Каковы сравнительные достоинства и недостатки сухих и масляных трансформаторов?

Трансформатор сухого типа рекомендуется вместо трансформаторов с жидким диэлектриком (минеральным маслом) вследствие следующих сравнительных преимуществ, как более эффективный по замыкающим затратам (затратам за весь жизненный цикл). Сравнение сухих трансформаторов с трансформаторами с жидким диэлектриком на основе углеводородов и жидких силиконов только усиливает преимущество сухих трансформаторов. Поэтому в сравнении будем упоминать масляные трансформаторы. Итак, в чем сухой трансформатор предпочтительнее масляного?

Прежде всего, как более безопасный. Сухой трансформатор может быть, в отличие от масляного, установлен внутри помещений, не обладающих специальной огнестойкостью или обязательной системой пожаротушения, в том числе жилых, ввиду его пожаробезопасности. Устройства, предупреждающие выброс масла и его возгорание в аварийных режимах масляных трансформаторов до сих пор не обладают абсолютной надежностью. Основным риском является не просто возгорание трансформатора, а распространение пожара в помещении, когда потери будут несоизмеримы со стоимостью трансформатора.

В эксплуатационных затратах сухого трансформатора отсутствует значительная часть затрат на обслуживание: он не требует контроля состояния, неоднократной в период эксплуатации очистки, сушки и замены масла, контроля и замены резиновых маслостойких деталей, контроля подтекания масла в системе охлаждения и ремонта самой системы охлаждения, подверженной коррозии, частичной разборки при необходимости подтяжки прессующих обмотки элементов и др. Не избавлены полностью от такого обслуживания и масляные трансформаторы с герметичными баками, поддержание герметичности которых зачастую требует в процессе эксплуатации дополнительных затрат.

Использование высокотемпературных изоляционных систем с высокой электрической стойкостью негорючей изоляции приводит к превосходству определенных конструкций сухих трансформаторов над масляными трансформаторами в части нагрузочной способности и стойкости при перегрузочных и аварийных режимах.

В период эксплуатации в рабочих и аварийных режимах сухие трансформаторы не выделяют токсичных газов, что отличает масляные трансформаторы.

Сухие трансформаторы, по очевидной причине, не нуждаются в специальных мерах по пожаробезопасному маслоулавливанию (бассейнах на случай выброса масла или разрыва бака).

Современные изоляционные материалы и конструкции сухих трансформаторов более эффективно выполняют электроизоляционную функцию, чем трансформаторное масло, а в функции охлаждения трансформаторное масло является дополнительным теплоносителем, поскольку в конечном итоге охлаждение и масляного трансформатора, и сухого, осуществляется окружающим трансформатор воздухом.

При необходимости интенсификации охлаждения (что позволяет уменьшить размеры трансформатора) наряду с принудительной циркуляцией воздуха требуется система принудительной циркуляции масла. Все это ведет к дополнительным производственным и эксплуатационным затратам и снижению надежности в работе трансформатора.

Для удешевления в производстве в масляных трансформаторах применяется твердая изоляция на основе целлюлозы. А основным фактором старения любой твердой изоляции является ее температура в процессе эксплуатации. Со временем под воздействием температуры изоляция на основе целлюлозы (бумага, картон) подвергается процессу деполимеризации. Поскольку цепь целлюлозы становится короче, механические свойства бумаги и картона, такие как прочность при растяжении и упругость ухудшаются. В конце концов, бумага и картон становятся хрупкими и не способны выдерживать усилия короткого замыкания, и даже нормальные вибрации, которые являются частью жизни трансформатора. При этом работоспособность и срок жизни изоляции определяется не средней температурой, а температурой в наиболее нагретой точке, где износ изоляции оказывается намного выше среднего. Это явление необратимо,  и определяет срок жизни масляного трансформатора. В процессе же эксплуатации жидкая изоляция — трансформаторное масло — загрязняется частичками целлюлозы, что вызывает необходимость его периодической очистки или даже замены. Ничего подобного, разумеется,  нет в сухих трансформаторах.

Температура твердой изоляции является основным фактором старения трансформатора. Этот процесс хорошо известен, и были предприняты настоятельные усилия для мониторинга температуры наиболее нагретой точки, чтобы воспользоваться охлаждением окружающей среды, продлить срок службы трансформатора при обеспечении перегрузочных и аварийных возможностей. На рисунке 1 показана чувствительность бумаги к температуре. Современные масляные трансформаторы используют термически стойкую бумагу, которая была химически обработана для улучшения устойчивости структуры целлюлозы. Номинальная температура горячей точки для такого рода бумаги составляет 110 ° C, и видно, что увеличение на 7 ° C будет удваивать фактор ускорения старения. Для более старого трансформатора, произведенного с нормальной крафт-бумагой, номинальная температура наиболее нагретой точки составляет 95 ° C в соответствии с IEEE или 97 ° C в соответствии с IEC. Эта изоляция также очень чувствительна к температуре и в случае чрезвычайной ситуации (при условии, что температура горячей точки 140 ° C) фактор ускорения старения составляет около 100, что означает, что один час в этом состоянии эквивалентен 100 часов при номинальной температуре. Не намного улучшается ситуация с применением бумаги с включением стекловолокна.

Рис. 1 Эффект температуры на скорость старения бумаги

Плохо просушенные масляные трансформаторы (с изоляцией, содержащей более 2% воды, которую они накапливают вследствие конденсации внутри бака даже в процессе работы), обладают дополнительным риском при высокой температуре обмоток. Оставшаяся в бумаге вода может достичь условий образования пузырьков, которые вырываются из бумаги в виде водяного пара. Эти пузырьки могут двигаться с потоком масла или задержаться в обмотке, и в обоих случаях создают угрозу для изоляции.

Наконец, естественная тепловая инерция трансформаторного масла (вязкого нефтепродукта) не обеспечивает быстрого охлаждения наиболее нагретой точки при внезапном быстром повышении температуры обмоток.

В части упомянутых явлений сухие трансформаторы отличаются в лучшую сторону: старение изоляции намного меньше благодаря применению нецеллюлозной основы твердой изоляции, технология изготовления и сушка в процессе эксплуатации исключают образование устойчивых водяных загрязнений. Благодаря конструкции облегчена локализация наиболее нагретой точки, куда может быть установлен датчик температуры.

Незначительная чувствительность изоляции к влаге и химическая инертность изоляционных материалов сухих трансформаторов дают возможность использовать их в условиях повышенной влажности и в химически агрессивной атмосфере химических, нефтегазодобывающих и металлургических производств. Немаловажным преимуществом является использование именно сухих трансформаторов в передвижных установках энергоснабжения в областях нефтегазодобычи и горнорудной промышленности.

Чем больше в организации установленных сухих трансформаторов, тем меньше затраты на маслохозяйство и его специалистов, поскольку техническое обслуживание сухих трансформаторов сводится, по существу, к периодической очистке от загрязнений (пыли) и подтяжке болтов на шинах соединения трансформатора с линиями.

Возросшие в последние годы требования к сейсмостойкости электроснабжения обеспечиваются сухими трансформаторами более эффективно, чем масляными. Монолитность обмоток, отсутствие необходимости их периодической подпрессовки, отсутствие влияющих на сейсмостойкость элементов (маслорасширителя и др.), не говоря уже о пожаробезопасности, гарантирует более высокую сейсмостойкость сухих трансформаторов. Сухие трансформаторы с полимерной изоляцией оптимальны для использования на АЭС и в подземных помещениях (например, в метро), где нужна устойчивость к вибрациям. Высокая теплостойкость обмоток (класс H — 180 ОC) обеспечивает надежность электроснабжения и безопасность в местах высокого риска, например, в шахтах и на взрывоопасных участках.

В замыкающих затратах преимущество масляного трансформатора перед сухим трансформатором по габаритным размерам представляется совершенно незначительным.

Более высокая цена сухого трансформатора в сравнении с масляным трансформатором при покупке быстро окупается ввиду резкого сокращения затрат на трудовые ресурсы, без которых невозможно обслуживание масляного трансформатора. А ожидаемая стоимость таких ресурсов с течением времени резко возрастет в условиях перехода к классической рыночной экономике.

Очевидна разница в обслуживании сухого и масляного трансформаторов в КТП ввиду ограниченного пространства.

Ремонтопригодность масляных трансформаторов действительно является преимуществом только при сравнении с сухими трансформаторами с литой изоляцией из компаунда. Однако, сухие трансформаторы с изоляцией РЕЗИБЛОК, РЕЗИГЛАСС и ПОЛИМЕР (последние – производства ЭЛТИЗ, Украина) экономически и по времени более ремонтопригодны, чем масляные трансформаторы. В литературе такие конструкции называются трансформаторами с открытыми обмотками, в отличие от обмоток с литой изоляцией из компаунда.

Одним из факторов расположения трансформатора снаружи помещения, не рассматриваемым экономически вообще, являются потери в подводящих линиях (как правило, кабельных сетях низкого напряжения). Стоимость самих линий в самом деле несущественна по отношению к цене трансформатора, чего нельзя сказать о потерях. Очевидно, что при расположении внутри помещения, что возможно для сухого трансформатора, такие потери меньше.

И последнее. Несмотря на достаточно высокую надежность современных схем электроснабжения, все же порой требуется замена трансформатора для быстрого восстановления электроснабжения. При хранении резервных трансформаторов на складе сухой трансформатор имеет то же преимущество: даже неработающий масляный трансформатор нуждается в обслуживании, а сухой – нет.

 

Имеющаяся в интернет сравнительная информация о сухих и масляных трансформаторах справедливо основана на многолетней (многодесятилетней) статистике эксплуатации. Однако относиться к техническим и экономическим выводам на основе этой статистики следует критически. Если на сегодняшний день конструкция и материалы масляных трансформаторов практически не изменились, то в конструкции и особенно материалах сухих трансформаторов произошли существенные изменения, которые в значительной мере и обусловили как раз вышеприведенные преимущества.

Отдельного внимания заслуживает экологичность трансформаторов как в производстве, так в эксплуатации и утилизации. К сожалению, сухие трансформаторы с литой изоляцией из компаунда создают иную, чем масляные, но все же проблему при их утилизации. При этом для вторичного использования неэкономично извлечение из такой изоляции активных материалов (алюминия и меди), как и переработка самого компаунда, утилизация которого остается нерешенным вопросом и надолго загрязнит полигоны промышленных отходов. Не следует забывать, что медь не безопасна для человека, т.к. относится к токсичным тяжелым металлам.

Не соответствует действительности для современных сухих трансформаторов превосходство масляных трансформаторов в сроке службы. Это обусловлено  сменой изоляции на основе целлюлозы на материалы на основе кремния (стекловолокно, стеклонити), а связывающих веществ – на кремнийорганические (лаки, компаунды, краски).

Известным сравнительным недостатком сухих трансформаторов является более высокий уровень шума. И хотя современные сухие трансформаторы укладываются, разумеется, в установленные требования к уровню шума, их установка внутри помещений, особенно жилых, требует более низкой шумности, при этом меры для этого не очень затратные. В то же время более низкий шум масляных трансформаторов является преимуществом при прочих равных условиях, а они-то как раз неравны: в местах установки масляных трансформаторов шумовое загрязнение, как правило, не имеет никакого значения, т.к. мощные трансформаторы в жилых кварталах стоят в специальных зданиях подстанций или в закрытых КТП, а столбовые подстанции малошумные ввиду их относительно небольшой мощности. Получается, что хотя масляные трансформаторы имеют меньший уровень шума, но воспользоваться этим преимуществом не позволяет их пожароопасность.

Важно обратить внимание на различие конструкций самих современных сухих трансформаторов. Так, трансформаторы с литой изоляцией из компаунда не обладают частью вышеуказанных преимуществ перед масляными трансформаторами. И вот почему.

Хотя применение эпоксидных смол со специальными наполнителями позволило улучшить механическую и тепловую стойкость и обеспечить противопожарные свойства трансформаторов с литой изоляцией, но значительно большая масса изоляции литой обмотки при неоднородности материала даже при заливке под вакуумом серьезно увеличивает вероятность возникновения частичных разрядов, снижающих срок службы к тому же ремонтонепригодных обмоток. Толстая изоляция вызывает проблемы с охлаждением обмотки высокого напряжения. Изготовление же обмотки с вертикальными охлаждающими каналами в литой изоляции из компаунда резко увеличивает стоимость обмоток. Разница температур окружающего воздуха и обмотки приводит к опасным механическим напряжениям в изоляции. Это недопустимо в тяжелых температурных (климатических)  условиях и резко переменных нагрузках. При низких температурах (ниже ‑25 ОС) в эпоксидной изоляции происходят деструктивные изменения, что делает крайне рискованным, а то и нецелесообразным, использование литых трансформаторов в регионах с морозным климатом.  Указанных недостатков лишены сухие трансформаторы с полимерной изоляцией обмоток. Именно такие трансформаторы производит Частное предприятие ЭЛТИЗ. Благодаря специальной конструкции и материалам вероятность возникновения частичных разрядов в полимерной изоляции невелика вследствие небольшой толщины кремнийорганического лака, пропитывающего обмотки, при этом больше с целью обеспечения их монолитности для высокой механической прочности, чем для повышения электрической прочности, обеспечиваемой как изоляцией провода, так и оригинальной конструкцией межслоевых переходов. Для указанной конструкции обмоток более эффективным средством исключения частичных разрядов является не заливка под вакуумом, а специальная ультразвуковая обработка обмоток в процессе пропитки.

 

Конкретное описание особенностей сухих трансформаторов и электрических реакторов производства частного предприятия ЭЛТИЗ изложено в статье «Сухие трансформаторы и электрические реакторы с литой кремнийорганической изоляцией обмоток POLYMER производства ЭЛТИЗ, Украина»

Технологии производства ELTIZ

Энергетический рынок — ­­это один тех сегментов рынка, который продолжает развиваться даже в непростых экономических условиях.  На сегодняшний день, когда на рынке Украины представлена продукция компаний-производителей из стран СНГ и Европейского Союза,. ELTIZ продолжает занимать значительный его сегмент.

С каждым годом у нас появляются все новые разработки, совершенствуются технологии производства оборудования,. находятся решения для повышения эффективности его работы и снижения потерь.

На предприятии используется высокоточное, современное оборудование:.листогибочные машины и фрезерные станки с числовым программным управлением, автоматическая линия раскроя металла,. покрасочно-сушильный модуль, сварочное оборудование и др., что обеспечивает максимально быстрое и качественное изготовление продукции.

ELTIZ - Гибочный станок

ELTIZ работает на рынке уже 20 лет, и все это время технологии производства развиваются и улучшаются, внедряются новые идеи и решения.

К одним из таких решений можно отнести применение ультразвуковой установки для пропитки обмоток реакторов и трансформаторов. Данный метод повышает эффективность пропитки, .способствует выходу пузырьков воздуха при погружении и лучшему проникновению лака в обмотки. А также, уже после процесса запечки –  позволяет получить монолитную конструкцию.

литая обмотка

Для пропитки ELTIZ применяет кремнийорганические лаки, которые обладают хорошей цементирующей способностью и электроизоляционными свойствами. Также отрабатывается технология применения полиэфирных компаундов и прочих материалов. Регулярно проводятся технологические исследования и лабораторные испытания с целью перехода на более качественные и экологически чистые материалы. Процесс покраски производится в специальном покрасочном модуле,.который обеспечивает необходимую температуру, уровень влажности,.степень освещения и вентиляции в процессе работы. После процесса покраски в покрасочном модуле происходит автоматический процесс сушки. Активные части изделий покрываются эпоксидным грунтом и эпоксидными электроизоляционными эмалями.

Защитные кожуха изделий, как внутреннего, так и наружного исполнения, покрываются трехкомпонентным полиуретановым покрытием мирового бренда. Высококачественное покрытие позволяет установку наших изделий даже в условиях морского и тропического климата.

трансформатор в кожухе

В процессе изготовления изделий применяются только сертифицированные материалы, прошедшие входной контроль,. который осуществляется службой качества, технологическим отделом и испытательной лабораторией. Все работы выполняются без отступлений от требований технологической документации. В процессе изготовления изделия сопровождаются технологическими картами,. что дает возможность производить технологический контроль качества на всех этапах производства.

Сравнение обмоток ELTIZ с другими технологиями изготовления

 

Что представляет собой защитный кожух трансформатора

Защитный кожух трансформатора представляет собой металлическую конструкцию, которая защищает сухой силовой трансформатор от внешних факторов воздействия:

  • механических повреждений;
  • пыли и грязи в условиях производства или строительства;
  • атмосферных осадков (дождя, снега, града), ветра;
  • колебаний температурного диапазона;
  • резкого колебания уровня влажности.

Использование кожуха целесообразно как на улице, так и в помещениях. В здании исключен риск попадания на корпус влаги и осадков, но тут присутствуют другие факторы риска – пыль и грязь (особенно в условиях строительной площадки или производственного цеха), частички которых забивают трансформатор и могут привести к коротким замыканиям, аварийным отключениям и прочим проблемам. Кроме того, корпус защищает трансформатор от механических ударов, сколов, падения на него предметов.

Трансформатор ТСЗ-1600/6-У3 на заводе ИНТЕРПАЙП НИКО ТЬЮБ в Никополе (Днепропетровская область)

 

ELTIZ самостоятельно изготавливает защитные кожухи для оборудования, без привлечения сторонних организаций. Конструкция кожуха нашего производства отличается максимальной простотой сборки и легкостью обслуживания. При этом полностью исключается возможность без соответствующих знаний и инструмента добраться до обмотки трансформатора третьим лицам, таким образом защищая как оборудование от повреждений, так и персонал от повреждения током.

Кожух выполняется в виде металлической коробки со съемными панелями или распорными дверьми для облегчения подключения и монтажа силовых кабелей. Основным материалом для коробки служит листовая сталь, покрытая краской (возможно подобрать любой цвет RAL по запросу заказчика) с целью обеспечения антикоррозийной защиты. В передних панелях кожуха предусмотрены вентиляционные решетки собственного производства (сетка или жалюзи), обеспечивающие нормированный уровень естественного охлаждения воздуха, нагретого во время работы трансформатора, для поддержания стандартных условий работы и предупреждения перегрева трансформатора. Помимо этого, возможна дополнительная установка охлаждающего вентилятора.

Внешний вид и размеры защитных кожухов проектируются специально под заказ, зависят от конкретных технических условий заказчика и могут отличаться в зависимости от типа трансформатора, расположения выводов, особенностей его конструкции и планируемых условий эксплуатации.

замена советского трансформатора

Трансформатор ОСЗП-133/24 ВУ3 на Хмельницкой АЭС (ГП «НАЭК «Энергоатом»)


Тепловые характеристики материалов

Тепловые свойства материалов определяют теплообмен и нагрев электротехнических изделий и конструкций. О нагреве мы судим по температуре тела.

Температура — это характеристика равновесного состояния веще­ства. В равновесных условиях температура технического диапазона пропорциональна средней кинетической энергии частиц тела. Абсо­лютная температура — эта мера кинетической энергии поступательного движения молекул идеального газа.

При определенных температурах могут скачком изменяться пара­метры или фазовое состояние вещества. Такие температуры называются характерными температурными точками (парообразования (кипения), плавления, текучести, каплепадания, вспышки паров, Дебая, Кюри, Нееля, длительная рабочая и т. д.).

Повышение температуры связано с повышением кинетической энергии колебательного движения частиц. Количество энергии, необ­ходимое для этого, определяется теплоемкостью тела.

Удельная теплоемкость — это количество энергии (теплоты), необ­ходимое для повышения температуры единицы массы на 1 К.

Другим важным для электротехнических и электроэнергетических устройств тепловым параметром материала является его способность «проводить тепло» через себя. Это свойство называется теплопровод­ностью.

Удельная теплопроводность (коэффициент теплопроводности) — это удельный тепловой поток через материал.

При изменении температуры все параметры материала, так или иначе, изменяются. Универсальной величиной, определяющей тем­пературные изменения, является температурный коэффициент.

Температурный коэффициент любого параметра — это зна­чение относительного изменения этого параметра, определяемого при изменении температуры на 1 К.

Температура в электротехнических устройствах является основным фактором старения электрических изоляционных материалов (ЭИМ) и систем (ЭИC). Для определения максимальных температурных режимов работы электрооборудования в международных стандартах был введен термин “температурный (термический, тепловой) класс изоляции”, а в национальных стандартах — “класс нагревостойкости”.

Нагревостойкость — способность диэлектрика выдерживать воздействие повышенной температуры в течение времени, сравнимого со сроком нормальной эксплуатации, без недопустимого ухудшения его свойств.

Для каждого вида ЭИМ определен термический класс, который обозначается числовым значением, которое представляет собой значение максимальной температуры, рекомендованной для ЭИС при работе в нормальных условиях, или буквами латинского алфавита.

Существует несколько стандартов со схожей классификацией изоляции по термическим признакам. К ним относятся ГОСТ 8865-93, международный стандарт IEC 60085:2007 (идентичные ему ГОСТ Р МЭК 60085‒2011 и ДСТУ IEC 60085:2015) и стандарт Национальной ассоциации производителей электрооборудования США (NЕМА МG-1). Обобщенные сведения по температурным классам изоляции сведены в Таблицу.

Таблица — Эквиваленты термических классов для изоляционных материалов

ГОСТ 8865-93 IEC 60085 NЕМА МG-1 Индексы термостойкости
Класс нагревостойкости Термический класс, °C Буквенное обозначение1 Термический класс граничный

(ГТС) , °C

сравнительный

(СТС) , °C

Y 90 Y ≥90 <105
A 105 A A ≥105 <120
E 120 E ≥120 <130
B 130 B B ≥130 <155
F 155 F F ≥155 <180
H 180 H H ≥180 <200
200 200 N ≥200 <220
220 220 R ≥220 <250
250 250 ≥2502 <275
При необходимости буквенное обозначение может быть добавлено в круглых скобках. Например. класс 180 (Н). Если место для нанесения обозначения класса ограничено, например, на табличке изделия, то может быть выбрано только буквенное обозначение.

2 Обозначения термических классов свыше 250 должны увеличиваться с шагом 25 и обозначаться соответственно.

При работе электроустановки в нормальном режиме, для которого рабочая температура ниже граничной, срок службы ее изоляции может достигать 15-20 лет и более. Электрооборудование не должно работать при температурах выше граничной, так как каждое повышение температуры в среднем на 8 °С сокращает срок службы ЭИМ и ЭИС вдвое (формула Монтзингера) для ЭИМ класса А (бумага, пряжа, шелк). Для класса В ближе значение 10 °С, а для класса Н — 12 °С.

Под длительным воздействием высокой температуры происходит старение изоляции, что приводит к снижению пробивного прочности материала. Старение изоляции выражается появлением трещин на поверхности и внутри ее, расслоение, образовании пустот.

 

Другими важными тепловыми характеристиками являются:

Стойкость к термоударам — способность диэлектрика выдерживать резкие смены температуры без недопустимого ухудшения его свойств

Холодостойкость — способность диэлектрика выдерживать воздействие низких температур без недопустимого ухудшения его свойств.

При низких температурах электроизоляционные материалы (резины, пластмассы, лаковые пленки и др.) растрескиваются или теряют гибкость.

У жидких диэлектриков холодостойкость определяют температурой застывания, при которой они превращаются в твердое тело.

Теплостойкость – это свойство материала выдерживать кратковременный сильный нагрев без ухудшения его свойств.

При работе нескольких материалов в условиях механического контакта необходимо учитывать тепловое расширение диэлектриков, которое оценивают температурным коэффициентом линейного расширения.

 

Другие воздействующие факторы

Кроме термических факторов на способность электрических изоляционных систем выполнять свои функции влияет много других факторов, таких, например, как электрические и механические напряжения, вибрация, вредная окружающая среда или химикаты, влага, грязь и излучение. Все эти факторы должны быть учтены при проектировании отдельных электротехнических устройств.

Установка трансформаторов производства ELTIZ на объектах солнечной генерации энергии

Существует три основных преимущества установки сухих трансформаторов на объектах СЭС (преимущества в частности касаются установки трансформаторов в комплектные трансформаторные подстанции контейнерного типа).

1.   Экономичность

  • возможность оптимизации электросетей благодаря установке сухих трансформаторов в непосредственной близости к потребителю электроэнергии,. что снижает потери в кабельной сети и затраты самого кабеля в сетях низкого напряжения;
  • в связи с ужесточением требований к экологии промышленных и энергетических объектов, эксплуатация масляных трансформаторов становится затратной;
  • регулярное обслуживание практически полностью исключается и сводится к периодическому проведению визуальных осмотров;
  • отсутствие необходимости в специальном помещении для установки трансформатора, .специально оборудованного под установку и использование масляного трансформатора;
  • минимальная занимаемая площадь ввиду компактности размеров сухих трансформаторов, что позволяет выгоднее использовать пространство где планируется установка.(в частности КТПБ-инверторная);

2.   Экологичность

  • отсутствие в трансформаторе масла устраняет угрозу загрязнения окружающей среды при его утечке;
  • трудновозгораемость, исключительно высокий уровень пожаробезопасности;
  • отсутствие в случае пожара выброса в окружающую среду токсичных газов,. а также в результате «загазованности» трансформатора и избыточного давления в баке – горячего масла в окружающую среду.(поражение горячим маслом обслуживающего персонала).

3.   Повышенная перегрузочная способность

Поскольку сухие трансформаторы используют воздушное охлаждение и медленнее нагреваются,.они более стойкие к кратковременным повторяющимся перегрузкам, чем масляные. Поэтому их удобно использовать в энергосистемах,. в которых нагрузка и гармоническая составляющая тока может изменяться многократно в широких пределах в течение дня.

Трансформаторы сухие литые с усиленной кремнийорганической изоляцией обмоток

Современные технологии, основанные на повышении энергоэффективности работы электрических сетей Украины и уменьшении потерь в распределительных сетях,. требуют новых конструктивных решений в трансформаторостроении,.в частности в сегменте сухих трансформаторов,. а именно трансформаторов типа ТСКЛ – трансформаторов сухих литых с усиленной кремнийорганической изоляцией обмоток. Такие трансформаторы имеют наибольшую эксплуатационную целесообразность в плане пожаробезопасности,. экологичности, надёжности, работы в условиях постоянных температурных перепадов связанных с температурой окружающей среды и нагружающих параметров трансформатора. Кроме того, данный тип трансформаторов подходит для  установки в жилищных кварталах,. общественных зданиях, местах, где выставлены требования по обеспечению пожаробезопасности, отсутствию возгораний трансформаторного оборудования при аварийных режимах.

В связи с этим, предприятие ELTIZ решило идти в ногу со временем и его современными требованиями к электросетям. Производственная команда предприятия ELTIZ успешно разработала трансформаторы типа ТСКЛ классом напряжения 35 кВ. Собственные конструкторские и технологические решения позволили с успехом провести испытания. таких трансформаторов и поставить их в одну линейку. с мировыми производителями сухих трансформаторов.

Так почему же ELTIZ выбрал именно тип ТСКЛ?

Все просто:

  • во-первых – не боится перегрузок по мощности и напряжению;
  • во-вторых – не требует предварительного прогрева при температуре окружающей среды -60°С;
  • в-третьих – при таком типе обмоток в ней нечему гореть –.изоляция провода и самой обмотки выполнена из стеклонити и стеклопластика,.которая не горит и не поддерживает горение.

Кроме того, наши трансформаторы обладают рядом преимуществ и имеют широкую сферу применения.

Свяжитесь с нашим отделом продаж, чтобы получить подробную информацию о заказе, стоимости и срокам изготовления.

Высокочастотный заградитель (ВЗ) 

Высокочастотный заградитель (ВЗ) — электротехническое устройство, которое устанавливается последовательно линии электропередачи (ЛЭП). Большое сопротивление ВЗ на токе высокой частоты обеспечивает протекание тока промышленной частоты к оборудованию подстанций.

Высокочастотная составляющая тока используется для организации высокочастотной связи.

Высокочастотная связь (ВЧ-связь) — вид связи в электрических сетях,.который использует высоковольтные ЛЭП в качестве каналов связи.

Канал связи — устройство и физическая среда для передачи сигнала из одного места в другое.

вз в украине

Суть применения ВЧ-связи заключается в том, что те же провода ЛЭП,.по которым протекает ток частотой 50 Гц, .используются для передачи сигнала по линии, но на более высокой частоте.

ВЧ-связь организуется между двумя смежными подстанциями, которые соединены ЛЭП. Для того чтобы переменный ток частотой 50 Гц попадал на шины распределительного устройства подстанции,. а сигналы связи на соответствующие комплекты связи, используют ВЗ и конденсаторы связи.

Конденсатор связи, в отличие от ВЗ, имеет большое сопротивление при частоте 50 Гц, .а при частоте канала связи – малое. Так обеспечивается попадание на шины подстанции тока исключительно частотой 50 Гц,. а на комплект ВЧ-связи – только сигналов на высокой частоте.

На обеих подстанциях, между которыми организована ВЧ-связь, .необходимо установить специальные фильтры, приемопередатчики сигналов и комплекты оборудования для приема и обработки сигналов.

ВЗ состоит из следующих составных частей:

  • силовой реактор с воздушным сердечником
  • элемент настройки
  • защитное устройство

Реактор представляет собой катушку из изолированного алюминиевого провода.

Элемент настройки позволяет настроить ВЗ на разные диапазоны заграждения. Он состоит из катушек индуктивности, конденсаторов, резисторов.

Ограничитель перенапряжения или разрядник вентильный защищают устройство от перенапряжений.

ВЗ создают высокочастотные каналы связи по высоковольтным ЛЭП для обеспечения передачи сигналов телефонной связи,.телемеханики, промодулированных высокой частотой (24-1000 кГц).по фазовому проводу или грозотросу. Но основной функцией является использование ВЧ-канала в устройствах релейной защиты и автоматики оборудования подстанции. По обоим концам ЛЭП устанавливают комплекты защит, которые имеют связь между собой по ВЧ-каналу связи.

Политика формирования цен на продукцию

Достаточно часто мы слышим в свой адрес два противоречивых вопроса:  люди удивляются «Почему так дешево?», и возмущаются «Почему так дорого?!». А еще «У итальянцев дешевле»…

Хотим поведать вам историю о том, как некогда торговали корицей. У этой специи любопытнейшее прошлое, и один из его эпизодов таков: когда-то ближневосточные .торговцы придумали злобную птицу кинамомон, которая (согласно мифу) вьет на вершинах утесов гнезда из коричных палочек. И так как единственным способом добыть корицу было, по их рассказам, героически вскарабкаться на утес и, отбившись от птицы, похитить палочки из её гнезда, высокая цена этого товара казалась людям того времени оправданной. Но, к несчастью для торговцев, их мошенничество вскоре было раскрыто.

Формирование цен на нашу продукцию зависит от множества факторов, но риска для жизни среди них нет. Мы учитываем затраты на производство, зарплату работников, налоги и, конечно же,. не отказываемся от такой составляющей, как прибыль.

Для начала давайте не будем забывать, что снижение цены порой приводит к понижению качества.  ELTIZ заботится о своей репутации, мы привыкли получать положительные отзывы от заказчиков, а не рекламации.

У нас нет серийного производства, всё оборудование просчитывается и .проектируется под нужды заказчика квалифицированным конструкторским отделом. Весь наш персонал регулярно проходит обучение, повышение квалификации и аттестацию. Мы ценим наших работников и стараемся выплачивать им достойную заработную плату,. ведь без квалифицированного персонала трудно изготовить качественный продукт.

ELTIZ регулярно и в срок платит налоги. Мы неоднократно получали от областных органов благодарности за своевременную уплату налогов.  Потому что мы понимаем – игры с фискальными органами чреваты различными негативными последствиями, .а в наших планах находиться на этом рынке еще не один десяток лет.

Одним из самых важных и весомых факторов являются материалы. Кто-то закупает материалы именитых брендов, затрачивая при этом солидные средства. Кто-то берет более дешевые материалы, экономя средства, но рискуя приобрести брак. За 18 лет работы у ELTIZ наработана база поставщиков, которые полностью разделяют наши взгляды и поддерживают принятую нами политику качества,. точно в срок поставляют необходимые материалы и комплектующие и несут полную ответственность за их качество.

Конструкторский отдел ELTIZ постоянно работает над улучшением и оптимизацией конструкции,. ищет пути уменьшения габаритов изделий, сохраняя при этом технические параметры,. следит за новинками на рынке комплектующих.

Компании, производящие оборудование, аналогичное нашему, могут снижать цены за счет дешевых материалов, экономить на персонале и оплате труда,. хитрить с налогами, но не могут дать 100% гарантию того, что заказчик получит качественное, надежное оборудование, .способное выдерживать нагрузки, работать при любых температурных режимах, отвечающее всем нормам экологической и пожарной безопасности.

Наш подход к формированию цен позволяет держать их на уровне,. адекватном как реалиям рынка, так и качеству производимого оборудования.

К надежности винтовых обмоток трансформаторов и реакторов

Эта статья открывает серию публикаций на сайте ELTIZ, касающихся научно-технических, опытно-конструкторских и опытно-технологических работ, включая анализ публикаций о новинках применительно к трансформаторам и электрическим реакторам (хэштэг «НИОКР»)

 

Не смотря на внешнюю простоту конструкции, трансформаторы и электрические реакторы относятся к одним из наиболее сложных, с точки зрения прикладной науки, изделий. А в их производстве, как и любой иной продукции, всегда актуальны снижение трудоемкости и повышение потребительских качеств, в том числе и для отдельных деталей и узлов, производимых массово. К таким узлам в области трансформаторостроения относятся, например,  обмотки, в том числе винтовые, для трансформаторов и электрических реакторов.

ЧП ЭЛТИЗ изготавливает винтовые обмотки для сухих трансформаторов и электрических реакторов по запатентованным техническим решениям. Одно из них – патент  Российской Федерации №2387037 от 20.04.2010 «ВИНТОВАЯ ОБМОТКА И СПОСОБ ЕЕ ИЗГОТОВЛЕНИЯ». Автор – Арфаницкий С.В.

24.10.2018 опубликован патент РФ №2670647 с таким же названием — «Винтовая обмотка и способ ее изготовления», Автор – Моляков С.А. (скорректированное описание изобретения к патенту)  В нем в качестве аналога как раз взята «Винтовая обмотка и способ ее изготовления» по патенту РФ №2387037 Арфаницкого С.В.

Поэтому интересно проанализировать то новое, что заявлено через восемь с половиной лет после публикации патента Арфаницкого С.В. как улучшение (полезность).

Вначале посмотрим на цель улучшения, указанную в патенте Молякова С.А.:  «Технический результат заключается в снижении трудоемкости изготовления винтовой обмотки». Формулировка полностью совпадает с целью изобретения Арфаницкого С.В.  Это бывает, но совпала не только цель: у Молякова С.А. в качестве прототипа выбрано техническое решение по патенту РФ 2170466 от 10.07.2001, уже указанное как прототип у Арфаницкого С.В.  Дальше – больше, критика прототипа дословно переписана Моляковым С.А. у Арфаницкого С.В., т.е. никаких новых недостатков, которые Моляков С.А. предлагает устранить, у прототипа не найдено.

Поскольку у Молякова С.А. в качестве аналога  указан патент Арфаницкого С.В., сравним эти патенты. Как показано далее,  в патенте Молякова С.В. имеется единственное отличие. Справедливо ожидать, что это отличие устранит недостатки прототипа в большей мере, чем это сделано Арфаницким С.В., ведь критика прототипа, повторимся, в обоих патентах совпадает дословно.

Поскольку изобретением Арфаницкого С.В. уже было достигнуто и зафиксировано значительное снижение трудоемкости изготовления винтовой обмотки в сравнении с прототипом, определим, какое именно дополнительное снижение трудоемкости изготовления винтовой обмотки предложено в патенте Молякова С.А. в сравнении с уже достигнутым техническим результатом Арфаницкого С.В.

Вначале рассмотрим собственно отличие технических решений по сравниваемым патентам. Оба решения относятся к способу транспозиции параллельных проводов винтовой обмотки. Каждое решение отличается от прототипа, а также эти два решения отличаются между собой. Решение Молякова С.А. не было бы признано изобретением, если бы не отличалось от аналога по изобретению Арфаницкого С.В. Таким образом, практический интерес представляет ответ на вопрос: насколько прогрессивным является отличие нового решения от предыдущего аналогичного, и достигается ли поставленная изобретением Молякова С.А. цель (полезность) в сравнении с аналогом? Ведь совпадающие по обоим патентам результаты уже, очевидно, достигнуты изобретением Арфаницкого С.В. Возможно, те же самые результаты достигнуты Моляковым С.А. другим, более прогрессивным, чем у Арфаницкого С.В., способом?

Для понимания заявленных в качестве изобретения способах транспозиции провода достаточно рассмотреть один виток, провод которого транспонируется. Дальнейшее изложение основано на том, что отличительной особенностью от аналога в патенте Молякова С.А. указан способ транспозиции, в котором только один-единственный параллельный провод транспонируется с его позиции с наибольшим диаметром в позицию с наименьшим диаметром без разреза месте транспозиции (способ транспонирования параллельных проводов с использованием их разреза запатентован Арфаницким С.В.). Т.е. кроме отсутствия разреза одного из параллельных проводов все остальное в транспозиции соответствует патенту Арфаницкого С.В., даже вывод, без всякой необходимости, этого неразрезанного провода за наружный диаметр обмотки. Очевидно, что выводить за наружный диаметр обмотки требуется только разрезанные параллельные провода, чтобы соединить их сваркой или пайкой в месте разреза по схеме транспозиции. Для сравнения достаточно взглянуть на соответствующие рисунки из каждого патента, иллюстрирующие способ транспозиции параллельных проводов.

Рисунок. 1. Схема транспозиции параллельных проводов по патенту Арфаницкого С.В.

Пронумерованы параллельные провода, участки которых, расположенные в обмотке на разных диаметрах, соединены в местах разреза по схеме общей транспозиции в цельные транспонированные параллельные провода.

Рисунок 2. Схема транспозиции параллельных проводов по патенту Молякова С.А.

Пронумерованы (без штриха и со штрихом) позиции участков параллельных проводов. Параллельный провод, занимающий позицию с наибольшим диаметром, транспонируется в позицию с наименьшим диаметром без разреза. Участки остальных параллельных проводов, расположенные в обмотке на разных диаметрах, соединены в местах разреза по схеме общей транспозиции в цельные транспонированные параллельные провода способом по патенту Арфаницкого С.В.

Проанализируем возможность выполнения транспозиции провода без его разрезания в сочетании с транспозицией остальных разрезаемых  проводов путем соединения их участков в месте разреза (см. рисунок 3) и последствия отказа от использования разреза одного из параллельных проводов в месте его транспозиции.

Предположим, витки провода, предшествующие его транспозиции, намотаны на условную цилиндрическую поверхность большего диаметра, а следующие после транспозиции витки провода — на условную цилиндрическую поверхность меньшего диаметра. Их число для рассмотрения способа транспозиции значения не имеет, поэтому на рисунке 3 они не показаны.  Рисунок иллюстрирует единственное отличие патента Молякова С.А. от патента Арфаницкого С.В. — решение производить транспозицию одного параллельного провода с большего диаметра намотки на меньший диаметр без разреза этого провода. Уточним, что у Арфаницкого, С.В. такой провод в месте транспозиции разрезается с последующим соединением так же, как и все остальные транспонируемые параллельные провода.

Как известно, витки обмотки наматываются по винтовой линии на условную цилиндрическую поверхность определенного диаметра.  Ввиду большого числа параллелей в винтовой обмотке требуется перекладка (транспозиция) параллельных проводов. Цель такой перекладки – выравнивание токов в параллельных проводах. Транспозиция – перемещение провода с условной цилиндрической поверхности одного диаметра так, чтобы следующие витки этого же параллельного провода были намотаны на условную цилиндрическую поверхность другого диаметра.  Представленный на рисунке 3 виток провода почти на половине его длины расположен на условной цилиндрической поверхности большего диаметра, а его вторая часть после перехода – на условной цилиндрической поверхности  меньшего диаметра. Часть витка при транспозиции располагается в осевом канале. В реальной обмотке имеется потребность в вертикальных каналах (вдоль оси обмотки) для прохождения в таких каналах охлаждающего воздуха или жидкости. Однако, до изобретения Арфаницкого С.В. (выведения проводов для транспозиции за наружный диаметр обмотки) такие каналы были неэффективны, так как параллельные провода в месте транспозиции перекрывают путь потоку охлаждающего воздуха или масла. А вот по патенту Арфаницкого С.В. такое перекрытие совсем незначительное. Вертикальный канал между соседними витками, расположенными на разных диаметрах, образуют рейки между цилиндрическими поверхностями, на которые намотаны витки. Именно возможность образования эффективных вертикальных каналов для охлаждения обмотки, не перекрываемых транспозицией проводов,  является новой отличительной особенностью технического решения   Арфаницкого С.В. Наличие таких каналов резко расширяет эксплуатационные возможности и надежность винтовых обмоток. Но это тема другой статьи.

Из рисунка легко сделать вывод, что осуществить транспозицию провода без его предварительного разреза с большего диаметра на меньший возможно только при отсутствии реек в месте намотки на меньшем диаметре. В противном случае провод придется просовывать под каждую рейку при намотке каждого последующего витка! Намотка обмотки без вертикальных каналов сводится к традиционному способу транспозиции с потребностью в специальной конструкции укрепления участка обмотки, на котором производится транспозиция параллельных проводов. Но вертикальные каналы дают еще одно преимущество – произвести осевую стяжку витков обмотки, например, стеклобандажами. При намотке по способу Молякова С.А. осевая стяжка стеклобандажами исключается.

Единственный способ произвести эту транспозицию с рейками на всю длину обмотки – наматывать части обмотки  раздельно, т.е. вначале намотка производится на меньшем диаметре до места транспозиции, провод разрезается, далее наматывается следующая часть витков на том же диаметре, затем укладываются рейки, а после этого наматывается следующий параллельный провод  на большем диаметре. Для получения целого параллельного провода достаточно  соединить провод пайкой или сваркой в месте разреза в соответствии со схемой транспозиции. Именно этот способ транспозиции параллельных проводов и защищен Арфаницким С.В. по патенту РФ №2387037.

Дальнейший анализ показывает, что воспользоваться решением Молякова С.А. по патенту РФ №2670647 теоретически все же возможно, но представляет это чисто академический интерес. И вот почему.

Для выполнения транспозиции неразрезанного провода необходимо намотать только часть обмотки (до места транспозиции): вначале способом Арфаницкого С.В. намотать и разрезать все параллельные провода за исключением одного, наматываемого в позиции с наибольшим диаметром.  При этом можно использовать рейки длиной от начала намотки до места транспозиции. Затем произвести транспозицию провода с наибольшего диаметра витка на наименьший и намотать ряд витков наименьшего диаметра до конца следующей после транспозиции части обмотки. Затем намотка оставшихся параллельных транспонируемых проводов вновь производится способом Арфаницкого С.В., но с использованием реек длиной на эту часть обмотки. Техническое решение делить обмотку на несколько частей, а транспозицию параллельных проводов проводить между частями (при этом провода не разрезаются), изложено в патенте РФ 2488185 «Катушка индуктивности токоограничивающего реактора», публикация 20.07.2013. В этом патенте предложена обмотка, разделенная на несколько частей по высоте, каждая часть на отдельном каркасе, между частями производится транспозиция параллельных проводов, при этом каркасы жестко соединены между собой и с основным каркасом обмотки. Очевидно, что без системы жестко соединенных каркасов, и автор изобретения это прекрасно понимает, такая обмотка не будет обладать необходимой для работоспособности электрического реактора электродинамической стойкостью.

В результате анализа последствий отказа от разреза всего лишь одного из параллельных проводов при его транспозиции, сохраняя при этом  разрез и последующее соединение для транспозиции всех остальных параллельных проводов (способом Арфаницкого С.В. по патенту РФ №2387037), приходим к следующим выводам:

  1. Даже если изготовить винтовую обмотку указанным Моляковым С.А. в патенте РФ №2670647 способом, такая обмотка в месте транспозиции будет ослаблена из-за нецельности реек, что потребует принятия специальных мер повышения жесткости. Можно попытаться решить проблему, применяя технологические рейки, заменяемые на цельные после намотки всей обмотки, однако очевидна очень большая вероятность повреждения изоляции провода, как при извлечении технологических реек, так и при установке эксплуатационных реек, которые должны плотно держаться в каналах, иначе конструкция обмотки окажется недостаточно стойкой электродинамически, что приведет к выпадению реек в эксплуатации и нарушению конструкции обмотки. Замена технологических реек на эксплуатационные может также привести к созданию условий для межвитковых замыканий. Не говоря уже о дополнительных расходах средств и времени на материал и изготовление технологических реек, и их замену эксплуатационными.
  2. Крепление и вывод за наружный диаметр обмотки концов параллельных проводов частей обмотки (а вывод должен быть строго перпендикулярным к оси обмотки) без наличия жестко укрепленных реек в месте транспозиции представляет собой отдельную достаточно сложную и трудоемкую технологическую операцию.
  3. При намотке параллельных проводов с одного барабана количество перемещений каретки с барабаном к началу намотки увеличивается на количество дополнительных частей обмотки, за счет чего время намотки растет.
  4. При нескольких транспозициях, а обычно производят одну общую и две групповых, обмотка будет разделена на несколько частей, которые нужно будет укреплять механически (см.п.1).
  5. Намотка больших многопараллельных обмоток из нескольких частей приводит к существенной неравномерности весовой нагрузки на оправку, вследствие чего возможны микродеформации оправки, способные привести к перекосу витков во время намотки частей обмотки.
  6. На рисунке в патенте Молякова С.А. неразрезанный провод образует петлю, находящуюся в осевом поле обмотки, и это повлияет на ток в таком параллельном проводе, что недопустимо.

Все перечисленные технологические трудности отсутствуют при условии, что транспозиция абсолютно всех проводов осуществляется через разрез и последующее соединение их в месте транспозиции. Изложенное Моляковым С.А. в патенте РФ №2670647 единственное отличие от патента РФ №2387037 Арфаницкого С.В.  не только не обеспечивает достижение декларируемой цели снизить трудоемкость изготовления винтовой обмотки, а в значительной мере ухудшает как технологичность намотки винтовых обмоток (повышая трудоемкость изготовления), так и надежность самих обмоток. Поэтому способ изготовления винтовой обмотки и ее конструкция по патенту РФ №2670647 Молякова С.А. не просто не имеет практической ценности, но в случае применения без принятия дополнительных мер реально опасны  для  работоспособности трансформаторов и электрических реакторов, если их винтовые обмотки будут изготовлены способом Молякова С.А. По имеющимся у нас сведениям  Моляков С.А. симулирует использование его патента при изготовлении винтовых обмоток при попытках самому производить трансформаторы и электрические реакторы, сам же незаконно использует патент РФ №2387037 Арфаницкого С.В., поскольку применить свой патент Моляков С.А.  не может. Причины указаны выше.

На эту же тему у Молякова С.А. имеется более поздний патент РФ уже на полезную модель «Винтовая обмотка», №188 932, публикация 29.04.2019. В ней имеется ссылка на тот же прототип, а вот на аналог ссылка уже отсутствует. Почему отсутствует, и в чем запатентованная новизна этой полезной модели планируется рассказать в следующей статье.

Виногреев М.Ю., к.т.н.

Экологическая политика ELTIZ

ELTIZ является одним из ведущих производственных предприятий Украины. Наша цель — обеспечение рынка качественным, эффективным и безопасным оборудованием. С 2001 года на предприятии внедрена и действует Система управления качеством, которая сертифицирована на соответствие ДСТУ ISO 9001:2015.

В 2018 году ELTIZ прошел сертификацию на соответствие стандарту ISO 14001:2015 «Системы экологического менеджмента. Требования и руководство по применению».

Для реализации требований стандарта на предприятии разработана и внедрена Экологическая Политика, направленная на обеспечение эффективного и рационального использования природных ресурсов, охрану окружающей среды и обеспечение экологической безопасности производства продукции. Для этого был проведен анализ продукции, этапов производства в целом и отдельных операций, используемых материалов, производственной среды.

Мы осознаем тот факт, что уровень экологической безопасности обеспечивается на каждом этапе деятельности предприятия,. и это является одним из приоритетов в организации производства.

Разработанная политика установила принципы организации производства, позволяющие работать, .оказывая на окружающую среду минимальное отрицательное воздействие:

  • максимального уменьшения степени экологического воздействия производственной деятельности предприятия на окружающую среду;
  • разработки и внедрения современных высокоэффективных технологий с минимальным воздействием на рабочую окружающую среду;
  • внедрение мероприятий по уменьшению выбросов, сбросов и других вредных воздействий на окружающую среду;
  • совершенствование процесса обращения с отходами;
  • регулярного мониторинга экологических характеристик для оценки экологической действенности;
  • поиска и использования экологически качественного сырья и вспомогательных материалов;
  • повышение уровня осведомленности персонала в области охраны окружающей среды.

Для работников ELTIZ экологическая политика — не просто набор правил, написанных на бумаге, это наше здоровье,.здоровье наших детей, возможность обеспечивать мир мощным электрооборудованием, сохраняя при этом его чистоту.