Электротрансформатор – установка электромагнитного типа для преобразования тока или напряжения, повышения и понижения показателей посредством электромагнитной индукции. Это универсальное оборудование, используемое практически во всех отраслях деятельности и различных электрических системах – от электростанций до жилых домов. Установка применяется для сокращения потерь при подаче электроэнергии на большое расстояние.
При помощи трансформаторов осуществляется распределение электроэнергии. Установки незаменимы для транспортной, промышленной, нефтехимической и других промышленных областей деятельности. Сухие и масляные установки используются также для жилой застройки, общественных и инфраструктурных объектов.
Безопасность использования
Трансформаторы сухого типа от масляных отличаются улучшенными характеристиками в части экологического и противопожарного безопасного применения. Установки универсальные, они могут использоваться в следующих условиях:
-
для территории образовательных объектов;
-
для установки на этажных перекрытиях внутри жилых многоквартирных зданий;
-
на производственных объектах разного типа;
-
для других строений промышленного, гражданского назначения.
Конструкция сухого трансформаторного устройства не предусматривает использования легковоспламеняемых материалов и жидкостей. Это означает, что риски КЗ и пожаров, повреждений при механическом воздействии сводятся практически к нулю. Но оборудование все равно относится к потенциально опасному, нуждающемуся в соблюдении правил эксплуатации.
Трансформаторы надо размещать на подготовленной площадке, обеспечить изоляцию. Доступ к оборудованию возможен только для обслуживающего персонала с соответствующей квалификацией и допусками. При отсутствии электрозащиты любой тип трансформатора может стать причиной серьезной травмы от удара током, здесь достаточно коснуться литой обмотки. Масляные агрегаты лучше изолированы, в то время как выводы напряжения для сухого устройства располагаются снаружи.
Техобслуживание
Для обеспечения работоспособности и безопасности оборудования необходимо регулярно проводить техническое обслуживание прибора. Производители сухих трансформаторов заявляют, что техника не нуждается в специальном ТО. Но плановый осмотр все равно нужен, он проводится с такой же частотой, как и для масляных – 1 раз через каждые 3 мес. Объем техработ при этом практически одинаков.
Устойчивость к отгоранию
Одной из типичных проблем при эксплуатации электротрансформаторов является перегрев токосъёмных элементов внутри прибора. Она характерна для электрооборудования любого типа. Для предупреждения возникновения несиправности следует обеспечить правильное техобслуживание и уход за такими разъёмами. Если не проводить ТО, техника может выйти из строя, потребовать дорогостоящего ремонта.
Для жидкостных устройств перегрев обычно наблюдается в точке ввода и крепления с ошиновкой. Изоляторы из керамики постепенно изнашиваются, что может привести к разгерметизации и последующему выходу из строя агрегата. Чтобы устранить такие риски, надо соблюдать следующие действия:
-
провести переключение сети на резервные установки;
-
заменить изношенный контакт, при необходимости замене подлежат масло, керамические изоляторы;
-
проверить наличие других повреждений, устранить их;
-
вернуть питание через основное устройство.
Для масляных установок выявить неисправности проще, чем для твердотельных. Охладителем для таких устройств является масло, обеспечивающее отвод тепла. Все повреждения в этом случае можно выявить при плановом техобслуживании, что позволяет сразу устранить их. Для сухих трансформаторов изменения видны не сразу, износ постепенный, при плановом ТО он не заметен сразу.
Для сухой установки перегрев становится причиной моментального выхода из строя. Это вызывается повышением интенсивности передачи тепла на обмотку. Воздушного охлаждения не хватает для создания условий по защите. Современные попытки инженеров справиться с такой проблемой пока большой результативности не принесли. Поэтому при эксплуатации сухих устройств необходимо регулярно проводить ТО, уделяя внимание токопроводящим разъёмам.
Устойчивость к механическим повреждениям
Для изготовления обмотки для сухой установки используется технология глубокого вакуумирования. При заливке компаунда происходит откачка воздуха. Такая изоляция обеспечивает высокую степень сопротивляемости к внешним факторам, она твёрдая и прочная. Но такой вариант защиты не соответствует необходимым параметрам обмотки, то есть показатели теплового расширения могут различаться.
При перегреве наблюдается явление образования микротрещин и постепенно разрушения слоя защиты. В итоге характеристики изоляции ухудшаются, появляются риски образования тлеющего разряда. Материал начинает обугливаться, что становится причиной появления межвиткового и межслоевого КЗ.
В результате установка выходит из строя. Ремонт невозможен, необходима полная замена повреждённых элементов. Микротрещины относятся к скрытым дефектам, выявить их при обычном плановом техобслуживании нельзя. Поэтому при осмотре нужно учитывать степень нагрева. Такой косвенный признак, одновременно с падением КПД, показывает на необходимость детальной проверки и замены изолирующего материала.
Маслонаполненные установки защищены от микротрещин. Использование вакуумирования при заливке рабочих жидкостей предупреждает образование микропузырьков и тлеющего разряда. Поэтому ремонт не требует серьёзных расходов, обычно он включает в себя:
-
визуальный осмотр, замена защитных материалов;
-
полный слив использованного масла, очистка;
-
перемотка каскада (одного или всех).
Сборка включает в себя проверку герметичности кожуха, установку катушек на место, залив свежего масла. На последнем этапе осуществляется общая электропроверка оборудования.
Устойчивость к температурным перепадам
В процессе применения установок сухого типа могут возникнуть дефекты изоляционных материалов в том случае, если нарушены условия эксплуатации или наблюдаются неблагоприятные климатические факторы. Поэтому важно соблюдать требования к температурному диапазону, который для таких трансформаторов должен быть не ниже, чем -25 °С, для маслонаполненных – в пределах -60 °С/+40 °С.
Область применения
Современные электротрансформаторы разделяются на масляные и сухие, дополнительно выделяют установки, работающие с синтетическими рабочими жидкостями. Выбор того или иного варианта осуществляется с учётом экологической и пожарной безопасности, технико-эксплуатационных характеристик.
Масляные варианты отличаются повышенной степенью защиты от негативных факторов внешней среды, имеют специальный отвод тепла от обмоток и сердечника. Но установки относятся к пожароопасным, они предназначены для установки в подготовленных специальных помещениях или вне строения. Но такое оборудование незаменимо при работе в сетях с напряжением от 35 кВ, для распределительных пунктов и подстанций на электростанциях.
Сухие трансформаторы имеют защитные изоляционные элементы на основе кварцевого порошка и литых синтетических смол. Это повышает уровень ПБ, позволяет использовать установки в закрытых помещениях. Оборудование выдерживает высокие электронагрузки, но степень охлаждения ниже, чем у масляных, что нуждается в создании специальных условий эксплуатации.
Сухие трансформаторные установки применяются при условиях нагрузки 6, 10, 35 кВ. Они монтируются для промышленных предприятий, офисных зданий, жилых домов. Могут эксплуатироваться с объектами общественной инфраструктуры. Подходят для работы на объектах металлургической, нефтегазовой, химической промышленности без необходимости установки отдельной системы автоматического пожаротушения. Сухие установки можно располагать около питаемого оборудования, сокращая расходы на прокладку кабельных линий.
Для установок, работающих на синтетических жидкостях, показатели пожаробезопасности очень высокие, так как используемые материалы нетоксичные и негорючие. Но при выборе оборудования для монтажа в помещении выбор чаще отделается сухим трансформаторам.
Условия правильного выбора
При выборе электротехнического оборудования следует учитывать условия эксплуатации, назначения, требования к характеристикам. Внимание надо уделять любым деталям – стойкость к повреждениям и наружным неблагоприятным условиям, безопасность, степень защиты, в том числе, от перенапряжения и КЗ. При выборе трансформаторного оборудования основными критериями являются:
-
категория, класс электроснабжения, необходимость покупки одного и более трансформаторов;
-
мощность, показатели перегрузочной способности;
-
распределение нагрузок на оборудование, суточный график;
-
наличие экономичного режима;
-
сохранение функционирования при аварийном режиме;
-
вид нагрузок на оборудование (смешанная, для бытовых, коммунальных, промышленных и других нужд).
Правильный подход к выбору оборудования позволяет достигнуть необходимых технико-экономических показателей, надёжности и безопасности эксплуатации. Рекомендуется доверить подбор специалистам, которые правильно рассчитают и предложат трансформаторы, с характеристиками, полностью соответствующими условиям и категории потребления.
