Обновление изоляции силовых трансформаторов

Обновление изоляции силовых трансформаторов

Самыми важными в процессе обновления являются сушка, очистка и восстановление изоляции с растворением и удалением продуктов износа. Технология работ напоминает «oil-spray»; в циклическом режиме «нагрев, промывка, растворение шлама» — «сушка, удаление примесей» с изменяющимися показателями температуры, вакуума и продолжительности цикла в зависимости от состояния трансформатора.

В роли технологического масла выступает специальное регенерационное масло регенол.

Задачей обработки является восстановление состояния изоляции до уровня требований к новым трансформаторам.

Судя по результатам обновления 20 трансформаторов 400 кВ, во всех случаях оттуда было удалено значительное количество различных примесей, влаги и шламов. Свойства трансформаторов после обновления отвечали самым строгим международным требованиям, предъявляемым к новому оборудованию.

Модернизация конструкции.

Стандартными решениями при модернизации являются герметизация трансформаторов с установкой пленочной защиты масла и улучшенных адсорбционных фильтров, модернизация системы охлаждения и контрольно-измерительной аппаратуры.

Реконструкция активной части, как правило, предполагает устранение потенциальных очагов повышенного нагрева, изменение схемы заземления, повышение надежности контактных токоведущих соединений.

Планируемый подход к модернизации оборудования предусматривает разработку особого проекта, включающего в себя полное обновление комплектующих узлов, модернизацию средств контроля под напряжением и максимальное упрощение обслуживания.

Улучшение условий эксплуатации.

Меры по улучшению предусматривают приспособление старой конструкции к новым условиям эксплуатации при помощи улучшения защиты оборудования от перенапряжений и воздействий токов КЗ. Такая работа включает исследования фактических воздействий, в том числе замеры амплитуды и формы напряжений на трансформаторе при имитации грозовых и коммутационных перенапряжений. Для оценки запасов прочности производят расчеты трансформаторов по современным методикам.

Состояние оборудования после обновления

Общая обработка трансформаторов, прошедших комплекс мероприятий по реконструкции и усовершенствованию, занимает 42 трансформаторогода. Техника работает надежно. Например, свойства масла остаются на уровне, достигнутом на заводе-изготовителе масла.

Главные направления развития трансформаторного оборудований связаны с требованиями уменьшения потерь электроэнергии в трансформаторе, сокращения габаритов и массы, пожара- и взрывобезопасности, снижения стоимости и повышения экологичности.

Данные требования выполняются усовершенствованием технологии изготовления, применением новых магнитных и изоляционных материалов, модернизацией методов контроля качества и испытаний, улучшением эксплуатации.

Электротехнические стали магнитопроводов силовых трансформаторов должны отличаться такими свойствами, как низкий уровень шума, малая магнитострикция, небольшая кажущаяся мощность перемагничивания и магнитных потерь. В последние годы свойства электротехнической стали значительно улучшены за счет повышения ориентации, регулирования размеров кристаллов структуры, уменьшения толщины листов до 0,75- 0,87 Вт/кг.

Модернизация конструкции активной части проводится в следующих направлениях: оптимизации соотношений площадей стержней и ярм магнитопровода; применения оригинальных конструкций косых стыков с нахлесткой; использования витых конструкций магнитопровода; улучшения коэффициента заполнения окна магнитной системы; применения обмоток из фольги.

Много вниания уделяется и технологии изготовления магнитопроводов. Автоматизация продольного и поперечного раскроя рулонной стали, выпуск пластин без отверстий, с прямым и косым стыком, технология сборки бесшпилечных магнитопроводов с фиксацией стеклобандажами сократили коэффициент увеличения потерь XX в собранных магнитопроводах на 45-50 %.

Одним из важнейших путей развития пожаробезопасных трансформаторов являются трансформаторы с элегазовым охлаждением. Главные достоинства элегазовых трансформаторов: высокая пожаробезопасность; безвредность для окружающей среды; низкий уровень шума (малая звукопроницаемость газа); надежность и небольшие расходы на эксплуатацию. Элегазовые трансформаторы мощностью до 2500 кВА имеют естественную циркуляцию газа в баке. В более мощных (до 30-40 МВЛ) нужна принудительная циркуляция элегаза и размещение наружных вентиляторов для обдува воздухом. В более крупных элегазовых трансформаторах предполагается применять испарительное или жидкостное охлаждение. Например, в новейшие разработки заложено четыре технологических принципа: использование элегаза под давлением, обмоток из фольги, пленочной полимерной изоляции, отдельной герметичной системы охлаждения.

Многообещающей может быть конструкция трансформатора с экологически безопасной, почти инертной негорючей перфторорганической жидкостью, выполняющей одновременно функции изолирующей и охлаждающей среды. Жидкость имеет свойство повышенной текучести, заполняет мелкие полости в элементах конструкции, а в точках максимальной концентрации потерь, где имеет место наибольший местный перегрев активных частей, она переходит в кипящее состояние с особо интенсивным съемом тепловой энергии.

Плотность тока в конструкциях может доходить до 50 А/мм, электрическая прочность — до 50 кВ/мм, что дает возможность обеспечить нормальный тепловой режим активных частей трансформатора. Снижение массогабаритных показателей удается получить при разработке специальной конструкции каждой части, приспособленной к применению перфторорганической жидкости.

Распределительные трансформаторы (РТ).

Как известно, цена потерь электроэнергии вследствие гистерезиса и вихревых токов в течение службы РТ равна первоначальной стоимости РТ. Применение в РТ сердечника из аморфных магнитных сплавов способно сократить потери в 4 раза. Аморфные сплавы на основе железа, никеля, кобальта, титана, магния, кальция, углерода и других элементов в различных сочетаниях не имеют кристаллической структуры. Ленты из аморфных сплавов толщиной 5-50 мкм получают путем непрерывной разливки жидкого металла в виде плоской струи и быстрого (до миллиона градусов в секунду) охлаждения на поверхности вращающегося диска. Этот новый класс материалов характерми потерями. Но они имеют и негативные стороны. Аморфные сплавы насыщаются при относительно небольших индукциях 1,5-1,6Тл, что требует увеличения массы магнитопровода. Согласно результатам исследований, оправдано только тогда, когда они удовлетворяют требованиям рабочей индукции В > 1,35 Тл, потерям 0,3 Вт/кг, отсутствию охрупчивания при термообработке. Пока из всего диапазона марок аморфных сплавов не существует ни одной, которая отвечала бы сразу всем этим требованиям. Несмотря на это, многие известные компании освоили промышленный выпуск РТ.

Малая толщина лент из аморфных сплавов, высокая твердость, относительная хрупкость после термической обработки, нужной для создания в сердечнике благоприятной магнитной текстуры, чувствительность к напряжениям, вызванная высокой магнитострикцией создают определенные трудности при изготовлении РТ. Поэтому стандартные конструкции и схемы производства РТ малопригодны. Для решения этой проблемы используются следующие конструкции магнитопроводов:

Тороидальная — для трансформаторов и автотрансформаторов сравнительно малых мощностей. В магнитопровод вматываются обмотки, но используется и технология вмотки ленты магнитопровода в изготовленные обмотки.

Навитая (стержневые и броневые трансформаторы), где магнитопровод прямоугольного сечения обладает П-образной формой. Обмотка вматывается вокруг стержней или вокруг двух тороидов броневого обращенного трансформатора.

Магнитопровод П-образный разрезной. Пакеты верхнего ярма навитого магнитопровода разрезаются с определенным сдвигом таким образом, чтобы после сборки ярма полученные стыки были разнесены в пространстве.

Шихтованные магнитопроводы, где слои амфорной стали чередуются со слоями ориентированной текстурованной электротехнической стали, для трансформаторов больших мощностей.

Вопросом охраны окружающей среды и разработкам в области создания малогабаритных трансформаторов также придается большое значение.

В большинстве стран мира исползуются в основном два вида подстанций на среднем напряжении 6-35 кВ столбовые трансформаторные и отдельно стоящие закрытые подстанции. Стандартам экологоической безопасности отвечают трансформаторы с кремни органической жидкостью, элегазовой изоляцией и с обмотками, залитыми в смолу. Однако такие трансформаторы занимают много места по сравнению с масляными и более дороги. Работы по уменьшению массы и габаритов распределительных трансформаторов проводятся в следующих направлениях: улучшение коэффициента заполнения окна магнитной системы; применение обмоток прямоугольной формы; изготовление фольговых обмоток; использование проводов с эмалевым или эпоксидным покрытием; совершенствование системы охлаждения.

В целях повышения коэффициента заполнения окна магнитной системы нужно уменьшить количество катушек, расстояние между ними, расстояние в катушке между слоями, то есть модернизировать технологию изготовления, характеристики изоляции обмоток и провода, диэлектрические характеристики и снизить вязкость масла.

На сегодняшний день разработано и выпущено множество изоляционных и синтетических материалов, которые имеют по сравнению с изоляцией из целлюлозы более низкую диэлектрическую постоянную, менее гигроскопичны, стойки к воздействию масла и механическим воздействиям, имеют более высокую рабочую температуру. Наибольшую популярность получила полиамидная бумага (номекс). Различные эмали на основе полиэстра и эпоксидных смол используются для изоляции проводов трансформаторов небольших мощностей.

Самой оптимальной признана конструкция, состоящая из фольговой обмотки низкого напряжения, на которой находитсямногослойная обмотка высокого напряжения с эмалевыми проводами.

Фольговая обмотка по сравнению со спиральной занимает меньше места, более устойчива к токам КЗ и несложна в изготовлении. Кроме того, плоская форма листов обмотки улучшает теплопередачу и снижает температуру наиболее нагретых точек; потери на вихревые токи в обмотках из фольги минимальны и на порядок меньше, чем в обычных обмотках.

Применение более качественных трансформаторных масел с низкой вязкостью позволяет снизить изоляционные промежутки между активной частью и баком трансформатора и сузить каналы охлаждения. Вместе с гофрированным герметичным баком обеспечиваются минимальная масса и размеры трансформатора.

В области научно-исследовательских работ трансформаторостроения сохраняют свою значимость следующие направления:

гибкая и точная методика расчета магнитного поля силовых трансформаторов как основа для расчета потерь, динамических усилий, нагревов;

методика расчета вибрации;

методика расчета и методы повышения сейсмической стойкости трансформаторов;

повышение надежности высоковольтных вводов;

устройства регулирования напряжения под нагрузкой;

пожаробезопасные трансформаторы;

трансформаторы с магнитопроводами из аморфных сплавов;

силовые трансформаторы с элегазовой изоляцией;

— диагностические устройства, способные интегрироваться в

современную систему диагностики станций и подстанций;

— специальное технологическое оборудование, в том числе для производства, монтажа, эксплуатации и ремонта трансформаторов.

Рубрики2

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *


*