Применение эффективных конструктивных решений и современной техники обеспечивает высокое качество и энергоэффективность трансформаторов и дает возможность вплотную приблизиться к решению задачи по созданию экономичного необслуживаемого трансформатора со сроком службы не менее 30 лет. Существует несколько инструментов, позволяющих решить эту задачу: оптимизация их конструкции, совершенствование технологии, применение современных материалов. Подробно рассмотрим каждый элемент.

Оптимизация конструкций

трансформатора

Это мощный инструмент, использование которого позволяет не только уменьшить размеры трансформатора, но и существенно улучшить уровень потерь холостого хода. Возможность полноценного его использования обеспечивается с помощью современного программного обеспечения.

На ООО «Тольяттинский Трансформатор», применяются такие программные продукты нового поколения как системы твердотельного моделирования КОМПАС 3D, PRO/Engineer и система управления инженерными данными ЛОЦМАН-PLM. Программы математического моделирования включают в себя полный пакет программ расчета: электромагнитного, электродинамического и теплового, а также расчет электромагнитного поля и добавочных потерь, электростатического поля и изоляции и т. д. На стадии конструкторской проработки изделия создается виртуальная трехмерная модель трансформатора, на основе которой можно проверить геометрическую согласованность модели, выполнить проверку на предмет коллизий, сгенерировать основные чертежи, получить исходные данные для расчетов и смежных задач. И что самое важное, корректно построенная модель позволяет получить точные перечни оборудования, изделий и материалов, используемых в проектируемом изделии. 

Со вершенствование технологии и оборудования

Снижение коэффициента увеличения потерь (КУП) при производстве изделия возможно при условии совершенствования технологии изготовления трансформатора или при обновлении имеющегося оборудования. Нам удалось добиться снижения КУП до величины 1.1. Модернизация проводилась по следующим направлениям:

• магнитопровод (линия поперечной резки электротехнической стали с автоматизированной сборкой стержней и ярем магнитных систем; линия продольной резки с автоматизированной заправкой и повышенной точностью реза);

• обмотка (станок вертикальной намотки с РС управлением: контроль процесса в режиме реального времени);

• металлоконструкции (линии плазменной и газовой резки по электронному чертежу, сварочные аппараты с синергетическим управлением, сварочные трактора, ленточнопильные станки с ЧПУ, вертикальный фрезерный станок, токарнофрезерная группа)

.

Использование современных материалов

Электротехническая сталь составляет 30–35% от стоимости материалов и комплектующих в трансформаторе, поэтому ее влияние на технические и стоимостные характеристики очень велико. При прочих равных условиях повышенные удельные потери (W, Вт/кг) в электротехнической стали увеличивают затраты не только на ее закупку, но и на обмоточный провод, конструкционную сталь и трансформаторное масло. Уровень энергоэффективности трансформаторов, а также их конструкция, технология, проектирование и изготовление зависят от характеристик электротехнической стали. Поэтому мы рассматриваем возможность применения электротехнической стали с улучшенными характеристиками:

• удельные потери в электротехнической стали при индукции 1,7 Тл и частоте 50 Гц — W = 1,0-1,05 Вт/кг; в отдельных случаях (в зависимости от стоимости) потребуется электротехническая сталь с удельными потерями менее 0,9 Вт/кг;

• минимальная магнитная индукция В = 1,8-1,9 Тл при напряженности магнитного поля 800 А/м (100 А/м по ГОСТ-21427.1-83), что позволяет проектировать трансформаторы с магнитной индукцией В≥1,75 Тл (российская сталь В≥1,65 Тл).Улучшение качества используемых материалов не сводится только к работе над совершенствованием характеристик электротехнической стали. Это комплексная работа по внедрению и использованию комплектующих и материалов. Она ведется в таких направлениях:

• обмотка (применение транспонированных со склейкой и подразделенных проводов, современных высокотехнологичных слоевых конструкций, жесткого малоусадочного картона);

• изоляция (производство изоляционных цилиндров из толстолистового горячепрессованного электрокартона и прессующих колец из ламинированного картона и других изоляционных деталей;

• внешние компоненты, приборы управления и защиты (переключающие устройства с глубокой регулировкой типа РНТА, MR, РС с износостойкостью, соответствующей требованиям ОАО «ФСК ЕЭС»; вводы с полимерной RIP и BRIT изоляцией; кабельные вводы для присоединения к КРУЭ; газовое реле Бухгольца с устройством отбора проб газа с уровня установки трансформатора; клапаны избыточного давления, защищающие трансформаторы от разгерметизации при внутренних повреждениях; современные системы мониторинга различных производителей).

Шкаф автоматического управления системой охлаждения

Не менее важным является вопрос контроля состояния трансформаторного оборудования в процессе эксплуатации.

Специалистами ООО «Тольяттинский Трансформатор» разработан и проходит испытания новый шкаф автоматического управления системой охлаждения (ШАУСО), который является составляющей в развитии такого важного направления, как мониторинг состояния оборудования в процессе эксплуатации. ШАУСО позволяет:

• более эффективно использовать систему охлаждения;

• организовать непрерывное измерение и оценку состояния практически любых силовых трансформаторов;

• продлить срок службы уже установленных трансформаторов.

В процессе эксплуатации трансформатора ШАУСО регистрируются и сохраняются важные параметры системы, которые в дальнейшем используются конструкторами для анализа и наиболее эффективного расчета систем охлаждения.

Кроме того, система дает возможность по оптическому волокну передавать данные в верхний уровень автоматической системы управления технологическим процессом подстанции. Основные свойства ШАУСО:

• модульная структура построения, позволяющая гибко подбирать наборы датчиков и измеряемых параметров для каждого трансформатора;

• база данных параметров трансформатора, доступная через web-интерфейс стандартного браузера;

• автономность (он работает как часть трансформатора);

• применение систем плавного пуска; это сокращает расходы на ремонт двигателей и системы охлаждения в целом.

Источник: http://www.tnadzor.ru/