СУХИЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ

В процессе транспортировки электрической энергии от выработки на электрической станции до конечного потребителя происходит несколько её трансформаций — переходов с одной ступени напряжения на другую. Эти функции выполняют силовые трансформаторные преобразователи.

Силовое трансформаторное оборудование, применяемое в энергетике, является элементом электрических сетей и подстанций, через который проходит весь поток транспортируемой энергии.

В основной своей массе это высоковольтные устройства большой мощности.

Часть энергии, передаваемой через них, выделяется в обмотках и сердечниках в виде тепла. Таким образом, конструкция оборудования этого типа должна обеспечивать:

• эффективный отвод тепла, выделяющегося вследствие потерь энергии в меди и стали;
• достаточные изоляционные свойства обмоток, находящихся под высоким напряжением.

Для решения этих задач применяются различные материалы и технологии. В основном все конструкционные и технологические решения заключены в двух основных разновидностях силовых трансформаторов — масляных и сухих. В оборудовании масляного типа роль изоляции и среды, отводящей тепло, играет специальное трансформаторное масло.

В сухих силовых трансформаторах отвод тепла происходит непосредственно в окружающую воздушную среду, а основную изоляционную функцию выполняют твёрдые диэлектрики.

УСТРОЙСТВО СУХОГО ТРАНСФОРМАТОРА

Конструктивно основные элементы сухо изолированных преобразовательных устройств мало отличаются от их масляных аналогов. Основу трансформаторных преобразователей составляют магнитопроводы, или сердечники, набранные из пластин специальной электротехнической стали.

На сердечниках располагаются катушки с обмотками. В мощных силовых трансформаторах обмотки выполняются изолированными шинами.

Основным отличием трансформаторов с сухой изоляцией от масляных моделей является применяемая технология изоляции обмоток и используемые при этом материалы.

Существует несколько основных разновидностей технологий получения сухоизолированных обмоток, среди которых можно выделить:

• вакуумную пропитку полиэфирными смолами;
• монолитная изоляция с применением композитных материалов на основе эпоксидной смолы.

В процессе вакуумной пропитки происходит заполнение всех полостей между витками обмотки, чему способствует разрежение, создаваемое в пропиточной камере. После окончания пропитки катушка помещается в печь, где пропиточный состав полимеризуется, образуя твёрдое влагонепроницаемое покрытие.

Вообще защита обмоток от влаги является одной из основных задач изоляционного покрытия. Сухо изолированная обмотка, не обладающая влагостойкостью, впитывает в себя атмосферную влагу. Влага обеспечивает электрическую проводимость, что приводит в конечном итоге к электрическому пробою между витками или обмотки на магнитопровод.

Литая монолитная изоляция обмоток сухого трансформаторного оборудования по технологии нанесения схожа с вакуумной пропиткой. При этом также используется вакуум. В качестве заполнителя в данном случае применяется эпоксидная композиция, полностью покрывающая катушку с обмоткой.

Главным отличием в части защит сухих трансформаторов можно назвать отсутствие специфической газовой защиты, применяемой в маслонаполненных устройствах.

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ СУХОИЗОЛИРОВАННЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ

Трансформаторные сухо изолированные конструкции в отдельных случаях обладают некоторыми преимуществами:

• отсутствием необходимости организовывать целое маслохозяйство, доставляющее немало хлопот;
• отсутствием потребности в регулярной проверке и замены трансформаторного масла.

Оговорка «в отдельных случаях» была сделана не случайно. Дело в том, что сфера применения сухоизолированного трансформаторного оборудования значительно уже, чем у маслонаполненных устройств.

Объясняется это тем, что невозможно обеспечить эффективное воздушное охлаждение оборудования с сухоизолированными обмотками при высоких значениях передаваемой мощности. Сухая изоляция также не применяется в трансформаторах выше 35 кВ.

Наиболее распространено применение сухой трансформаторной изоляции в устройствах 6 – 10 кВ. Только в этом узком сегменте имеет смысл производить сравнение трансформаторного оборудования различных типов.

Относительно способов размещения можно отметить следующее. Маслонаполненное оборудование обычно имеет исполнение для монтажа на открытом воздухе (на ОРУ — открытых распределительных устройствах), размещение же оборудования без масла осуществляется в специально подготовленных помещениях.