Информационный портал  "TRANSFORMаторы"

transform.ru :: Басс М.А., Нифонтов И.Н. Новыеразработки транссрорматорно-реакторного оборудования // Электрика. - 2001. - № 4.
 

Новыеразработки транссрорматорно-реакторного оборудования

Басс М.А., Нифонтов И.Н. ОАО "ВИТ". Корпорация "Союз"


 

 

Для решения вопросов энергосбережения и электробезопасности и при реструктуризации промышленности и увеличении электровооружённости труда возникает необходимость анализа и ревизии основных элементов существующих систем электроснабжения. В особой степени это относится к трансформаторно - реакторному парку. Результат совместной работы Всеукраинского института трансформаторостроения (ОАО "ВИТ") и Корпорации производственных и коммерческих организации "Союз" (Россия. Украина. Казахстан) — разработка и освоение силовых трансформаторов н реакторов, широко используемых для электроснабжения промышленных предприятий.

Сухие трансформаторы с изоляцией из арамидных материалов

Потребность в пожаробезопасных, экологически чистых силовых трансформаторах достаточно высока. Они необходимы в электроустановках промышленных предприятии, в частности нефтехимической. металлургической, машиностроительной, целлюлозно-бумажной отраслей, а так же для электроснабжения общественных зданий, сооружений, транспорта (универмаги и общественные центры, насосные станции, спортивные и культурные сооружения, линии метрополитена, азровокзалы и др.)

После прекращения выпуска и вывода из эксплуатации трансформаторов, заполненных негорючей токсичной и канцерогенной жидкостью типа совтол (зарубежные жидкие аналоги: аскарель, клофен, пиранол, делор и др.), воздействующей на экологическую среду, вопрос применения сухих трансформаторов высокою класса нагревостоикости стал первостепенным.

Один из путей удовлетворения спроса в пожаробезопасных и экологически чистых трансформаторах — создание сухих трансформаторов с изоляцией из синтетических арамидных материалов. В настоящее время широкое применение при изготовлении трансформаторов нашёл материал "номекс" (фирма "Дюнон", США), представляющий собой ароматический полиамид, известный под названием "арамид". Специалисты ОАО "ВИТ" исследовали на моделях и макетах главную, межслоевую, катушечную и витковую изоляцию трансформаторов со слоевыми и непрерывными обмотками при применении арамидных материалов и разработали методику расчета и проектирования сухих трансформаторов мощностью 100—2500 кВ • А напряжением 6 - 10 кВ.

В отличие от сухих трансформаторов с облегчённой изоляцией (ГОСТ 1516.1-76). вновь разработанные трансформаторы рассчитаны на испытательные напряжения полного грозового импульса согласно требованиям публикации 726 МЭК. Трансформаторы успешно прошли приёмочные испытания. Имеется положительный опыт их эксплуатации на различных объектах. Освоен промышленный выпуск сухих трансформаторов с изоляцией типа номекс различного назначения, в том числе общепромышленных для комплектных трансформаторных подстанций и преобразовательных для чёрной и цветной металлургии (питание электропривода, электрохимических установок и др.). При выполнении ряда рекомендаций и изменений в конструкции сухие трансформаторы могут эксплуатироваться в сейсмоопасных районах с возможной интенсивностью землетрясения до 8 баллов включительно по шкале М8К-64.

Трансформатор с кремнийорганическим заполнением.

Кроме сухих пожаробезопасных трансформаторов в странах Западной Европы и США получили развитие трансформаторы с заливкой экологически нейтральными негорючими синтетическими и кремнийорганическими жидкостями (КОЖ) собственного производства. Например, а- Великобритании нашла применение новая жидкость, названная "формел НФ", обладающая полной невозгораемостью и допустимым уровнем токсичности. Трансформаторы с заполнением КОЖ дороже масляных, но дешевле сухих. ПО "Кремнийполимер" (г. Запорожье) освоил производство КОЖ марки ПСМ-100 по ГОСТ 13032-77.

С применением этой жидкости выполнена научно-исследовательская и опытно-конструкторская работа по созданию пожаробезопасного трансформатора класса напряжения 35 кВ, мощностью 1600 кВ • А. Исследована электрическая прочность витковой и межслоевой изоляции, элементов главной и продольной изоляции в нагретой КОЖ, электрическая прочность КОЖ в зависимости от содержания влаги и механических примесей, а также совместимость КОЖ с изоляционными и конструкционными материалами при воздействии повышенных температур.

Промышленный образец трансформатора типа ТК-1600/35-У1 изготовлен ОАО "ВИГ. Трансформатор прошёл комплекс приёмо-сдаточных испытаний, испытаний на нагрев, импульсные испытания, испытания по определению звуковой мощности. По основным характеристикам трансформатор соответствует выпускаемому серийно масляному трансформатору ТМ-1600/35-У1 (ГОСТ 11920-93). Используемая в трансформаторе КОЖ является химически инертным, трудногорючим и экологически чистым жидким диэлектриком. Трансформаторы с КОЖ ПСМ-100 рекомендуются для установки в местах с повышенной пожаробезопасностью, в частности для замены совтоловых трансформаторов на металлургических, нефтехимических, целлюлозно-бумажных предприятиях.

 Реакторы различного назначения.

ОАО "ВИТ" разработал и изготавливает масляные токоограничиваюшие реакторы типа РОМР-35 со встроенными резисторами (табл. 1) и сухие реакторы типа СРОСЗ для сглаживания пульсации выпрямленного тока в схемах преобразователей.

Реакторно-резисторное устройство включается между нейтралью трехфазной группы обмоток трансформатора (автотрансформатора) напряжением 110, 150, 220, 330, 500, 750 кВ и контуром заземления и предназначено для ограничения токов несимметричных КЗ.

Индуктивность реактора и сопротивление параллельного ему нелинейного резистора выбирают такими, чтобы ограничить недопустимые для изоляции нейтрали амплитуды перенапряжений. Ограничение тока происходит во всех токонесущих и дугогасящих элементах оборудования всей схемы электроснабжения (генераторы, трансформаторы, выключатели, шинопроводы), что существенно ослабляет механические нагрузки в указанном оборудовании, продлевает срок эксплуатации старого оборудования, предотвращает его повреждения и отказы. Реакторы ограничивают токи КЗ в 1,2—1,5 раза, соответственно уменьшая нагрузки в оборудовании в 1,5—2,2 раза, и облегчают условия гашения дуги. Они успешно работают на Курской и Воронежской АЭС, Мосэнерго, Днепроэнерго и Харьковэнерго.

Сглаживающие реакторы находят широкое применение в схемах электропривода. Высокие технико-экономические характеристики и надежность реакторов обеспечиваются внедрением Усовершенствованной обмотки, наматываемой проводом с изоляцией номекс, и защитного стального кожуха с установленными магнитными шунтами из электротехнической стали.

1. Технические характеристики реакторов

Тип реактора

Ток, А

Индуктивность, Гн

Суммарные потери при номинальном токе, Вт

Наибольшее значение ударного тока электродинамической устойчивости, кА

Масса, кг

РОМР-35-60-5 У1

РОМР-35-60-Ю У1

РОМР-35-90-15 У1

РОМР-35-150-20 У1

60

60

90

150

0,016

0,032

0,048

0,064

1050

2100

5200

20370

17

14

10

6

3000

3600

5400

7500

Применение шунтов в значительной степени снижает уровень потерь в кожухе, а также защищает внешнюю среду от электромагнитных излучений.

Технические характеристики СРОСЗ-1250М УХЛ4 приведены ниже:

Номинальный постоянный ток, А - 2500    1250

Индуктивность, мГн - 0,32     1,28

Постоянный ток, до которого сохраняется

индуктивность, А - 5000     2500

Испытательное напряжение обмотки реактора относительно

 заземленных частей, кВ - 6           6

Переменная составляющая тока нагрузки

частотой 300 Гц, А - 250      125

Потери, Вт - 2000    1800

Масса, кг - 1575    1575

ОАО "ВИТ" разработал и освоил производство трехфазных масляных траксформаторно-реакторых заземляющих устройств (ТРМЗУ), эффективно защищающих от повреждения различные виды электрооборудования и кабели в сетях 6—10 кВ в случае возникновения однофазных дуговых замыканий на землю, коммутационных процессов, феррорезонансных и резонансных явлений.

Испытания и исследования ТРМЗУ мощностью 250 кВ • А напряжением 10 кВ в условиях промышленной эксплуатации подтвердили, что они обеспечивают:

  • эффективную компенсацию ёмкостного тока сети 10 кВ при однофазном замыкании на землю;
  • эффективное ограничение высокочастотных перенапряжении на незаземленных фазах сети 10 кВ как при симметричной, так и при несимметричной нагрузке, что сводит на минимум повреждения сети в месте однофазного замыкания;
  • практически полное гашение феррорезонансных явлений, вызываемых трансформаторами напряжения, и в 2 раза снижают длительность переходного процесса восстановления фазных напряжений после отключения поврежденного участка сети;
  • снижение при луговом замыкании величины тока замыкания на землю практически до нулевого значения, что понижает вероятность развития однофазного замыкания на землю в междуфазное короткое замыкание;

Результаты испытаний и исследований позволяют сделать вывод, что применение ТРМЗУ исключает необходимость установки дугогасящих катушек и силовых трансформаторов с выведенным нулевым вводом для подключения катушек, снижает повреждаемость сети и электрооборудования, повышает качество электрической энергии, сохраняет нормальную селективность работы релейной защиты, автоматики, телемеханики и микропроцессорной техники. Конструкция и схемное решение устройства патентно защищены.

ТРМЗУ изготавливаются мощностью 100, 1 250, 400 кВ • А. Мощность устройства выбирае по величине фазного ёмкостного тока. Основные характеристики ТРМЗУ-250/10-У1:

Масса устройства полная, кг - 1820

Масса масла, кг - 540

Масса крышки с активными частями, кг - 915

Ширина х длина х высота, мм - 940 х 2340 х 1340

Печные и преобразовательные трансформаторы

Проектный опыт, экспериментальная и производственная база, широкий спектр проводимых исследовании и испытаний позволяют ОАО "ВИТ создавать как серийное, так и уникальное трансформаторное оборудование для печных преобразовательных агрегатов.

За последние годы изготовлены:

  • трёхфазные электропечные трансформаторы 160 М В 'А 110 кВ для дуговых сталеплавильных и рудно-термических печей;
  • однофазные трансформаторы 40 МВ • А 150 кВ, 16МВ-А 10 кВ и автотрансформаторы 16,5 МВ -А 15 кВ для рудно-термических печей;
  • преобразовательные трансформаторы 10 и 32 МВ • А для рудно-термических печей в связи с внедрением постоянного тока взамен переменного;
  • печные и преобразовательные трансформаторы 10 кВ меньших мощностей.

Для того, чтобы уложиться по габаритам на выделенной для трансформаторов площади установки, потребовалось внедрить принципиально новые конструкторские решения и схемы. Так, размещение на стенках баков уникальных преобразователей на токи 100 и 200 кА и напряжение 115 и 160 В соответственно, созданных ОАО НИИ "Преобразователь", обеспечило приемлемые габариты, высокую монтажную и наладочную готовность агрегатов.

Комплекс внедрённых решений позволил сэкономить обмоточный провод, электротехническую сталь и другие материалы, снизить потери в трансформаторах и их стоимость, обеспечить более высокий технический уровень по сравнению с аналогами.

В качестве примера приведём параметры внедренного в ОАО "Запорожский производственный алюминиевый комбинат" преобразовательного трансформатора ТЦНПУ-10000/Ю-УХЛЗ, питающего в комплекте с преобразовательным блоком печи по выплавке кристаллического кремния:

Номинальная мощность сетевой обмотки, кВ • А - 4260

Номинальное напряжение сетевой обмотки, В - 10000

Номинальное напряжение вентильной обмотки, В - 105,5

Диапазон регулирования напряжения вентильной обмотки

(регулирование под нагрузкой), В - 105,5—56,2

Номинальный ток вентильной обмотки, А - 1589 х 6

Число ступеней регулирования - 19

Схема и группа соединения обмоток - У/У нр У нр-15-195    У/У нр У нр-345-165

Диапазон изменения выпрямленного тока. А - 33000—53000

Диапазон изменения выпрямленного напряжения. В - 115—60

Габаритные размеры:

ширина х длина х высота, мм - 2450 х 2500 х 4630

Потери холостого хода, кВт - 15

Потери короткого замыкания, кВт - 125

Масса транспортная, т - 30

Масса полная, т - 37

2. Параметры сетевых трансформаторов для питания электродуговых сталеплавильных агрегатов и прокатных станов

Параметры ТРДЦНМ-100000/200000/220-У 1 ТДЦНМ-100000/200000/330-У 1 ТДЦНМ-160000/320000/150-У 1
Номинальная мощность, МВ-А 100/200* 100/200* 160/320*
Номинальные напряжения, кВ:

 

 

 

ВН 230 кВ± 12% 330 кВ ± 12% 158 кВ ± 12%
НН 10,5-10,5,38,5 38,5 38,5
Напряжение короткого замыкания, % 12,5. 12,5 13,0
Потери холостого хода, кВт 70 80 85
Потери короткого замыкания, кВт 315 290 435
Полная масса, т 155 205 256

*Трансформаторы обеспечивают работу потребителей при частых повышенных нагрузках до 200% номинальной благодаря выбору удельных нагрузок, конструкции обмоток и прессующей системы.

П р и м е ч а н и е. Зашита от перенапряжений обеспечена с помощью системы холостых ниткой, внедрена специальная технология стабилизации геометрии обмоток

Трансформаторы для резкопеременных и толчковых нагрузок

Применение трансформаторов общего назначения (ГОСТ 11677-85) в электротехнологических установках с большой единичной мощностью и повышенной интенсивностью протекания технологических процессов приводило к повреждениям трансформаторов и перерывам в электроснабжении электросталеплавильных цехов.

Для ЭТУ, работающих в условиях резкопеременных, импульсных и несимметричных нагрузок, комплексно решена задача создания надежного и экономичного трансформаторного оборудования, которая состояла в обеспечении повышенных требований к электродинамической стойкости трансформаторов при частых технологических коротких замыканиях и толчках нагрузки. Трансформаторы обеспечивают надежную работу при воздействии до 500 толчков тока, равного двукратному номинальному, в течение 1 ч, я также воздействий технологических коротких замыканий и несимметричных нагрузок.

Головной   образец   трансформатора   типа ТРДЦН М-100000/200000/220-У1, изготовленный ОАО "ЗТР", успешно выдержал специальные электродинамические испытания на стойкость при толчках нагрузки и коротких замыканиях на стенде в г. Тольяти. В новых трансформаторах для питания электродуговых сталеплавильных агрегатов и прокатных станов (ТРДЦНМ-10ГЮОО/200000/220-У1, ТДЦН М-100000/200000/330-У 1, ТДЦНМ-160000/ 320000/150-У 1) внедрены конструктивные усовершенствования обмотки, остова, активной части, бака, введены новые технологические процессы при изготовлении изоляции, термовакуумной обработке обмоток, активных частей, установлена автоматическая система поддержания усилий запрессовки обмоток в процессе эксплуатации (табл. 2). Трансформаторы типа ТРД Ц НМ-100000/200000/220-У1 надежно работают на Челябинском и Донецком металлургических комбинатах.

Трансформаторы 16, 25, 40, 63, о0 МВ-А на высшее напряжение 110, 150, 220, 330 кВ могут быть изготовлены в течение 3—4 месяцев.

 
  Источник:  ©  Басс М.А., Нифонтов И.Н. ОАО "ВИТ". Корпорация "Союз"
Материал размещен на www.transform.ru13.09.2004 г.
 

 

Перейти в форум для обсуждения

  ©  TRANSFORMаторы 2004—2010


Рейтинг@Mail.ru Яндекс.Метрика ??????????? ????