Трансформатор сухой высоковольтный

Если честно, до сих пор встречаю проектировщиков, которые путают сухую изоляцию с литой, а про термостабильность целлюлозных материалов вообще слышат впервые. Вот именно эти нюансы и определяют, проработает трансформатор десять лет или выйдет из строя при первом же скачке напряжения.

Конструктивные особенности, о которых не пишут в каталогах

Когда мы начинали сотрудничество с ООО 'Чэнду Чэньси Электрик', первое что проверили - как именно организована продольная вентиляция в их трансформатор сухой высоковольтный. Ведь если воздушные каналы забиты пылью (а на промпредприятиях это происходит за 2-3 года), начинается локальный перегрев обмотки. У них сделали хитро - разнесенные алюминиевые радиаторы с антистатическим покрытием, но при монтаже нужно следить, чтобы до стены оставалось не менее 80 см.

Запомнился случай на цементном заводе в Новосибирске - там заказчик сэкономил на системе принудительного обдува, решив что естественной конвекции хватит. Через полгода пришлось экстренно ставить дополнительные вентиляторы, когда термодатчики показали 140°C на фазе С. Кстати, сейчас на https://www.cdcxdl.ru появились модели с датчиками частичных разрядов прямо в конструкции - интересное решение, но пока не проверял как они ведут себя при вибрации.

Что действительно важно - класс нагревостойкости изоляции. Многие производители указывают F или H, но не уточняют что это относится только к проводу, а прокладки и крепеж могут быть более низкого класса. Мы всегда требуем протоколы испытаний всех компонентов, особенно после того как в Красноярске столкнулись с деградацией стеклоткани в условиях влажного климата.

Монтажные тонкости, которые не найти в инструкциях

При установке трансформатор сухой высоковольтный на объектах ООО 'Чэнду Чэньси Электрик' мы выработали свое правило - никогда не монтировать на готовый фундамент без дополнительной виброизоляции. Даже если в паспорте написано что допустимый уровень вибрации 100 мкм, при резонансе с фундаментом показатели могут вырасти втрое. Особенно критично для многоэтажных подстанций.

Однажды пришлось переделывать заземление на нефтеперерабатывающем заводе - проектировщики заложили стандартную схему, но не учли блуждающие токи от катодной защиты трубопроводов. В итоге корпус трансформатора постоянно 'фонил' потенциалом в 15-20В. Решили установкой дополнительных заземлителей по контуру с медными шинами.

Сейчас рекомендуем заказчикам сразу закладывать системы мониторига частичных разрядов - да, это +10-15% к стоимости, но зато можно прогнозировать развитие дефектов изоляции. Кстати, у китайских коллег из ООО 'Чэнду Чэньси Электрик' есть интересные наработки по акустической диагностике - микрофоны улавливают ультразвук от микроразрядов еще до появления видимых повреждений.

Эксплуатационные проблемы и неочевидные решения

Самая частая ошибка - неправильный выбор класса климатического исполнения. Для УХЛ1 и УХЛ2 разница не только в температуре, но и в степени защиты от конденсата. Видел как на химическом комбинате за полгода образовались токопроводящие мостики из-за солей аммония в воздухе - пришлось полностью переизолировать выводы эпоксидным компаундом.

Интересный момент с токовой нагрузкой - многие думают что трансформатор сухой высоковольтный можно кратковременно перегружать как масляный. Это заблуждение! Сухая изоляция не имеет такой тепловой инерции, перегрев на 10-15°C выше номинала уже сокращает срок службы на 30-40%. Особенно критично для трансформаторов с алюминиевыми обмотками - там тепловое расширение может нарушить контактные соединения.

Сейчас пробуем систему принудительного охлаждения с переменным расходом воздуха - вентиляторы включаются только при достижении 80°C, что экономит энергию и уменьшает загрязнение. Первые результаты обнадеживают - на подстанции в Хабаровске за год работы не потребовалась даже продувка от пыли.

Ремонтопригодность и модернизация

До сих пор спорный вопрос - можно ли ремонтировать сухие трансформаторы на месте или только заводской ремонт. Для продукции ООО 'Чэнду Чэньси Электрик' мы разработали методику замены секций обмотки без полной разборки - главное иметь термошкаф для предварительного прогрева изоляции. Но это требует квалификации - видел как 'кулибины' пытались сушить обмотку строительными фенами, после чего трансформатор вышел из строя при первом включении.

С заменой силиконовой изоляции вообще отдельная история - если не выдержать технологию вакуумирования, остаются микрополости где потом начинаются частичные разряды. Мы обычно используем инжекционный метод под давлением, но для этого нужно специальное оборудование которое есть далеко не во всех сервисных центрах.

Сейчас многие переходят на трансформаторы с мониторингом в реальном времени - в том числе и решения от https://www.cdcxdl.ru с их системами интеллектуальных подстанций. Но здесь важно не переусердствовать - избыточная телеметрия иногда приводит к ложным срабатываниям защиты. На мой взгляд, оптимально контролировать температуру в 3-4 точках плюс вибродатчики на активной части.

Перспективы развития технологии

Смотрю на новые разработки в области нанокерамических покрытий - обещают повышение трекингостойкости на 40-50%. Но пока это лабораторные образцы, в серии не видел. А вот вакуумная пропитка эпоксидными компаундами действительно дает результат - у трансформаторов после такой обработки ресурс увеличивается минимум на 25%.

Интересно как меняется подход к системам охлаждения - вместо традиционных вентиляторов начинают использовать термосифоны с принудительной циркуляцией хладагента. Правда, пока это дорого и сложно в обслуживании, но для специальных применений типа шахтных подстанций уже оправдано.

Если говорить о продукции ООО 'Чэнду Чэньси Электрик', то они постепенно внедряют биметаллические соединения в силовых выводах - медь+алюминий с переходным слоем. Решение спорное, но по нашим наблюдениям за 2 года проблем с контактами не было. Главное - правильно подбирать момент затяжки болтовых соединений.

В целом же трансформатор сухой высоковольтный продолжает эволюционировать в сторону большей ремонтопригодности и диагностируемости. Думаю через 5-6 лет мы увидим полностью цифровые twins трансформаторов с прогнозом остаточного ресурса - первые шаги в этом направлении уже делаются, в том числе и нашими китайскими коллегами.