Масляные герметичные трансформаторы

Когда говорят про масляные герметичные трансформаторы, часто думают, что раз уж корпус запаян, то и проблем с маслом нет. А на деле именно эта герметичность создаёт свои сложности — например, при перепадах температур давление внутри корпуса меняется, и если расчёт был не совсем точным, со временем могут появиться микротрещины в зоне сварных швов. У нас на объекте в Красноярске как-то столкнулись с таким: трансформатор отработал три года, и вдруг начал ?потеть? маслом по нижнему шву. Вскрыли — а там локальная коррозия из-за конденсата, который скапливался именно в зоне перепада температур. Так что герметичность — это не панацея, а скорее инженерный вызов.

Особенности конструкции и монтажа

Конструктивно масляные герметичные трансформаторы отличаются от обычных масляных прежде всего системой компенсации давления. У некоторых производителей стоит сильфон, у других — эластичные мембраны. Мы в работе чаще сталкиваемся с сильфонными системами, но и у них есть нюансы: если сильфон сделан из нержавейки низкой марки, со временем он теряет гибкость, особенно в северных регионах. Помню, на подстанции под Норильском при -45°С сильфон на трансформаторе ТМГ-1000 просто не сработал при резком включении нагрузки — видимо, ?усталость? металла дала о себе знать.

При монтаже важно не просто выставить трансформатор по уровню, но и проверить, нет ли перекосов в точках крепления бака. Казалось бы, мелочь, но если бак хоть на 2–3 миллиметра перекошен, со временем это может привести к локальным напряжениям в сварных швах. Мы обычно используем лазерный нивелир, хотя некоторые монтажники до сих пор доверяют только гидроуровню — и зря, потому что для герметичных трансформаторов даже небольшие отклонения критичны.

Ещё один момент — подключение кабелей. Если использовать алюминиевые наконечники на медных шинах, может возникнуть гальваническая пара, и со временем в месте контакта пойдёт окисление. Мы разбирали один трансформатор после пяти лет эксплуатации — там в месте подключения кабеля низкого напряжения была явная коррозия, хотя визуально при монтаже всё выглядело нормально. Теперь всегда ставим биметаллические переходники, даже если заказчик пытается сэкономить.

Проблемы с теплоотводом и перегрузки

С теплоотводом у масляных герметичных трансформаторов ситуация неоднозначная. С одной стороны, масло хорошо отводит тепло, но с другой — при герметичном исполнении нет естественной конвекции с окружающей средой, как у открытых систем. На одном из объектов в Ростовской области летом, при температуре воздуха +38°С, трансформатор ТМГ-630 работал на 90% нагрузки, и температура верхних слоёв масла доходила до 95°С. Это близко к пределу, при таком нагреве старение масла ускоряется в разы.

Мы тогда попробовали установить дополнительные радиаторы с принудительным обдувом — помогло, но не так, как рассчитывали. Температура снизилась всего на 7–8 градусов, потому что сама конструкция бака не была рассчитана на такой теплоотвод. Пришлось договариваться с производителем — кстати, с ООО ?Чэнду Чэньси Электрик? — они как раз предлагают кастомизированные решения для таких случаев. На их сайте https://www.cdcxdl.ru есть расчёты по тепловым режимам для разных климатических зон, что очень полезно при проектировании.

Перегрузки — отдельная тема. Некоторые проектировщики считают, что раз трансформатор герметичный, то он выдержит кратковременные перегрузки лучше, чем открытый. На практике же оказывается, что из-за отсутствия газовой подушки в герметичной системе давление при резком нагреве растёт быстрее. Один раз видел, как при КЗ на стороне 0,4 кВ у трансформатора сорвало предохранительную мембрану — хорошо, что обошлось без пожара. Теперь всегда ставлю дополнительные датчики давления, особенно на объектах с возможными бросками нагрузки.

Вопросы обслуживания и диагностики

Обслуживание масляных герметичных трансформаторов многие считают не нужным — мол, конструкция необслуживаемая. Но это заблуждение: диагностику нужно проводить регулярно, просто методы другие. Например, вибродиагностика — если трансформатор начинает ?гудеть? на частотах выше нормальных, это может указывать на ослабление прессовки магнитопровода. Мы раз в год обязательно делаем такие замеры, особенно после первых двух лет эксплуатации.

Анализ масла — тоже важная процедура, хоть и сложнее, чем с обычными трансформаторами. Нужно отбирать пробы через специальные клапаны, причём делать это при определённой температуре, иначе можно получить нерепрезентативные данные по газосодержанию. В лаборатории ?Чэнду Чэньси Электрик? как-раз делают такой анализ — у них современное оборудование для хроматографии, определяют и водород, и ацетилен, и окись углерода. Это помогает прогнозировать развитие дефектов.

Ещё из практики: никогда не стоит игнорировать визуальный осмотр сварных швов. Даже на герметичных конструкциях со временем могут появляться микротрещины, особенно в местах крепления кронштейнов. Мы используем для этого ультрафиолетовые лампы — если есть утечка масла, оно светится под УФ-излучением. Метод простой, но эффективный, особенно для трансформаторов, которые работают в агрессивных средах.

Опыт сотрудничества с производителями

С ООО ?Чэнду Чэньси Электрик? работаем уже несколько лет — они как раз специализируются на высоковольтном оборудовании, включая силовые трансформаторы. Что интересно, у них есть своя лаборатория для испытаний на стойкость к коротким замыканиям — это редкость среди производителей среднего ценового сегмента. Мы как-то заказывали у них партию трансформаторов ТМГ-1600 для объекта в Сочи, так они предоставили полные протоколы испытаний, включая тесты на нагрев и перегрузку.

Из минусов — иногда возникают задержки с поставками запчастей. Например, для того же сильфона давления ждали замену почти два месяца. Но техническая поддержка у них работает отлично — всегда готовы проконсультировать по монтажу и настройке защит. Кстати, на их сайте https://www.cdcxdl.ru есть техническая библиотека с расчётами нагрузок — полезный ресурс для проектировщиков.

Один раз столкнулись с нестандартной ситуацией: при монтаже трансформатора от Чэнду Чэньси Электрик обнаружили, что штатные кабельные вводы не подходят под наши шины. Пришлось оперативно делать переходные пластины — производитель тогда быстро отреагировал, прислал чертежи и разрешил модернизацию на месте. Это ценно, когда поставщик не просто продаёт оборудование, а готов гибко подходить к нестандартным ситуациям.

Перспективы и альтернативы

Сейчас многие переходят на сухие трансформаторы, но я считаю, что для определённых применений масляные герметичные трансформаторы ещё долго будут актуальны. Например, для объектов с высокими ударными нагрузками — типа дробильных комплексов или прокатных станов — они всё равно выигрывают по стойкости к перегрузкам. Другое дело, что нужно совершенствовать системы мониторинга — например, встраивать датчики давления и температуры прямо в заводскую комплектацию.

Из интересных новшеств видел у того же ООО ?Чэнду Чэньси Электрик? — они начали предлагать трансформаторы со встроенными системами онлайн-мониторинга. Данные по температуре, давлению и газосодержанию передаются прямо в систему диспетчеризации. Это конечно дороже, но для критичных объектов — типа больниц или центров обработки данных — того стоит.

А вот полный отказ от масла в высоковольтных трансформаторах я пока не вижу реалистичным — по крайней мере, для напряжений выше 35 кВ. Да, есть элегазовые и сухие изоляции, но они либо дороже, либо менее ремонтопригодны. Так что масляные герметичные трансформаторы ещё долго будут занимать свою нишу — главное, понимать их особенности и не экономить на качественной диагностике.