Необходимо ли заменять маслонаполненные трансформаторы на сухие?

Page 1
background image

Page 2
background image

20

Январь

февраль

 2016

    

www.tdworld.com, www.tdwr.ru

Конструктивно

 

сухой

 

трансфор

-

матор

 

состоит

 

из

 

обмотки

 

низ

-

шего

 

напряжения

 (

выделена

 

синим

и

 

обмотки

 

высшего

 

напряжения

 

(

выделена

 

красным

), 

размещённых

 

на

 

магнитопроводе

Установка

 

сухого

 

трансформатора

 

мощностью

 15 

МВА

 

с

 

РПН

.

У

рбанизация

 — 

одна

 

из

 

самых

 

важных

 

глобаль

-

ных

 

тенденций

Ожидается

 

массовая

 

мигра

-

ция

 

жителей

 

из

 

сельских

 

районов

благодаря

 

которой

 

к

 2050-

м

 

две

 

трети

 

мирового

 

населе

-

ния

 

будут

 

проживать

 

в

 

городах

В

 

результате

 

спрос

 

на

 

электроэнергию

 

в

 

городах

 

продолжит

 

расти

а

 

энерго

-

компании

 

столкнутся

 

с

 

новой

 

проблемой

.

Поскольку

 

в

 

городах

 

недостаточно

 

подходящих

 

мест

 

для

 

размещения

 

подстанций

 

высокого

 

и

 

сверхвы

-

сокого

 

напряжения

 

наружного

 

исполнения

компаниям

 

приходится

 

рассматривать

 

варианты

 

размещения

 

под

-

станций

 

внутри

 

зданий

Иногда

 

появляется

 

необходи

-

мость

 

устанавливать

 

подстанции

 

в

 

подвалах

однако

 

традиционные

 

масляные

 

трансформаторы

 

небезопас

-

ны

 

и

 

могут

 

спровоцировать

 

взрыв

 

и

 

пожар

Использова

-

ние

 

в

 

качестве

 

изоляции

 

элегаза

 

тоже

 

нежелательно

поскольку

 

он

 

является

 

парниковым

 

газом

Распределительные

 

подстанции

оборудованные

 

сухими

 

трансформаторами

уже

 

много

 

лет

 

устанав

-

ливаются

 

в

 

зданиях

До

 

недавнего

 

времени

 

они

 

были

 

доступны

 

только

 

в

 

исполнениях

 

по

 

напряжению

 

до

 

36 

кВ

однако

 

новые

 

технологии

 

позволили

 

разработать

 

новые

 

трансформаторы

пригодные

 

для

 

высоковольт

-

ных

 

сетей

которые

 

могут

 

обеспечить

 

достаточное

 

на

-

пряжение

 

в

 

центре

 

города

Новая

 

система

 

позволяет

 

сэкономить

 

на

 

дорогостоящей

 

противопожарной

 

защи

-

те

а

 

также

 

увеличивает

 

мощность

 

сети

 

и

 

сокращает

 

потери

.

Сухие

 

трансформаторы

Для

 

изоляции

 

и

 

охлаждения

 

сухих

 

трансформаторов

 

масло

 

не

 

используется

поэтому

 

они

 

гораздо

 

безопас

-

нее

 

в

 

эксплуатации

чем

 

маслонаполненные

 

трансфор

-

маторы

Это

 

делает

 

их

 

незаменимыми

 

при

 

строитель

-

стве

 

подстанций

 

под

 

землей

 

или

 

внутри

 

помещений

которые

 

нуждаются

 

в

 

особой

 

защите

 

от

 

пожаров

Для

 

многих

 

организаций

 

риск

 

поражения

 

человека

 

или

 

оборудования

 

из

-

за

 

применения

 

маслонаполненных

 

трансформаторов

 

слишком

 

велик

а

 

меры

 

по

 

предот

-

вращению

 

пожаров

 

экономически

 

нерентабельны

В

 2013 

году

 

Международный

 

совет

 

по

 

большим

 

электрическим

 

системам

 

высокого

 

напряжения

 (CIGRE) 

Необходимо ли заменять 
маслонаполненные 
трансформаторы на сухие?

Сухие трансформаторы делают работу подстанций 
безопасной и экологичной. 

Джерри Джордж (Gerry George,), 

Международная редакция «Transmission & Distribution World»

ТРАНСФОРМАТОРНЫЕ

 Технологии


Page 3
background image

21

Январь

февраль

 2016

    

www.tdworld.com, www.tdwr.ru

Передняя

 

сторона

СН

 

переключатель

 

Задняя

 

сторона

НН

переключатель

 

Трансформатор

СН

/

НН

Переключатель

 

ответвлений

 (OLTC)

Ограждение

 

Вторичное

 

соединение

Сухой

 

трансформатор

 72,5 

кВ

Первичное

 

соединение

 

РПН

10 

м

10 

м

Кабель

 

питания

Диаграмма

 

показывает

 

компактную

 

подстанцию

 

на

 72,5 

кВ

с

 

сухим

 

трансформатором

 

и

 

системой

 

шин

 GIS.

издал

  «

Руководство

 

по

 

обеспечению

 

пожарной

 

без

-

опасности

 

трансформаторов

» 

для

 

трансформаторов

 

с

 

мощностью

 

выше

 10 

МВА

 

с

 

уровнями

 

напряжения

 

до

 

66 

кВ

 

включительно

Исследование

 

причин

 

отказа

 

трансформаторов

 

показало

что

 10% 

трансформато

-

ров

 

выходит

 

из

 

строя

 

из

-

за

 

пожара

Ежегодно

 

прибли

-

зительно

 

один

 

из

 1000 

трансформаторов

 

загорается

.

В

 

сухих

 

трансформаторах

 

главным

 

средством

 

изо

-

ляции

 

служит

 

воздух

Диэлектрическая

 

прочность

 

воз

-

духа

 

значительно

 

меньше

чем

 

у

 

масла

поэтому

 

сухие

 

трансформаторы

 

больше

 

и

 

дороже

Напряжение

 

в

 

су

-

хом

 

трансформаторе

 

приложено

 

к

 

твердой

 

изоляции

 

и

 

воздушному

 

промежутку

Из

-

за

 

более

 

высокой

 

ди

-

электрической

 

проницаемости

 

твердая

 

изоляция

 

со

-

кращает

 

электрическое

 

поле

соответственно

 

основной

 

изоляцией

 

является

 

воздух

.

Одним

 

из

 

недостатков

 

сухих

 

трансформаторов

 

яв

-

ляется

 

повышенная

 

потребность

 

в

 

электротехнической

 

стали

Это

 

происходит

 

потому

что

 

для

 

обеспечения

 

изоляции

 

сухим

 

трансформаторам

 

необходимы

 

боль

-

шие

 

изоляционные

 

расстояния

соответственно

 

увели

-

чивается

 

и

 

размер

 

сердечника

.

В

 

настоящее

 

время

 

нет

 

единых

 

стандартов

 

Между

-

народной

 

Электротехнической

 

Комиссии

 (IEC) 

или

 IEEE 

для

 

распределительных

 

трансформаторов

 

сухого

 

типа

однако

 

требования

 

для

 

высоковольтных

 

трансформато

-

ров

 

совпадают

 

с

 

требованиями

 IEC 

для

 

трансформато

-

ров

 

мощностью

 

до

 36 

кВ

Частичный

 

разряд

 

таких

 

транс

-

форматоров

 

может

 

достигать

 10 

пКл

Этот

 

стандарт

 

гарантирует

что

 

частичный

 

разряд

 

не

 

повредит

 

изоля

-

цию

 

трансформатора

 

и

 

его

 

целостность

 

сохранится

.

Новое

 

оборудование

 

сухого

 

типа

 

Компания

 ABB 

пошла

 

навстречу

 

покупателям

 

и

 

раз

-

работала

 

новый

 

сухой

 

распределительный

 

трансфор

-

матор

 HiDry72 

напряжением

 72,5 

кВ

Для

 

его

 

использо

-

вания

 

при

 

передаче

 

и

 

распределении

 

электроэнергии

 

необходимо

 

применять

 

РПН

Трансформаторы

 

сухого

 

типа

 

на

 72,5 

кВ

 

доступны

 

с

 

литой

 

в

 

вакууме

 

катушкой

или

 

катушкой

 RESIBLOC. 

Обмотка

 

литой

 

в

 

вакууме

 

катушки

 

выполнена

 

из

 

фольги

 

и

 

залита

 

составом

 

из

 

эпоксидной

 

смолы

 

и

 

силикатного

 

наполнителя

В

 

трансформаторы

 RESIBLOC 

для

 

гер

-

метизации

 

обмоток

 

используется

 

эпоксидная

 

смола

усиленная

 

стеклонитями

Такая

 

изоляция

 

делает

 

транс

-

форматоры

 

крайне

 

прочными

 

и

 

устойчивыми

 

к

 

механи

-

ческим

 

воздействиям

скачкам

 

напряжения

коротким

 

замыканиям

 

и

 

другим

 

чрезвычайным

 

ситу

 

ациям

.

РПН

 

построен

 

на

 

основе

 

сухой

безмасляной

 

тех

-

нологии

Линейная

 

конфигурация

 OLTC 

доказала

 

свою

 

эффективность

 

при

 

низком

 

напряжении

Вакуумные

 

прерыватели

 

используются

 

в

 

качестве

 

дивертерных

 

выключателей

РПН

 

состоит

 

из

 

отдельных

 

переключа

-

телей

 

для

 

каждой

 

фазы

имеет

 17 

положений

 

и

 

диапа

-

зон

 

переключений

 

ответвлений

 ±10% 

с

 

максимальной

 

ступенью

 900 

В

РПН

 

рассчитан

 

на

 100 000 

операций

 

между

 

профилактиками

Сочетание

 

трансформаторов

 

с

 

воздушной

 

изоля

-

цией

 

с

 

элегазовыми

 

или

 

гибридными

 

распределитель

-

ными

 

устройствами

 

позволяет

 

создать

 

компактную

 

и

 

безопасную

 

подстанцию

которую

 

можно

 

установить

 

в

 

подвале

 

любого

 

здания

Проект

 

в

 

Бразилии

В

 2014 

году

 

старейший

 

и

 

третий

 

по

 

величине

 

город

 

Бразилии

 

Сальвадор

 

де

 

Байя

 

принимал

 

один

 

из

 

эта

-

пов

 

кубка

 

ФИФА

Была

 

построена

 

новая

 

арена

 Fonte 

Nova, 

рассчитанная

 

на

 55 000 

болельщиков

Арену

 

обслуживали

 

кабели

 

напряжением

 69 

кВ

Энергия

 

обе

-

спечивалась

 

с

 

помощью

 

подстанции

 

среднего

 

напря

-

жения

которую

 

местная

 

энергокомпания

 Coelba, 

часть

 

Neoenergia Group, 

интегрировала

 

в

 

стадион

.

В

 

подстанцию

 

вошли

 

два

 

сухих

 

трансформатора

 

с

 

высшим

 

напряжением

 69 

кВ

каждый

 

из

 

которых

 

был

 

оборудован

 

вакуумным

 

РПН

 

с

 

диапазоном

 

переключе

-

ний

 

от

 +4% 

до

 -12% 

с

 

шагом

 

в

 1,25%. 

Трансформаторы

 

и

 

РПН

 

были

 

установлены

 

без

 

специальных

 

ограждений

Подводящие

 

энергию

 

кабели

 69 

кВ

 

соединяются

 

с

 

транс

-

форматором

 

с

 

помощью

 

простой

 

системы

 

шин

Конструкция

 

позволила

 

разместить

 

трибуны

 

над

 

подстанцией

учитывая

 

все

 

требования

 

безопасности

Кроме

 

того

такое

 

решение

 

позволило

 

значительно

 

сэ

-

кономить

 

на

 

работах

.

Проект

 

в

 

Швеции

В

 Ulricehamn Energi, 

энергокомпании

 

г

Ульрисе

-

хамн

расположенного

 

недалеко

 

от

 

г

Гетеборг

Шве

-

ция

было

 

решено

 

заменить

 

масляный

 

трансформатор

 

в

 

подстанции

 

в

 

экологически

 

чувствительном

 

лесном

 

регионе

Лучшим

 

решением

 

оказалась

 

установка

 

транс

-

форматора

 

мощностью

 45/11 

кВ

, 16 

МВА

оборудован

-

ного

 

РПН

 

со

 

ступенями

 

регулирования

 

по

 

напряжению

 

±75

В

 

или

 1,67%. 

Трансформатор

 

работает

 

с

 

катушками

 

RESIBLOC, 

которые

 

эффективно

 

функционируют

 

при

 

низких

 

температурах

свойственных

 

Швеции

Трансформатор

 

в

 

кожухе

 IPX4D 

был

 

установлен

 

на

 

открытом

 

воздухе

чтобы

 

защитить

 

его

 

от

 

проникно

-

вения

 

влаги

 

и

 

возможного

 

вандализма

Кожух

 

спроек

-

тирован

 

так

чтобы

 

трансформатор

 

охлаждался

 

есте

-

ственным

 

образом

 

с

 

помощью

 

потока

 

воздуха

Кабели

 

вводятся

 

в

 

трансформатор

 

возле

 

основания

соответ

-

ственно

нет

 

необходимости

 

в

 

проходном

 

изоляторе

Трансформатор

 

был

 

доставлен

 

на

 

место

 

установки

 

в

 

кожухе

 

с

 

подключенным

 

РПН

.

ТРАНСФОРМАТОРНЫЕ

 Технологии


Page 4
background image

22

Январь

февраль

 2016

    

www.tdworld.com, www.tdwr.ru

Подстанция

 

в

 

подвале

 

стадиона

 Fonte Nova 

в

 

г

Сальвадор

 

де

 

Байя

Бразилия

На

 

подстанции

 

установлены

 

два

 

сухих

 

транс

-

форматора

 

мощностью

 69 

кВ

 

с

 

гибридными

 

переключателями

.

Технические

 

данные

 

трансформатора

 

сухого

 

типа

 HiDry 72,5 

кВ

Рассчётная

 

мощность

До

 63 

МВ

A

Частичный

 

разряд

< 10 

пКл

Первичное

 

напряжение

До

 72,5 

кВ

Класс

 

изоляции

F (1550C) 

или

 

H (1800C) 

Напряжение

 

грозового

 

импульса

325 

кВ

 

по

 

стан

-

дартам

 IEC

350 

кВ

 

по

 

стан

-

дартам

 ANSI/IEEE

Класс

 

экологичности

E2

Переменный

 

ток

140 

кВ

 

по

 

стандар

-

там

 IEC

140 

кВ

 

по

 

стандар

-

там

 ANSI/IEEE

Климатический

 

класс

C2

Вторичное

 

напряжение

До

 36 

кВ

Категория

 

по

-

жароопасности

F1

Группа

 

соединений

или

 D

Охлаждение

AN, ANAF, AFAF, 

AFWF

Позиции

 

пере

-

ключателя

17 

позиций

±8 

с

 

шагом

 1,25%

Ограждение

IP00 (

нулевое

)

IP21 (

в

 

помещении

до

 IP54 

или

IPX4D (

на

 

открытом

 

воздухе

)

Проект

 

на

 

Канарских

 

островах

Испанский

 

оператор

 

распреде

-

лительных

 

систем

 Red Eléctrica de 

España (REE) 

работает

 

на

 

Канар

-

ских

 

островах

 

над

 

демонстрацион

-

ным

 

проектом

 

с

 

использованием

 

кинетического

 

накопителя

 

для

 

хра

-

нения

 

энергии

Проект

 

реализует

-

ся

 

на

 

о

Лансароте

 

в

 

муниципа

-

литете

 

Тиас

 

на

 

подстанции

 66 

кВ

Накопитель

 

поддерживает

 

часто

-

ту

 

и

 

стабильную

 

мощность

 

в

 

сети

 

Лансароте

-

Фуэртевентура

Сухой

 

трансформатор

 

напря

-

жением

 66 

кВ

/440 

В

мощностью

 

1 800 

кВА

 

был

 

доставлен

 

на

 

место

 

установки

 

полностью

 

укомплек

-

тованный

с

 

кожухом

 

и

 

кабельной

 

муфтой

. REE 

остановили

 

свой

 

вы

-

бор

 

именно

 

на

 

сухом

 

трансформа

-

торе

 

из

-

за

 

высокой

 

пожароопасно

-

сти

 

этого

 

лесного

 

региона

.

Проект

 «

План

 

Мадрид

»

Подстанция

 

Виллаверде

 

вхо

-

дит

 

в

 

проект

  «

План

 

Мадрид

», 

раз

-

работанный

 

испанской

 

энергоком

-

панией

 Iberdrola 

в

 

сотрудничестве

 

с

 

региональным

 

правительством

 

и

 

властями

 

Мадрида

План

 

включает

 

в

 

себя

 

замену

 

воздушных

 

сетей

 

высокого

 

и

 

сверхвысокого

 

напряжения

 

на

 

подземные

 

кабели

В

 

ходе

 

замены

 

будут

 

демонтированы

 16 

подстанций

 

с

 

воздушной

 

изоляцией

вместо

 

них

 

построят

 18 

подстанций

 

внутри

 

зданий

Подстанция

 

Виллаверде

 — 

важная

 

часть

 

систе

-

мы

 

электропередачи

 

Мадрида

Она

 

работает

 

на

 

трёх

  

уровнях

 

напряжения

 220/132/45 

кВ

 

в

 

следующей

 

кон

-

фигурации

:

• 

двойная

 

система

 

шин

 220 

кВ

подстанция

 

с

 

элега

-

зовой

 

изоляцией

 

на

 63 

кА

 

и

 15 

ячейками

 

для

 

при

-

соединения

 

кабелей

двумя

 

ячейками

 

трансформа

-

торов

двумя

 

шинными

 

и

 

двумя

 

секционирующими

 

присоединениями

;

• 

двойная

 

система

 

шин

 

КРУЭ

 132 

кВ

 

с

 

двумя

 

линей

-

ными

 

присоединениями

 

для

 

кабелей

 

и

 

одним

 

для

 

трансформатора

;

• 

двойная

 

система

 

шин

 45 

кВ

 

с

 

элегазовыми

-

ячейка

-

ми

семью

 

присоединениями

 

для

 

кабелей

двумя

 

для

 

трансформаторов

 

и

 

двумя

 — 

трансформаторов

 

собственных

 

нужд

 

подстанции

;

• 

автотрансформатор

 220/132 

кВ

, 225 

МВА

;

• 

трансформатор

 220/45 

кВ

, 100 

МВА

;

• 

два

 

трансформатора

 

собственных

 

нужд

 

подстанции

 

45 

кВ

/420 

В

, 250 

кВА

 ABB HiDry72.

ТРАНСФОРМАТОРНЫЕ

 Технологии


Page 5
background image

23

Январь

февраль

 2016

    

www.tdworld.com, www.tdwr.ru

Сухой

 

трансформатор

 66 

кВ

/440 

В

 

в

 

ограждённой

 

зоне

 

под

 

открытым

 

небом

В

 

ле

-

вой

 

части

 

контейнера

 

находится

 

переключатель

в

 

правой

 — 

маховиковый

 

меха

-

низм

 

для

 

хранения

 

энергии

Проект

 

в

 

г

Лансероте

Канарские

 

острова

.

Масляные

 

трансформаторы

 

были

 

заменены

 

сухими

 

аналогич

-

ной

 

мощности

которые

 

теперь

 

обеспечивают

 

собственные

 

нужды

 

подстанции

 

и

 

защищены

 

предо

-

хранителями

 45 

кВ

Это

 

помогло

 

Ibedrola 

повысить

 

уровень

 

без

-

опасности

 

подстанции

 

и

 

убрать

 

риск

 

возникновения

 

пожара

Но

-

вые

 

сухие

 

трансформаторы

 

отде

-

лены

 

перегородкой

 

во

 

избежание

 

случайного

 

контакта

.

Проект

 

в

 

Кордобе

Возникла

 

необходимость

 

об

-

новить

 

оборудование

 

на

 

круп

-

ном

 

промышленном

 

предприятии

 

в

 

Кордобе

Завод

 

оборудован

 

соб

-

ственной

 

подстанцией

питающей

-

ся

 

от

 

подземного

 

кабеля

 66 

кВ

Подстанция

 

оборудована

 

двумя

 

су

-

хими

 

трансформаторами

 66/20 

кВ

12 

МВА

 

с

 

переключателями

 

от

-

ветвлений

 

обмоток

двумя

 

элегазовыми

 

распредели

-

тельными

 

устройствами

 66 

кВ

десятью

 

первичными

 

мегавольтными

 

распределителями

 (ZX0.2) 

с

 

двумя

 

сухими

 

трансформаторами

 20/5 

кВ

, 8,5 

МВА

 

и

 

ше

-

стью

 

вторичными

 

распределителями

 

с

 

шестью

 

сухи

-

ми

 

трансформаторами

 20/0,4 

кВ

, 800 

ВА

Трансфор

-

маторы

 8,5 

МВА

 

обеспечивают

 

энергией

 

тестовую

 

лабораторию

а

 

трансформаторы

 800 

кВА

 

питают

 

различные

 

части

 

завода

 

и

 

насосы

Есть

 

также

 

допол

-

нительные

 

питатели

 

для

 

передачи

 

энергии

 

за

 

пределы

 

завода

Подстанция

 

интегрирована

 

в

 

здания

 

предпри

-

ятия

.

ТРАНСФОРМАТОРНЫЕ

 Технологии

В

 

настоящее

 

время

 

область

 

применения

 

сухих

 

трансфор

-

маторов

 

ограничивается

 

до

 -

стигнутыми

 

классом

 

напря

-

жения

 

и

 

максимальной

 

мощно

-

стью

Кроме

 

того

область

 

применения

 

этих

 

трансформаторов

 

определяется

 

их

 

недостатками

 

и

 

преимуществами

 

по

 

сравнению

 

с

 

маслонаполненными

 

трансформаторами

.

В

 

предлагаемой

 

вниманию

 

читателей

 

статье

 

приведены

 

сведения

 

о

 

применении

 

сухих

 

трансфор

-

маторов

 

в

 

нескольких

 

крупных

 

проектах

 

по

 

всему

 

миру

При

 

этом

 

отмечается

что

 

основным

 

пре

-

имуществом

 

таких

 

трансформаторов

по

 

срав

-

нению

 

с

 

маслонаполненными

является

 

их

 

пожаро

и

 

экологическая

 

безопасность

 

ввиду

 

отсутствия

 

трансформаторного

 

масла

Последнее

 

является

 

источником

 

образования

 

горючих

 

газов

 

при

 

внут

-

ренних

 

разрядах

 

в

 

трансформаторе

Кроме

 

того

трансформаторное

 

масло

 

при

 

попадании

 

в

 

почву

 

может

 

привести

 

к

 

негативным

 

экологическим

 

по

-

следствиям

.

В

 

статье

 

отмечен

 

только

 

один

 

недостаток

 

сухих

 

трансформаторов

 — 

повышенный

 

расход

 

электротехнической

 

стали

На

 

наш

 

взгляд

такое

 

утверждение

 

не

 

в

 

полной

 

мере

 

соответствует

 

действительности

Например

при

 

выборе

 

сухого

 

трансформатора

 

необходимо

 

учитывать

 

риски

 

образования

 

трещин

 

в

 

изоляции

 

при

 

повышенных

 

нагрузках

приводящих

 

к

 

развитию

 

частичных

 

раз

-

рядов

 

в

 

полостях

 (

трещинах

и

 

выходу

 

изоляции

 

из

 

строя

Кроме

 

того

динамическая

 

стойкость

 

об

-

моток

 

сухих

 

трансформаторов

 

во

 

многих

 

случаях

 

уступает

 

аналогичному

 

параметру

 

маслонапол

-

ненных

 

трансформаторов

В

 

то

 

же

 

время

 

такие

 

преимущества

как

 

отсутствие

 

необходимости

 

установки

 

системы

 

пожаротушения

возможность

 

«

холодного

 

старта

» 

при

 

температуре

 

до

 -60 

о

С

 

(

последние

 

разработки

 

компании

 

АББ

), 

позволяют

 

рассчитывать

 

на

 

значительное

 

расширение

 

об

-

ласти

 

применения

 

сухих

 

трансформаторов

 

в

 

бли

-

жайшее

 

время

Это

 

предположение

 

основано

 

на

 

результатах

 

последних

 

разработок

 

ведущих

 

про

-

изводителей

 

трансформаторов

Так

например

ещё

 

несколько

 

лет

 

назад

 

сухие

 

трансформаторы

 

изготавливались

 

на

 

класс

 

напряжения

 

до

 35 

кВ

При

 

этом

 

мощность

 

сухих

 

трансформаторов

 

ограни

-

чивалась

 

условиями

 

охлаждения

 

и

 

не

 

превышала

 

нескольких

 

МВА

Сегодня

благодаря

 

разработке

 

новых

 

материалов

 

и

 

технологий

запатентована

 

конструкция

 

сухого

 

трансформатора

 

класса

 

на

-

пряжения

 72,5 

кВ

 

и

 

мощностью

 63 

МВА

 (!).

В

 

заключение

 

отметим

что

 

при

 

выборе

 

вида

 

трансформатора

  (

сухой

 

или

 

маслонаполненный

эксплуатирующей

 

организации

 

необходимо

 

основы

-

ваться

 

на

 

учёте

 

специфических

 

особенностей

 

каж

-

дого

 

из

 

этих

 

видов

 

для

 

обеспечения

 

максимального

 

эффекта

 

в

 

конкретных

 

условиях

 

эксплуатации

.

КОММЕНТАРИЙ

Леонид Дарьян, заместитель директора по аналитической и 
методологической работе ЗАО «Техническая инспекция ЕЭС», д.т.н.


Page 6
background image

24

Январь

февраль

 2016

    

www.tdworld.com, www.tdwr.ru

Испытания

 

сухого

 

трансформатора

 66 

кВ

, 31,5 

МВА

 

в

 

под

-

станции

 

г

Севилья

.

Сухой

 

трансформатор

 66 

кВ

, 12 

МВА

 

в

 

промышленной

 

подстанции

 

в

 

Кордобе

Испания

 (

слева

). 

Система

 

шин

 GIS 72 

кВ

 (

справа

).

Трансформатор

 

сухого

 

типа

 66 

кВ

 

уже

 

превосходит

 

требования

 

Евросоюза

 

по

 

экологичности

согласно

 

ко

-

торым

 

минимальный

 

пик

 

эффективности

 

составляет

 

99,36%.

Проект

 

в

 

Севилье

Живописный

 

и

 

известный

 

город

 

Севилья

 

на

 

юге

 

Испании

 

обслуживается

 

несколькими

 

подстанция

-

ми

 

мощностью

 66 

кВ

которые

 

снабжают

 

население

 

в

 700 000 

жителей

Две

 

подстанции

расположенные

 

в

 

специальных

 

зданиях

 

в

 

центре

 

города

были

 

полно

-

стью

 

обновлены

 

в

 2014–2015 

гг

Местная

 

энергоком

-

пания

 

заменила

 

масляные

 

трансформаторы

 

сухими

чтобы

 

устранить

 

любой

 

возможный

 

риск

 

для

 

города

У

 

каждой

 

подстанции

 

есть

 

два

 

трансформатора

.

Трансформаторы

 66/22 

кВ

 

имеют

 

мощность

 

31,5 

МВА

 

и

 

конфигурацию

 YNyn0. 

Каждая

 

оборудо

-

вана

 

восьмиступенчатым

 

РПН

 

с

 

шагом

 ±1,25%. 

При

 

естественном

 

охлаждении

 

трансформаторы

 

могут

 

быть

 

загружены

 

до

 90%, 

за

 

этим

 

порогом

 

охлаждение

 

стимулируется

 

вентиляторами

установленными

 

в

 

ос

-

новании

 

трансформатора

Каждый

 

трансформатор

 6 

м

 

в

 

длину

 

и

 5 

м

 

в

 

высоту

 

со

 

всем

 

оборудованием

Все

 

трансформаторы

 

либо

 

помещены

 

в

 

кожухи

либо

 

ого

-

рожены

Один

 

из

 

трансформаторов

 31,5 

МВА

 

с

 

установлен

-

ным

 

РПН

 

был

 

протестирован

 

на

 

короткое

 

замыкание

 

независимой

 

итальянской

 

лабораторией

 CESI 

в

 

соот

-

ветствии

 

с

 

последними

 

требованиями

 

Международной

 

электротехнической

 

комиссии

 60076-5.

Двигаясь

 

вперед

Разработка

 

трансформаторов

 

сухого

 

типа

 

для

 

пере

-

дачи

 

и

 

распределения

 

электроэнергии

 

в

 

последние

 

не

-

сколько

 

лет

 — 

важный

 

шаг

 

вперед

 

в

 

области

 

создания

 

оборудования

безопасного

 

для

 

людей

собственности

 

и

 

окружающей

 

среды

Первые

 

установленные

 

сухие

 

трансформаторы

 

мощностью

 72,5 

кВ

 

уже

 

показали

 

от

-

личные

 

результаты

Поскольку

 

риск

 

возгорания

 

или

 

взрыва

 

практически

 

отсутствует

трансформаторы

 

су

-

хого

 

типа

 — 

идеальный

 

выбор

 

для

 

установки

 

на

 

откры

-

том

 

воздухе

 

и

 

внутри

 

зданий

.

Подстанции

 

внутри

 

зданий

 

можно

 

сделать

 

очень

 

компактными

если

 

использовать

 

сухие

 

трансформа

-

торы

 

с

 

элегазовыми

 

или

 

гибридными

 

РПН

С

 

помо

-

щью

 

подземных

 

подстанций

 

в

 

центре

 

города

 

можно

 

минимизировать

 

использование

 

дорогих

 

площадей

 

и

 

сократить

 

потери

 

при

 

передаче

Например

для

 

компактной

 

подстанции

 

с

 

трансформатором

 

мощно

-

стью

 

от

 10 

МВА

 

до

 40 

МВА

необходимо

 

помещение

 

площадью

 10 

м

2

 

высотой

 7 

м

Поэтому

 

ожидается

что

 

в

 

ближайшие

 

годы

 

станут

 

доступны

 

более

 

ком

-

пактные

 

и

 

стандартизированные

 

проекты

 

внутренних

 

подстанций

   

.

ТРАНСФОРМАТОРНЫЕ

 Технологии

Подробности

 

на

:

ABB| www.abb.com

CESI| www.cesisolutions.org

CIGRE| www.cigre.org

Coelba| www.coelba.com.br

International Electrotechnical Commission| 

www.iec.ch

IEEE| www.ieee.org

Red Eléctrica de España | www.ree.

МВА

es

Ulricehamn Energi| www.ueab.se


Page 7
background image

25

Январь

февраль

 2016

    

www.tdworld.com, www.tdwr.ru

Ведущие

 

мировые

 

произво

-

дители

 

изготавливают

 

рас

-

пределительные

 

трансфор

-

маторы

 

с

 

литой

 

изоляцией

 

класса

 

напряжения

 6–20 

кВ

 

более

 50 

лет

Опыт

 

про

-

изводства

 

в

 

России

 

литых

 

трансформаторов

 

данного

 

класса

 

мощностью

 

до

 

2500 

кВА

 

не

 

превышает

 10 

лет

но

 

уже

 

достато

-

чен

чтобы

 

подтвердить

 

факт

 

выпуска

 

надёжного

 

оборудования

 

с

 

применением

 

технологии

 

литья

Вместе

 

с

 

тем

 

переход

 

к

 

применению

 

в

 

подстанци

-

ях

 

класса

 

напряжения

 

свыше

 35 

кВ

 

силовых

 

сухих

 

трансформаторов

 

с

 

литой

 

изоляцией

 

мощностью

 

10 

МВА

 

и

 

выше

 

предъявляет

 

повышенные

 

требо

-

вания

 

к

 

данной

 

технологии

так

 

как

 

связан

 

с

 

увели

-

ченными

 

рисками

 

повреждения

 

изоляции

.

Рассмотрим

 

вопрос

 

более

 

подробно

Стой

-

кость

 

литых

 

обмоток

 

к

 

токам

 

короткого

 

замы

-

кания

 

определяется

 

механической

 

прочностью

 

литой

 «

рубашки

» 

и

 

практически

 

не

 

зависит

 

от

 

вы

-

бора

 

материала

 

проводника

Широкое

 

внедрение

 

МП

 

устройств

 

РЗА

 

и

 

управления

 

присоединением

 

дополнительно

 

снижает

 

влияние

 

электродинами

-

ческих

 

факторов

 

на

 

аварийный

 

выход

 

трансфор

-

маторов

 

из

 

строя

Однако

 

витковые

 

замыкания

 

за

 

счёт

 

повреждения

 

изоляции

 

остаются

 

наиболее

 

вероятным

 

и

 

опасным

 

дефектом

Успеху

 

применения

 

эпоксидных

 

смол

 

для

 

сухих

 

трансформаторов

наряду

 

с

 

высокими

 

изоляцион

-

ными

 

и

 

механическими

 

свойствами

способствова

-

ли

 

следующие

 

факторы

:

• 

относительно

 

малый

 

объём

 

усадки

;

• 

возможность

 

контроля

 

протекания

 

реакции

 

по

-

лимеризации

.

Но

 

именно

 

этими

 

свойствами

 

технологически

 

трудно

 

управлять

Для

 

практического

 

применения

 

важно

чтобы

 

наибольшая

 

доля

 

усадки

 

происходила

 

до

 

границы

 

текучести

 

смеси

так

 

как

 

усадка

 

в

 «

жид

-

кой

 

фазе

» 

не

 

вызывает

 

технических

 

проблем

 (

ком

-

пенсируется

 

последующим

 

поступлением

 

смолы

). 

Тогда

 

как

 

усадке

 

в

 

твёрдой

 

фазе

 

должно

 

быть

 

уде

-

лено

 

повышенное

 

влияние

 

по

 

следующим

 

причинам

:

• 

зависимость

 

от

 

размеров

 

деталей

;

• 

возможность

 

образования

 

неровной

 

поверхно

-

сти

а

 

в

 

худшем

 

случае

 

и

 

возможность

 

образо

-

вания

 

усадочных

 

раковин

;

• 

влияние

 

на

 

внутренние

 

напряжения

 

сшитого

 

компаунда

.

Отметим

 

и

 

различие

 

температурных

 

изме

-

нений

 

в

 

процессе

 

отвердевания

 

внутри

 

и

 

на

 

краю

 

толстостенного

 

корпуса

 

из

 

литьевой

 

смолы

Раз

-

ница

 

температур

 

зависит

 

от

 

многих

 

факторов

в

 

том

 

числе

 

и

 

от

 

размеров

 

детали

Превышение

 

предельного

 

значения

 

разности

 

температур

 

при

-

ведёт

 

к

 

появлению

 

трещин

 

в

 

обмотке

доступу

 

воздуха

 

к

 

активной

 

части

 

с

 

последующим

 

витко

-

вым

 

замыканием

 

обмотки

.

Другими

 

словами

увеличение

 

размеров

 

обмо

-

ток

 

мощных

 

трансформаторов

 

объективно

 

тре

-

бует

 

доработки

 

компаундной

 

смеси

 

и

 

технологии

 

с

 

целью

 

гарантированного

 

контроля

 

экзотер

-

мической

 

реакции

 

полимеризации

 

смолы

 

и

 

ведёт

 

к

 

дополнительному

 

увеличению

 

стоимости

 

обо

-

рудования

Сюда

 

же

 

следует

 

добавить

что

 

уве

-

личение

 

уровня

 

рабочего

 

напряжения

 

усиливает

 

эффект

 

разрушения

 

изоляции

 

за

 

счёт

 

частичных

 

разрядов

.

В

 

России

как

 

правило

для

 

подстанций

 

глубо

-

кого

 

ввода

 

минимальный

 

уровень

 

напряжения

 

со

-

ставляет

 110 

кВ

а

 

это

 

неминуемо

 

приведёт

 

к

 

ещё

 

большим

 

рискам

 

применения

 

оборудования

 

данного

 

класса

Т

.

е

для

 

данного

 

класса

 

напряжения

 

каждый

 

конкретный

 

случай

 

должен

 

рассматриваться

 

исхо

-

дя

 

из

 

технико

-

экономического

 

обоснования

 

и

 

нали

-

чия

 

положительного

 

опыта

 

эксплуатации

С

 

другой

 

стороны

российские

 

производители

 

уже

 

освоили

 

серийный

 

выпуск

 

сухих