Сухие трансформаторы. Надежность и безопасность.

В современной конкурентоспособной эффективной экономике России приоритетным направлением является развитие энергетического комплекса. Среди разнообразного электротехнического оборудования, используемого при передаче и распределении энергии, одну из ключевых ролей играют силовые трансформаторы.

Основная область применения трансформаторов это объекты электроэнергетики со своим комплексом городских электросетей, ТЭЦ, ГЭС, ГРЭС, АЭС; промышленные предприятия; горная, цветная, черная металлургия; нефтегазодобывающая и перерабатывающая отрасль, а также железные дороги.

Электроснабжение такого огромного количества объектов требует разветвленной сети трансформаторных подстанций. При этом в каждых отраслях существуют свои планы строительства новых и реконструкции существующих. Все это активно стимулирует рынок трансформаторного оборудования и, как следствие, увеличивается количество различных типов и марок предлагаемых трансформаторов.

В условиях современной эксплуатации к трансформатору, как к основному элементу подстанции, предъявляются жесткие требования. Причем как к основным техническим характеристикам, так и к экологичности (отсутствию ядовитых выбросов при авариях в подстанциях, разливу электроизоляционной жидкости).

В России на большинстве объектов установлены и устанавливаются масляные трансформаторы. В большинстве случаев это обусловлено их относительно невысокой стоимостью. Однако масляные трансформаторы обладают рядом серьезных недостатков, такими как: пожароопасность и экологическая опасность утечки масла. Кроме этого существует постоянная необходимость осуществлять контроль уровня и качества масла. Это, безусловно, усложняет их эксплуатацию и не позволяет применять масляные трансформаторы на объектах, расположенных максимально близко к потребителям. Также их масса и габаритные размеры превышают аналогичные по мощности сухие трансформаторы.

Быстрое развитие научного прогресса и повышенные нормы безопасности при эксплуатации высоковольтного оборудования, все это позволило ввести в эксплуатацию другой тип оборудования — сухие трансформаторы.

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 обмотки высокого напряжения. Их качество зависит от используемых материалов и технологии изготовления.

Изначально в России широко были распространены сухие трансформаторы с обмотками, выполненными по технологии «монолит». Данная технология достаточно хорошо себя зарекомендовала за многолетний период ее использования. Электропрочность обмоток сухих трансформаторов обеспечивается применением соответствующей изоляции проводов. Механическая прочность конструкции достигается благодаря использованию бандажных лент, гарантирующих монолитность после пропитки лаками и последующим запеканием.

Следует заметить, что после пропитки несколько снижается электропрочность изоляции, но из-за разнесения функций обеспечения изоляции и механической жесткости на разные материалы, такая технология дает возможность длительной эксплуатации оборудования при циклических тепловых нагрузках без снижения электрических характеристик изоляции.

 При изготовлении сухих трансформаторов с открытыми обмотками, используются изоляционные свойства проводников обмотки из стеклошелка или номекса и твердые изоляционные материалы в виде специальных прессованных профилей. Они придают одновременно и механическую жесткость конструкции, и обеспечивают изоляционные свойства трансформатора. При использовании изоляционных профилей и высокопрочных изоляторов из фарфора, в конструкции трансформатора формируются вертикальные и горизонтальные каналы для охлаждения, что эффективно охлаждает обмотки.

В последнее время на рынке России появились сухие трансформаторы с литой обмоткой. В них механическая жесткость конструкции обмотки обеспечивается применением специальных наполнителей. Она состоит из эпоксидной смолы с инертными и огнестойкими наполнителями. При этом процесс смешивания и заливки осуществляется в вакууме. Это позволило существенно улучшить механические, теплопроводящие и противопожарные свойства трансформаторов с литой изоляцией. Такая технология придает обмоткам высокие диэлектрические свойства с предельно низким уровнем возникновения частичных разрядов.

Кроме этого, литая обмотка дает возможность в небольших габаритных размерах получить мощные сухие трансформаторы для использования в сетях с более высоким уровнем напряжения.

Преимущества сухим трансформаторам дают новые изоляционные материалы, современные принципы конструирования и технологии изготовления.
В настоящее время рынок сухих трансформаторов в России представлен в основном продукцией зарубежных производителей, таких как Schneider Electric, ABB, Siemens, GBE s.r.l, HTT, Bez Transformatory и др.

Доля российских производителей подобного силового оборудования с использованием современных технологий на сегодняшний день значительно меньше. Хотя открытие новых производственных объединений и постоянное расширение ассортимента в рамках одного производства российскими участниками рынка, позволяет судить о значительном приросте производства российских сухих трансформаторов в скором будущем.