в частности нефтехимической, металлургической, машиностроительной, целлюлозно-бумажной отраслей, а также для электроснабжения общественных зданий, сооружений, транспорта.

Применение сухих силовых трансформаторов вместо масляных позволяет размещать трансформаторные пункты в непосредственной близости от потребителей низкого напряжения. Даже несмотря на существенные начальные инвестиции в сухие трансформаторы, это позволяет добиться существенной экономии электрической энергии благодаря уменьшению потерь в кабельных сетях. К тому же не нужно организовывать маслоприемник, также снимаются ограничения на количество трансформаторов, находящихся в одной камере, появляются новые возможности по размещению трансформаторов по этажам здания. Это оказывает влияние на общую тенденцию распределения электрической энергии в сетях для напряжений более высокого уровня.

При строительстве распределительных сетей нового образца преимущества сухих трансформаторов еще более очевидны. Их использование обеспечивает уменьшение строительных затрат, потому что:

  • Масса и размеры сухих трансформаторов меньше, чем масляных с такой же мощностью;
  • Отсутствует опасность утечки масла;
  • Сухие силовые трансформаторы могут находиться на порядок ближе к потребителям, по сравнению с масляными.

Промышленное применение трансформаторов отличается нагрузками повышенной длительности на протяжении рабочего дня с несколькими пиками потребления. Потери электрической энергии в трансформаторе увеличиваются под нагрузкой прямо пропорционально квадрату тока. Поэтому, использовать трансформаторы при длительных режимах или с большими перегрузками по току не выгодно. Это делает необходимым использования сухих трансформаторов с запасом мощности 20-25%. При таком раскладе уменьшается число типоразмеров трансформаторов в сетях. А значит, также упрощается обслуживание, ремонт трансформаторов и организация резервирования питания пользователей. В конечном итоге уменьшаются эксплуатационные затраты. Особенно важное значение это имеет при росте цен на электроэнергию.

Электрическая прочность сухих трансформаторов обеспечивается благодаря использованию соответствующей изоляции проводов. Механическая прочность достигается за счет применения специальных бандажных лент, которые обеспечивают монолитность после пропитки лаками и запекания. Однако, пропитка немного уменьшает электрическую прочность изоляции, но по причине разнесения функций обеспечения механической жесткости и изоляции на разные материалы, данная технология позволяет использовать оборудование на протяжении длительного срока при циклических тепловых нагрузках без уменьшения электрических параметров изоляции.

Особенности сухих трансформаторов

Различные типы подобных установок имеют некоторые отличия, связанные со степенью подверженности повреждениям. Например, сухие трансформаторы имеют несколько блоков обмоток, которые в процессе работы зачастую получают микроразрушения. Это объясняется тем, что в них имеет место небольшая разница в показателях объемного расширения литой изоляции и расширения материалов проводника. Таким образом, образуется микротрещина на стыке двух сред различного диэлектрического происхождения. Внутри этой микротрещины наблюдается постоянный пробой, который вызван возрастающей напряженностью поля в этом месте. Как следствие — постепенное обугливание материала изоляции, которое может стать причиной короткого замыкания и выгорания обмотки. Еще одна особенность, которой отличаются сухие трансформаторы, состоит в том, что образование микротрещин не является одномоментным, это — длительный процесс, который может затянуться на неопределенный срок, иногда до нескольких месяцев. Но в такой ситуации авария все равно станет неизбежной. Кстати, начало данного процесса проконтролировать невозможно, причина этого — трудность в выявлении частичных разрядов, которые и приводят к аварийной ситуации. Они определяются только при помощи специального оборудования. Стоит отметить, что этой проблемой «страдают» исключительно сухие силовые трансформаторы. Для приборов масляного типа ее не существует.

Эти установки широко применяются в быту, в сфере транспорта, во многих отраслях экономики и производства. Главное преимущество состоит в том, что они не нуждаются в трансформаторном масле, которое в масляных приборах негерметичного вида представляет собой высокую взрыво- и пожароопасную среду. Поэтому сухие трансформаторы можно использовать даже в тех местах, где скапливается большое количество людей, например, в крупных общественных помещениях, метро и т.п., так как они совершенно безопасны с этой точки зрения. И по этой причине сухие трансформаторы наиболее часто устанавливают в местах непосредственной близости от основного центра нагрузки. Это дает возможность экономить денежные средства на прокладку кабелей с низким напряжением и постройку дополнительных подстанций.

Сухие трансформаторы отлично справляются со своими функциями в случае кратковременного увеличения нагрузки на всю электрическую цепь, например, в момент запуска мощного технологического оборудования. Сухие трансформаторы, которые работают в условиях термического уровня F, могут отлично справляться с перегрузками без значительного увеличения расходов средств и дают возможность использовать их в работе довольно длительный срок.

Тот факт, что сухие трансформаторы не требуют наличия масла, избавляет обслуживающий персонал от дополнительно ухода за этими приборами. Ведь не нужно ни следить за уровнем масла в трансформаторе, ни своевременно доливать его, ни очищать.

Но все-таки в таких установках высок риск повреждения обмотки, так как они не имеют герметичной среды — масла. Из-за существенных различий в параметрах объемного расширения изоляционного материала и материала самого проводника при изменении температуры в процессе работы обмотка подвержена появлению микроскопических разрушений (трещин), которые впоследствии становятся причиной медленного, но верного перегорания материала изоляции и обмотки. Это, в свою очередь, впоследствии приводит к тому, что сухие силовые трансформаторы выходят из строя.

Но этот тип приборов отличается компактностью, легкостью и удобством в эксплуатации, а также низкой вибрацией и шумностью. Необходимо внимательно следить за условиями их работы и размещения. Температура окружающего воздуха должна находиться в пределах от -25 до +350С. Наиболее часто такие приборы используются в шахтах или закрытых помещениях, где перепады температур не столь выражены.

ООО "Укрэлектросервис", являясь официальным дистрибьютором итальянской компании «EBG» в Украине, предлагает к поставке итальянские сухие трансформаторы. Более детальную информацию о компании «EBG» и о её продукции компании можно получить на станицах этого сайта или связавшись с нами.