Инновационные технические решения в трансформаторостроении

Электрозавод

ОАО «ПК ХК Электрозавод» выпустил автотрансформатор 500 кВ нового поколения АОДЦТН-167000/500/220 (рис. 1). Изготовлен по заказу ОАО «ФСК ЕЭС» для МЭС Юга.

Рис. 1. Автотрансформатор 500 кВ АОДЦТН-167000/500/220.

По словам Никиты Сульдина, заместителя генерального директора ОАО «ПК ХК Электрозавод» по техническим вопросам, новый автотрансформатор, благодаря  применению электротехнических сталей с низкими удельными потерями и полного косого стыка в магнитопроводе, а также усовершенствованию конструкции главной изо¬ляции, характеризуется существенным снижением потерь холостого хода.

Помимо этого применен специальный транспонированный провод со склейкой элементарных проводников для всех обмоток, в том числе для обмотки ПО класса напряже¬ния 500 кВ. Это обеспечило значительное увеличение электродинамической стойкости об¬моток при коротком замыкании и уменьшение потерь короткого замыкания. Для обеспечения электрической прочности обмотки ПО и ОО выполняются с холо¬стыми витками – такое решение широко используется передовыми иностранными фирмами.
Еще одна особенность – минимальные потери в элементах конструкции (менее 6% от потерь в обмотках – против 15-20% в авто¬трансформаторах старых серий) за счет использования современных методов расчета электромагнитных полей, оптимиза¬ции конструкции магнитных шунтов для локализации магнитного потока, отказа от стальных прессующих колец. 

Принципиальное отличие автотрансформаторов нового поколения – в упрощении конструкции ярмовых балок, которые служат только для фик¬сации обмоток; в широком применении малоусадочного электрокартона, внедрении технологии стабилизации обмоток, прессовки обмоток изоляционным кольцом из ДСП вместо стальных колец. Эти решения уменьшают материалоёмкость и трудоёмкость изготовления активной части автотрансформатора, а также позволяют обеспечить заданные усилия запрессовки обмоток в течение всего сро¬ка службы автотрансформатора, т.е. не требуется проведение капитального ремонта с подпрессовкой обмоток через 12 лет, как это предусмотрено ГОСТ 11677 - 85.

В результате внедрения новых технических решений характеристики автотранс¬форматора АОДЦТН-167000/500/220 значительно превосходят ха¬рактеристики по ГОСТ 17544 - 85. По сравнению с ГОСТ 17544 - 85 потери холостого хода снижены на 31 кВт (на 34%), потери короткого замыкания – на 68,5 кВт (на 21,7%), уровень звуковой мощности – ниже на 10 дБА. Полная масса снижена на 7 т (на 5,3%).

Свердловский завод трансформаторов тока

Одна из последних разработок – трансформаторы ТВ-35-IX,  ТВ-110-IX (рис. 2) и ТВ-220-IX  для установки на высоковольтные вводы (35, 110 и 220 кВ) с внешней стороны.

Рис. 2. Трансформатор ТВ-110-IX.

«Замена измерительных трансформаторов тока на объектах электроэнергетики, как правило, связана с совершенствованием релейной защиты и внедрением АИИС КУЭ. Но замена любого элемента системы класса напряжения 35 кВ и выше влечет за собой значительные капиталовложения. И чем выше класс напряжения, тем больше затрат. Принципиально новое решение проблемы –трансформаторы ТВ-35-IX,  ТВ-110-IX и ТВ-220-IX, –  говорит ведущий специалист отдела маркетинга ОАО «Свердловский завод трансформаторов тока» Александр Смирнов.

Тороидальные трансформаторы устанавливают внутри высоковольтных вводов выключателей и силовых трансформаторов. Трансформаторы ТВ старой конструкции предназначались, в основном, для целей релейной защиты, но потребность в коммерческом учете значительно расширила их номенклатурный ряд. Замена ТВ – процесс довольно трудоемкий, поскольку предполагает демонтаж ввода. ТВ новой серии дает ряд преимуществ:
1. Трансформатор может служить заменой опорному трансформатору тока, будучи при этом значительно дешевле и не занимая дополнительного места на территории подстанции.
2. ТВ-110-IX не требует демонтажа ввода, его установка не ограничивается климатическими условиями.
3. Конструкция позволяет решить проблемы как с внедрением коммерческого учета так и с релейной защитой, поскольку трансформатор имеет классы точности 0,5S; 0,2S или 10Р.

Тольяттинский трансформатор

Менее года назад начато серийное производство распределительных трансформаторов (ТМГ) мощностью 100÷1600 кВА напряжением 6-10 кВ (рис. 2).

Рис. 2. ТМГ 100÷1600 кВА, 6-10 кВ (фото: http://www.transformator.com.ru/).

Одна из основных инноваций, внедренных на новом производстве,– применение овальных обмоток из медной и алюминиевой фольги. Это обеспечивает существенное снижение массогабаритных характеристик за счет плотности конструкции активной части трансформатора и уменьшения количества масла. Вторичная обмотка трансформатора выполняется из алюминиевой ленты, усиленной межслоевой изоляцией с запекаемым слоем эпоксидной смолы. При термообработке покрытие полимеризуется, склеивая смежные слои изоляции. Так образуется монолитная конструкция, значительно увеличивающая динамическую устойчивость обмоток трансформатора при коротких замыканиях.

Для термовакуумной сушки и заливки трансформатора применяется специальная установка Mayer (Германия) с новой технологией нагрева токами пониженной частоты. В качестве нагревателя используется собственная обмотка ВН трансформатора. 


МЭТЗ им. В. И. Козлова

Новая продукция – энергосберегающие трансформаторы серии ТМГ-12 (рис. 3).

Рис. 3. ТМГ-12 был представлен на выставке «Электро-2009» (Москва, 8-11 июня 2009 г.).

Сейчас трансформаторы ТМГ-12 выпускаются мощностью 630 и 1000 кВ•А. По заявлению завода-изготовителя, ТМГ-12 имеет самый низкий уровень потерь холостого хода и короткого замыкания из всех серийно выпускаемых в СНГ трансформаторов аналогичного назначения. Инновации: усовершенствованная методика расчёта, использование технологического оборудования и комплектующих ведущих мировых производителей.

Ввод нейтрали обмотки НН рассчитан на продолжительную работу с номинальным током, что соответствует последним требованиям МЭК и значительно повышает надёжность трансформаторов при несимметричных нагрузках. Герметичное исполнение в сочетании с глубокой предварительной дегазацией трансформаторного масла и его заливкой под глубоким вакуумом обеспечивает высокую электрическую прочность главной и продольной изоляции.

Электрощит-ТМ Самара
В производстве трансформаторов серий ТМГ и ТМ применяется ряд новейших технологий: шихтовка магнитопроводов пятиступенчатым методом STEP-LAP, заливка масла под вакуумом, изготовление обмоток из медной и алюминиевой ленты с охладительными каналами и межслоевой изоляцией компании KREMPEL; гофрированный бак с порошковым покрытием.
На предприятии подчеркивают, что «Электрощит-ТМ Самара» – единственный производитель трансформаторов, выполняющий 100%-й контроль изоляции на отсутствие частичных разрядов и контроль электрической прочности изоляции во время приемо-сдаточных испытаний трансформаторов. 

К.Литвиненко