Сухие трансформаторы с открытой обмоткой

Сухие трансформаторы с литой обмоткой

В последнее время на рынке России появились сухие трансформаторы с литой обмоткой. В них механическая жесткость конструкции обмотки обеспечивается технологией ее изготовления. Применение специальных наполнителей позволило существенно улучшить механические, теплопроводящие и противопожарные свойства трансформаторов с литой изоляцией.

Однако, поскольку масса изоляционного материала в конструкции литой обмотки существенно больше, а так же из-за имеющихся неоднородностей материала при вакуумной пропитке, увеличивается вероятность возникновения частичных разрядов.

Большая толщина изоляции создает определенные проблемы и с охлаждением обмотки высокого напряжения. Кроме того, чаще возникают механические напряжения в изоляции при перепаде температур обмотки и воздуха. Это особенно важно учитывать при работе в тяжелых климатических условиях и резко переменных нагрузках. При низких температурах окружающей среды (ниже -25?С) в изоляции на основе эпоксидных смол наблюдаются деструктивные изменения, что делает невозможным использование таких трансформаторов для работы в морозном климате.

Литая обмотка дает возможность в тех же габаритах получить трансформаторы для использования в сетях с более высоким уровнем напряжения. В будущем трансформаторы с такой технологией изготовления можно будет успешно применять при переходе распределения энергии на более высокий уровень напряжения 35 кВ.

В отличие от трансформаторов с жидким диэлектриком или литой изоляцией, в сухих трансформаторах с открытой обмоткой, пропитанной под вакуумом полиэстерными смолами, частичные разряды не возникают из-за малой массы и толщины изоляции.

Изоляционные свойства проводников обмотки из стекло-шелка или номекса и твердые изоляционные материалы в виде специальных прессованных профилей (придающих одновременно и механическую жесткость конструкции) обеспечиваются 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 обмотоки. Благодаря конвекционным потокам воздуха при охлаждении трансформатор устойчив к загрязнениям.

Слабая чувствительность изоляции к воздействию влаги и химическая инертность используемых материалов дают возможность использовать трансформаторы во влажных условиях и с химически агрессивной атмосферой. Высокие противопожарные свойства придает ему минимальное использование в конструкции горючих материалов.

Изоляционный цилиндр между обмотками обеспечивает надежную изоляцию между обмотками. Использование высокотемпературных изоляционных материалов и эффективное конвекционное охлаждение позволяют трансформаторам с сухой изоляцией работать при более высокой температуре, поэтому они оказываются меньше и легче трансформаторов с жидким диэлектриком.

Современные сухие трансформаторы обеспечивают уровень прочности изоляции такой же, как и трансформаторы с жидким диэлектриком, а по удобству в обслуживании и монтажу существенно их превосходят. Преимущества сухим трансформаторам дают новые изоляционные материалы, современные принципы конструирования и технологии изготовления.

Высокая механическая прочность гарантирует сейсмостойкость этих аппаратов. Сухие трансформаторы с открытой обмоткой оптимальны для использования на атомных электростанциях и в подземных сооружениях, где необходима значительная устойчивость к вибрациям. Высокий уровень безопасности обеспечивает возможность использования таких трансформаторов с высокой рабочей температурой обмоток (класс H 155 - 180?C) в районах высокого риска, в том числе в шахтах и взрывоопасных зонах.

Благодаря своим эксплуатационным качествам трансформаторы с сухой изоляцией постепенно должны заместить масляные трансформаторы внутрицеховых сетей.

Лекция 6 (2 часа)

Оптимизация работы электрооборудования электростанций с помощью систем автоматического управления

В современных условиях, когда факты отключения электроэнергии приобретают массовые масштабы, решение проблемы надежности электроснабжения силами возложено на самих получателей электроэнергии. В настоящей статье приводятся примеры нестандартных путей повышения «живучести» электроприемников с использованием бесконтактных коммутационных аппаратов. Предлагаемые технические решения относятся к классу «пассивных» методов, так как при этом не происходит взаимодействия внутренних (автономных) источников с внешними на интервале развития аварийного процесса.

Бесконтактные коммутационные аппараты (БКА, Solid State) — новый класс коммутационного оборудования, основанный на применении тиристорных ключей переменного тока. Использование свойств тиристора управляемости, скорости включения — позволяет применять оригинальные методы управления и контроля за развитием аварийного процесса в системе электроснабжения. Все ниже перечисленные примеры применения БКА основаны на многолетнем реальном опыте Института Энергетической Электроники в разработке и эксплуатации этих аппаратов в системах электроснабжения.

Токоограничивающее устройство шунтового типа
Токоограничивающее устройство (ТОУ) предназначено для повышения коммутационной способности выключателей среднего напряжения 6-10 кВ. Принцип действия ТОУ основан на эффекте гибридного тиристорно-контактного аппарата. ТОУ автоматически в момент короткого замыкания снижает ток в отключаемом аппарате путем подключения шунтирующего контура. Быстродействие тиристорного ключа обеспечивает управление аварийным режимом уже на интервале действия апериодической составляющей тока короткого замыкания.
На рис. 1 представлена схема подключения ТОУ к системе электроснабжения 6 кВ и осциллограммы переходных процессов отключения тока короткого замыкания при действии ТОУ. Как видно из осциллограмм, ТОУ ограничивает ток короткого замыкания через выключатель аварийного присоединения уже на интервале действия апериодической составляющей, а на интервале отключения аварийного фидера коэффициент токоограничения находится в пределах 2-3 ед.
Применение ТОУ в одном из районов кабельной сети города Перми позволило отказаться от замены выключателей на подстанции, повысить надежность эксплуатации кабелей. ТОУ выпускается на токи от 10 до 30 кА для повышения коммутационной способности выключателей на подстанциях с трансформаторами от 25 до 63 МВА и конструктивно размещается в стандартной ячейке КСО.

Тиристорное устройство автоматического включения резерва
Тиристорное устройство автоматического включения резерва (ТАВР), как и традиционная система АВР, предназначено для подключения электроприемников к неповрежденной секции шин. Однако за счет высокого быстродействия тиристорного ключа удается сохранить в работе электроприемники поврежденной секции, что особенно важно для технологий с применением крупных синхронных двигателей. Такие системы успешно применяются на нефтехимических предприятиях, насосных станциях и других объектах, где применены двухвводные подстанции 110/6(10) кВ.

Типовая схема включения ТАВР и переходные процессы, связанные с потерей питания на вводе 1, приведены на рис. 2. Синхронный двигатель на поврежденной секции остался в работе.
ТАВР выпускается в исполнении 6 или 10 кВ на токи от 2 до 5 кА для применения на двухвводных подстанциях с трансформаторами от 10 до 63 МВА и конструктивно монтируется в стандартной ячейке КРУ.

Тиристорный автоматический переключатель сети
Тиристорный автоматический переключатель сети (ТАПС) предназначен для переключения нагрузки на неповрежденный источник. Благодаря быстродействию тиристорного ключа время переключения находится в пределах 2-4 мс, что предотвращает выход из работы электроприемников подключенных к ТАПС. Это техническое решение не относится к методам «бесперебойного» питания, однако может существенно снизить бестоковую паузу и за счет этого снизить емкость аккумуляторной батареи при использовании систем с UPS.

Рис.3.

Область применения ТАПС — двухвводные подстанции 0,4 кВ медицинских учреждений, предприятий с непрерывным технологическим циклом. На рис.3 приведена структурная схема ТАПС. ТАПС выпускается на токи 200, 400, 600, 800, 1000 А и конструктивно размещается в шкафах типа ЩО-70.
Все устройства, описанные выше, снабжены микроконтроллерными системами управления, позволяющими адаптировать их к используемой на объекте системе релейной защиты.

Лекция 7 (2 часа)

Диагностика электрооборудования с использованием средств микропроцессорной техники

Дата добавления: 2014-12-08