Трансформаторная ТРИАЛьность

Все новые и новые конструктивные и технические решения при разработке электрических аппаратов находят производители современного - соответствующего высокому уровню электроснабжения - оборудования. Двигаться вперед их заставляют требования пожарной безопасности, надежности технических объектов и бесперебойности электропитания потребителей.

Известно, что в значительной мере показателями надежности распределительной электрической сети являются технический уровень и срок службы силовых трансформаторов. О новом поколении сухих силовых распределительных трансформаторов мы говорим с Сергеем Постниковым, руководителем сектора "Электрооборудование для распределительных сетей" компании Schneider Electric.

- Сергей, Вы постоянно отслеживаете состояние сегмента силовых трансформаторов. Что предлагает сегодня рынок в преддверии необходимого перевооружения сетевого хозяйства страны?

- К силовому распределительному трансформатору - основному элементу подстанции, современной эксплуатацией предъявляются жесточайшие требования. Причем и к его основным техническим, эксплуатационным характеристикам, и к его экологичности (отсутствию ядовитых выделений при авариях в подстанциях, разливу электроизоляционной жидкости).

Например, маслонаполненные трансформаторы, несмотря на сравнительную дешевизну и простоту конструкции, обладают рядом серьезных недостатков (пожароопасность, экологическую опасность утечки масла, старение и необходимость контроля уровня и качества масла), которые не позволяют применять трансформаторы этого класса на объектах, где есть специальные требования по экологии и пожарной безопасности. На таких объектах сухой трансформатор незаменим.

Сегодня на рынке сухих распределительных трансформаторов России в классе среднего напряжения (6-10 кВ) представлены машины различных отечественных и западных производителей часто имеющие морально устаревшую технологию изготовления. Если говорить об особенностях различных вариантов конструктивного исполнения и технологий изготовления сухих трансформаторов, представленных на российском рынке, то наиболее критичный и ответственный элемент конструкции сухого трансформатора, определяющий его потребительские свойства, это обмотка высшего напряжения. Ее качество зависит от используемых материалов и технологии изготовления.

Обратите внимание: устаревшие конструкции трансформаторов базируются на технологии пропитывания обмоток высшего напряжения изоляционным диэлектриком с последующей сушкой. "Простота" изготовления пропитанных обмоток приводит к тому, что обмотки таких трансформаторов подвержены увлажнению и абсорбции влаги, а это приводит к поверхностным разрядам, ускоренному старению изоляции и быстрому выходу трансформатора из строя.

Такие трансформаторы не могут использоваться в помещениях с повышенной влажностью, с ухудшенными климатическими условиями эксплуатации, и имеют короткий срок службы. Кроме того, трансформаторы с пропитанными обмотками не обладают необходимой механической прочностью, стойкостью к сквозным токам короткого замыкания и достаточно громоздки.

- Но наряду с трансформаторами с пропитанными обмотками на рынке широко распространены трансформаторы следующего поколения с литыми обмотками...

- Да, но выполненные также по сравнительно устаревшей технологии заливки высоковольтных обмоток эпоксидной смолой в воздухе. Такое литье не позволяет исключить различные примеси и газовые микрополости в составе катушки. Это приводит к повышенным значениям частичных разрядов, что неизбежно ведет к быстрому старению изоляции и снижению срока службы, а в некоторых случаях и к аварийному пробою изоляции.

Кроме того, в России можно встретить трансформаторы, выполненные вовсе без соблюдения необходимых требований к технологическому процессу изготовления, не имеют сертификатов соответствия и безопасности, и представляют собой серьезную опасность при эксплуатации.

На российском рынке наша компания предлагает новое поколение сухих трансформаторов "ТРИАЛ+" с уникальными техническими и эксплуатационными характеристиками.

- Сергей, пора рассказать об особенностях трансформатора ТРИАЛ, на том, что отличают его от сухих трансформаторов аналогичного класса.

- Да, первое о чем хочется сразу сказать. Магнитопровод трансформатора изготавливается по технологии "Step Lap" из листов кремнийсодержащей стали с ориентированной структурой, изолированных минеральными окислами. Для повышения стойкости к агрессивным промышленным средам и тяжелым условиям эксплуатации магнитопровод покрыт слоем алкидной смолы.

Второе. Обмотка низшего напряжения (НН) изготавливается из алюминиевой или медной ленты (фольги), что гарантирует механическую прочность обмоток при температурных деформациях и аварийных токах короткого замыкания, многократно превышающих номинальный рабочий ток трансформатора. Такая технология изготовления позволяет значительно упростить конструкцию катушек, сократить их общий объем и повысить коэффициент заполнения окна магнитной системы. При этом листовая форма обмотки улучшает теплопередачу и способствует снижению температуры наиболее нагретых точек. Необходимо также отметить, что использование обмоток из фольги позволяет на порядок снизить потери на вихревые токи, по сравнению с обычными обмотками.

Третье. Обмотка высшего напряжения (ВН) выполняется из эмалированного алюминиевого или медного провода. Технология намотки, разработанная и запатентованная под торговой маркой "Франс Трансфо" (Schneider Electric) обеспечивает очень низкий уровень напряжения между соседними проводниками благодаря линейному градиенту напряжения, направленному сверху вниз по обмотке. Это увеличивает последовательную емкость в обмотке и, соответственно, улучшает распределение импульсной волны. Незначительная разность потенциалов между соседними витками обмотки позволяет отказаться от межслойной изоляции, что существенно уменьшает габариты катушек и обеспечивает высокое качество литой изоляции, покрывающей все проводники.

И, наконец, литая изоляция обмотки. Она состоит из эпоксидной смолы с инертными и огнестойкими наполнителями. При этом процесс смешивания и заливки осуществляется в глубоком вакууме. Такая технология придает обмоткам высокие диэлектрические свойства с предельно низким уровнем частичных разрядов (< 10 пКл). Литая изоляция класса F включает в себя:

• эпоксидную смолу на основе бифенола с вязкостью, обеспечивающей превосходное качество пропитки обмоток,
• ангидридный наполнитель, с добавкой, придающей литой обмотке гибкость. Этот тип отвердителя обеспечивает отличные термические и механические свойства. Добавка, повышающая гибкость, придает изоляции необходимую упругость для полного предотвращения растрескивания во время работы,
• активный порошковый наполнитель, состоящий из кремнезема (двуокись кремния) и тригидрата алюминия (Al(OH)₃). Кремнезем усиливает механическую прочность литой изоляции и улучшает рассеивание тепла. Тригидрат алюминия (давший название торговой марке "ТРИАЛ") обеспечивает уникальные свойства трансформатора, проявляющиеся, когда трансформатор подвергается внешнему воздействию пламени.

- Вот об этих уникальных свойствах ТРИАЛа мы просто обязаны поговорить подробней!

- Противопожарный эффект, вернее сразу три эффекта - следствие химической реакции:

2 Al(OH)₃ + энергия = Al₂O₃ + 3H₂O

Рис.1

И в результате:

1. образуется отражающий огнеупорный экран из глинозема Al2O3 (окись алюминия), который защищает обмотки высокого напряжения от воздействия высокой температуры (рис.1);
2. образуется преграда из водяного пара, т.к. под воздействием высокой температуры при разложении тригидрата алюминия Al(OH)3 происходит образование "паровой рубашки", которая снижает температуру обмоток трансформатора и воздействует на пламя;
3. температура удерживается ниже точки воспламенения, поскольку реакция разложения тригидрата алюминия Al(OH)3 происходит с активным поглощением энергии, температура частей трансформатора поддерживается гораздо ниже точки воспламенения.

В результате сочетания трех противопожарных эффектов происходит немедленное самогашение трансформатора!

- Не можем не задать традиционный вопрос об испытаниях и сертификатах.

Рис.2

- Серия трансформаторов ТРИАЛ сертифицирована в соответствии со всеми требованиями ГОСТ. Кроме того, в соответствии с европейским стандартом трансформаторы ТРИАЛ испытаны на соответствие классу огнестойкости F1. Для этого катушка в сборе трансформатора ТРИАЛ (обмотка ВН + обмотка НН + сердечник) была установлена в испытательную камеру (стандарт МЭК 332-3). Испытание началось с того, что в резервуаре, где находилась катушка в сборе, поджигался спирт (исходный уровень 40 мм). Продолжительность испытания составила 60 мин. в соответствии со стандартом (см. рис 2).

Если коротко подвести итог, трансформатор ТРИАЛ не просто сухой и не горючий - он активно гасит внешний источник пламени!

- Похоже, Вы не сомневаетесь в надежности ТРИАЛа...

- На сегодняшний день установлено более 60000 ТРИАЛ`ов в 60 странах мира. В России шеститилетний опыт безупречной эксплуатации более чем 700 трансформаторов ТРИАЛ показал исключительную надежность, уникальные эксплуатационные характеристики и противопожарные свойства модели. Именно эти трансформаторы обеспечивают надежное и безопасное электроснабжение таких ответственных объектов Москвы и Санкт-Петербурга как Московский Кремль, Дом Правительства Москвы, МИД, Государственная Дума, 3-е транспортное кольцо, заводы "Невская косметика", "Лианозовский ММК" и многие другие.

Мы уверены, что трансформаторы ТРИАЛ - это номер 1 на мировом рынке сухих трансформаторов.

Добавим, что в начале 2001 года между Schneider Electric и ОАО "ХК Электрозавод" был подписан Лицензионный контракт о передаче технологии на производство сухих трансформаторов ТРИАЛ. Это соглашение о сотрудничестве позволило объединить передовые технологии Schneider Electric с многолетним опытом и профессионализмом московского Электрозавода. К тому же, это сотрудничество позволило предложить российским энергетикам современное изделие мирового класса отечественного производства.