Трансформаторы - фундамент электроснабжения

Трансформаторные подстанцииЯвление электромагнитной индукции было открыто в 1831 году английским физиком Майклом Фарадеем, что стало точкой отсчета очередного витка эволюции техники. В то время единственным источником электричества были устройства, дающие постоянный ток, поэтому научные изыскания велись преимущественно в этом русле, пока развитие промышленности не потребовало других решений и подходов.

Рождение трансформатора

Возможность работы трансформатора от переменного тока была доказана в 1876 году русским физиком П.Н. Яблочковым, но ведущую роль в промышленной революции конца XIX – начала XX века сыграли изобретения гения физики Николы Теслы. В ожесточенном споре с великим изобретателем Томасом Эдисоном, который был сторонником развития электротехники на постоянном токе, он сумел доказать преимущества переменного.

Первым, кто посчитал работы Н. Теслы перспективными, стал американский промышленник Джордж Вестингауз, выкупивший у него в 1888 году патенты на машины и аппараты переменного тока, в числе которых был силовой трансформатор. В 1895 году была введена в действие ГЭС на Ниагаре, после чего переменный ток окончательно завоевал ту позицию, которую он занимает сейчас.

Проблемы эксплуатации силовых трансформаторов

Трансформаторы – это устройства для приближения тока к приемлемым стандартам. Преобразования выполняются на всех этапах доставки электроэнергии от станций до конечного потребителя, в результате чего вначале создается напряжение 35-750 кВ для передачи тока через ЛЭП, которое поэтапно снижается до значений в диапазоне 36-380V, не считая высоковольтного оборудования, где используется ток напряжением от 600V и более. В процессе совершенствования силовых трансформаторов приходилось решать технические задачи, связанные с такими проблемами, как:

  •  нагревание обмоток;
  •  потери холостого хода (ХХ);
  •  потери короткого замыкания (КЗ).

Для решения первой проблемы обмотки поместили в бак, наполненный специальным трансформаторным маслом. Потери холостого хода обусловлены нагревом сердечника (магнитопровода) и определяются его характеристиками. Основными революционными решениями по снижению этого вида потерь стали замена цельного сердечника наборным и появление трансформаторной (кремнийсодержащей) стали в начале XX века. Через 30 лет американский металлург Норманн Гросс получил трансформаторную сталь, позволившую кардинально снизить потери ХХ.

Первые силовые трансформаторы были сухого типа, но отсутствие диэлектриков, способных выдерживать высокий нагрев обмоток, заставило искать способ их охлаждения. Так появились масляные силовые агрегаты, которые и сейчас доминируют в системах электроснабжения. В современных устройствах используются следующие виды масляных баков:

  •  гладкие без расширителя для трансформаторов мощностью до 10 кВА;
  •  гладкие с расширительным баком для оборудования мощностью до 63 кВА;
  •  гладкие с расширительным баком и радиаторами;
  •  гладкие с радиаторами, но без расширителя, в которых нагрев компенсируют прослойка инертного газа и аварийные клапаны сброса давления (защищенное исполнение);
  •  гофрированные – наиболее современный способ решения проблемы температурного расширения.

В трансформаторах с радиаторами, кроме естественного, используются также активные системы охлаждения. Около 40 лет тому назад была разработана технология вакуумной заливки обмоток трансформаторов, что позволило повысить их устойчивость к нагреву. Благодаря этому сухие силовые агрегаты значительно расширили сферу своего применения, и в настоящее время на их долю приходится около 20 % энергоснабжения.

Сравнение сухих и масляных силовых трансформаторов

Основным недостатком масляных силовых трансформаторов является необходимость их размещения в отдельно стоящих помещениях, что обусловлено правилами противопожарной безопасности. Это обстоятельство значительно усложняет архитектуру сетей и приводит к дополнительным потерям электроэнергии. Трансформаторы сухого типа позволяют установку в непосредственной близости от потребителей и не требуют для себя специальных помещений. Они меньше по габаритам, проще и дешевле в обслуживании, но ограничены в мощности, уступая в этом масляным устройствам. Кроме того, такие агрегаты намного дороже.

В настоящее время в сухих трансформаторах используется изоляция обмоток типа «Геофоль» и NOMEX. Оборудование работает в системах электроснабжения, где предъявляются особые требования к безопасности: под землей (шахтах, метро), в местах массового скопления людей (спортивно-зрелищных комплексах, высотном жилье и проч.). В отдаленной перспективе возможен полный переход систем электроснабжения на сухие силовые трансформаторы, но в ближайшие годы каждому типу устройств найдется свой участок работы.

Силовые трансформаторы производства ПАО «Укрэлектроаппарат»

ПАО «Укрэлектроаппарат» входит в число ведущих изготовителей электрооборудования бывшего СССР, чья продукция полностью сертифицирована для применения в странах Таможенного союза. В ассортимент производимых трансформаторов входят следующие аппараты:

  •  общепромышленного назначения с масляными баками охлаждения разных типов серий ТМГ, ТМН, ТМ, ТМГФ, ТМФ, ТМБ, ТМЭ, ТМГСО;
  •  для нефтепромыслов ТМПН (Г);
  •  железнодорожные серий ОДЦЭ, ОНДЦЭ, ОДЦЭР, ОМЖ, ТМЖ;
  •  масляные трансформаторы напряжения серий НОМИ, НТАМИ, НТМ;
  •  масляные однофазные ОМП;
  •  масляные специальные серий ТМТН и ТМТО;
  •  трансформаторы с сухими обмотками серий ТС(З)ГЛО, ТСЗНГ, ТСГЛ, ТС(З)ГЛ, ТСНО, ТСЗНО, ТСН, ТСЗН.

      Продукция ПАО «Укрэлектроаппарат» позволяет удовлетворить любые потребности энергоснабжения. Кроме того, благодаря современным техническим решениям эти трансформаторы имеют потери ХХ и КЗ меньше на 14-18 % по сравнению с аналогичными изделиями других производителей.

НОВОСТИ КОМПАНИИ