Сухие трансформаторы RESIBLOC® из России для России
Сухой или масляный
Трансформатор как статическое электромагнитное устройство известно уже очень давно.
Считается, что его история началась в 1876 году, когда военный инженер и изобретатель Павел Николаевич Яблочков получил патент на трансформатор с разомкнутым сердечником, представлявшим собой стержень, на который наматывались обмотки.
С тех пор, за более 140-летнюю историю, технологии транcформаторостроения непрерывно совершенствовались. Новой вехой в истории было создание сухого силового трансформатора, который теоретически мог помочь избежать основных недостатков маслонаполненных трансформаторов: пожароопасность, высокие эксплуатационные расходы и вредное воздействие на окружающую среду (см. Таблицу 1).
* на сегодняшний день сухой трансформатор 72,5 кВ 63 МВА с твердой изоляцией может быть изготовлен только компанией АББ. RESIBLOC 72,5 кВ – это абсолютный рекорд напряжения на мировом рынке сухих трансформаторов.
Для производств, где пожаробезопасность и взрывобезопасность имеют существенное значение, сухие трансформаторы являются лучшим решением.
В свою очередь, сухие трансформаторы также можно классифицировать по нескольким типам, разделенным по используемым технологиям и способу изготовления:
Каждый тип сухого трансформатора имеет свои преимущества и недостатки. Оптимальными для российских условий уже на протяжении продолжительного времени являются сухие трансформаторы с твердой изоляцией. Это трансформаторы с обмотками, залитыми эпоксидной смолой в вакууме (VCC), – наиболее технологичные и оптимальные с точки зрения соотношения цена/качество.
Портфолио данных трансформаторов, представленных на российском рынке, достаточно обширное: от самых бюджетных решений до мировых брендов, доказавших свою надежность в суровых условиях эксплуатации российской действительности.
Но иногда условия эксплуатации настолько экстремальные, а требования к надежности оборудования настолько высоки, что инженерам приходится использовать специальные технологии при изготовлении трансформаторов, которые позволяют обеспечить требуемый уровень надежности. Так было и с технологией RESIBLOC®, о которой пойдет речь в данной статье.
RESIBLOC® - монолит с прочностью стали
40 лет назад перед инженерами трансформаторного завода в г. Брилон (Германия), была поставлена амбициозная задача по разработке технического решения, способного выдержать экстремальные механические нагрузки, а также резкий перепад параметров сети в условиях морского тумана. Речь шла о разработке трансформаторов для морского флота: танкеров и круизных лайнеров.
В результате кропотливой работы была разработана концепция изготовления монолитных катушек трансформатора, где изоляция слоев и наружная оболочка обмоток была выполнена из эпоксидной смолы, армированной стекловолокном (до 80% стекловолокна, с сочетанием поперечного и продольного армирования). Это позволило обеспечить феноменальную прочность конструкции. Обмотки изготавливались без использования литейных форм, что, с одной стороны, усложняло процесс изготовления, а с другой, позволяло более гибко подходить к проектированию охлаждающих каналов в обмотках. Это позволило обеспечить лучшее теплоотведение именно в тех местах трансформатора, где это необходимо. В результате, обмотки трансформаторов при работе нагревались более равномерно, появление локальных очагов перегрева изоляции удалось минимизировать. Это позволило существенно продлить фактический срок службы изоляции трансформатора. А как известно, срок службы сухого трансформатора зависит от состояния его изоляции. Высокая температура ускоряет ее старение, а перегрев и вовсе может привести к выходу трансформатора из строя.
Первичная и вторичная обмотки каждой фазы представляли собой единый монолитный блок, исключающий принципиальную возможность смещения одной обмотки относительно другой при динамических электромеханических нагрузках в режимах короткого замыкания и периодических пиковых нагрузках. Отсюда и появилось название новой конструкции, а впоследствии, и мирового бренда RESIBLOC®: RESIN – эпоксидная смола, BLOC – Блок, монолитная конструкция обмоток.
Экстремальный старт при -60 С
Совокупность полученных характеристик разработанной конструкции позволила применить сухие трансформаторы RESIBLOC не только на море, но и там, где это сделать ранее было чревато аварией для любого другого сухого трансформатора после первой подачи напряжения (это пуск трансформатора на максимальную нагрузку при температуре окружающей среды -60 °С).
Были проведены натурные испытания: сухой трансформатор RESIBLOC охлаждался до температуры -60 °С, после чего его включали, нагружая номинальным током. Трансформатор испытания выдержал.
Следующим этапом было испытание холодным пуском при -60 °С и двойным номинальным током. Трансформатор испытание выдержал.
Где же предел прочности? Испытание было проведено повторно с уже 2,55-кратным превышением номинального тока. RESIBLOC выдержал и это без каких-либо последствий.
Сделано в России
Компания АББ – крупнейший мировой производитель трансформаторов, ассортимент продукции которой включает весь спектр маслонаполненных и сухих трансформаторов.
Для каждой области применения оборудования можно подобрать оптимальное техническое решение, и исторически, для стандартных применений, выбиралась технология VCC, а в случае особых требований к характеристикам сухих трансформаторов – технология RESIBLOC.
Сейчас сделать выбор в пользу RESIBLOC стало гораздо проще, потому что теперь трансформаторы RESIBLOC локализованы в России. Они стали доступнее по цене – в сравнении с аналогичными трансформаторами VCC хорошего качества из-за рубежа, быстрее по срокам изготовления, удобнее по предоставляемым сервисам.
АББ Хотьково выпускает трансформаторы с самыми распространенными техническими параметрами (см. Диаграмму 1), наиболее востребованными на объектах энергетики: номинальным напряжением 6, 10, 20 кВ и мощностью от 630 до 3150 кВА. Чертежи и другая техническая документация стандартизирована и доступна на сайте www.abb.ru/transformers, позволяя уже сейчас включать трансформаторы RESIBLOC в проектную и конструкторскую документацию.
Основные параметры оборудования:
- Номинальная мощность: до 63 МВА
- Напряжение первичной обмотки: до 72,5 кВ
- Напряжение вторичной обмотки: до 36 кВ
- Частота: 50 Гц, 60 Гц и 16 2/3 Гц
- Система охлаждения: C (AN), СЗ (ANAN), СД (ANAF), принудительное воздушное/принудительное водяное (AFWF)
- Температура изоляционной системы: F
- Низкий уровень частичных разрядов: ≤5 пКл
- Класс защиты: IP00 - IP54
Технические преимущества RESIBLOC® по сравнению с другими технологиями:
- Лучшая устойчивость к силам короткого замыкания (подтверждено испытаниями - 5 сек.).
- Уникальная механическая прочность (80% стекловолокна в изоляции обмоток).
- Линейное распределение импульсных напряжений (многослойная обмотка).
- Обмотки в едином блоке (исключено смещение).
- Гарантированное отсутствие появления трещин в обмотках.
- Лучшая огнестойкость.
- Улучшенные показатели при динамической нагрузке.
- Более высокое разнообразие конструкций (отсутствие литейных форм).
- Лучшая устойчивость к экстремальным климатическим условиям (-60 °C).
- Возможно использование с вакуумными выключателями.
- Естественное охлаждение до 60 МВА (каждый трансформатор всегда рассчитывается индивидуально на hot spot).
- Низкий уровень ЧР (реально ≤5 пКл).
- Полное отсутствие кремния.
- Абсолютно все подтверждено испытаниями (в том числе в независимых лабораториях) и/или расчетами.
Основные параметры оборудования, производимого в г. Хотьково (Россия):
• Номинальная мощность: до 3150 кВА
• Напряжение первичной обмотки: до 20 кВ
• Напряжение вторичной обмотки: 400 В (другие значения по запросу)
• Частота: 50 Гц
• Количество фаз: 3
• Диапазон рабочих температур: от -60 до +40 °С (другие значения по запросу)
• Система охлаждения: C (AN), СЗ (ANAN), СД (ANAF)
• Температурный класс изоляции обмоток: F
• Материал обмоток: алюминий; медь (по запросу)
• Низкий уровень частичных разрядов: ≤5 пКл
• Класс защиты: от IP00 (без кожуха) до IP33 (другие значения по запросу)
Локализация производства сухих трансформаторов в России имеет стратегическое значение. Благодаря этому компания АББ сможет обеспечивать заказчиков высокотехнологичным продуктом в более короткий срок и по более привлекательной цене, постепенно развивая российский рынок сухих трансформаторов.
Календарь событий
