Масляный трансформатор с алюминиевой обмоткой

Вот что сразу скажу — многие до сих пор считают алюминиевую обмотку однозначно 'бюджетным' решением, но на практике всё сложнее. Когда мы в ООО 'Чэнду Чэньси Электрик' начинали серию ТМГ-1000, тоже думали сэкономить на меди, но вышло иначе.

Почему алюминий — не всегда компромисс

Сперва казалось логичным: алюминий легче, дешевле, но требует больше сечения. Расчёты показывали рост габаритов на 15-20%, но в полевых условиях это обернулось неожиданным плюсом — лучше охлаждение. Особенно в жарких регионах, куда мы поставляем КТП.

Запомнился случай с подстанцией в Краснодарском крае — три трансформатора работали при +45°C, и именно алюминиевые обмотки показали стабильнее температурный режим. Хотя изначально заказчик сомневался.

Но есть нюанс: не всякий алюминий подходит. Мы брали марки А5Е, но пришлось усиливать изоляцию — особенно в зонах перехода с медных шин. Кстати, эту проблему сейчас решает наш новый терминал в КРУ.

Технологические ловушки при монтаже

Самое сложное — соединения. Если для меди есть отработанные технологии, то с алюминием каждый раз импровизируешь. Особенно с болтовыми контактами — знаю случаи, когда через полгода появлялся переходной сопротивление.

Мы в ООО 'Чэнду Чэньси Электрик' теперь используем биметаллические переходники, но и это не панацея. Важно контролировать момент затяжки — перетянешь, алюминий 'поплывёт', недотянешь — искрение.

Ещё момент: виброустойчивость. На железнодорожных объектах отказались от алюминия в подвижных узлах — наработки показали усталостные трещины после 20 000 циклов. Хотя для стационарных подстанций это не критично.

Экономика против надёжности?

Считается, что масляный трансформатор с алюминиевой обмоткой даёт экономию 25-30%. Но если добавить стоимость дополнительного обслуживания — цифра спорная. Мы вели статистику по 150 единицам за 5 лет.

Интересно вышло: в городских сетях, где график ТО соблюдается строго, разница в затратах действительно была около 28%. А вот в сельских районах — всего 12%, потому что чаще требовалась подтяжка контактов.

Сейчас для удалённых объектов мы комбинируем — силовые обмотки алюминиевые, а выводы медные. Такие решения описаны в техкартах на нашем сайте cdcxdl.ru в разделе про интеллектуальные подстанции.

Что показывают испытания

При замерах КЗ выявили любопытную особенность — электродинамическая стойкость алюминия ниже, но это компенсируется бóльшим запасом по нагреву. Хотя для новых проектов мы всё равно закладываем коэффициент 1.3.

Запомнился казус на испытаниях в 2022 — трансформатор 630 кВА с алюминиевой обмоткой прошёл все тесты, но при транспортировке погнулись выводы. Пришлось пересматривать конструкцию креплений — теперь используем стальные армирующие пластины.

Кстати, именно после этого случая мы ввели в протоколы испытаний вибротесты для всех масляных трансформаторов независимо от обмотки. Это сейчас есть в стандартах ООО 'Чэнду Чэньси Электрик'.

Перспективы и ограничения

Сейчас рассматриваем алюминиево-магниевые сплавы для особых условий — например, для прибрежных зон с солёным воздухом. Но пока данные противоречивые: коррозионная стойкость лучше, но электропроводность падает на 8-10%.

В цифровых подстанциях, которые мы поставляем, алюминий прижился лучше — там стабильные нагрузки и автоматический мониторинг состояния. Хотя некоторые коллеги до сих пор избегают его в ответственных объектах.

Лично я считаю, что будущее за гибридными решениями. Например, в наших новых КРУН применяются и алюминиевые, и медные обмотки — в зависимости от назначения узла. Это снижает общую стоимость без потери надёжности.

Выводы, которые не пишут в каталогах

Главный урок — нельзя однозначно рекомендовать или отвергать алюминиевые обмотки. Всё зависит от условий эксплуатации. Для распределительных сетей 6-10 кВ они часто оптимальны, а для генераторного напряжения — спорно.

Мы в ООО 'Чэнду Чэньси Электрик' продолжаем экспериментировать — сейчас тестируем трансформаторы с комбинированными обмотками для ветропарков. Результаты пока обнадёживающие, но рано делать выводы.

Если бы меня спросили 'что выбрать' — ответил бы: считайте не стоимость трансформатора, а стоимость жизненного цикла. Иногда переплата за медь окупается за три года, иногда нет. Нужно считать каждый конкретный случай.