Высокотехнологичное оборудование и качество энергоснабжения

Используя опыт монтажных организаций ГК «Хайтек» по внедрению на российском рынке современного электротехнического оборудования, ЗАО «Трансформер» перенес в Россию инновационные технологии и построил гибкое производство, позволяющее совершенствовать выпускаемое оборудование в соответствии с требованиями эксплуатирующих организаций и развитием технического прогресса. Построенный в 2005 г. завод «Трансформер» выпускает следующее оборудование.

• Комплектные подстанции блочного исполнения (КТПБ, РТПБ, РПБ) мощностью до 2500 кВА.

• Силовые трансформаторы на напряжение 6, 10 и 20 кВ:
- сухие трансформаторы с литой изоляцией серии ТСЛ-(25—2500) кВА;
- масляные герметичные трансформаторы серии ТМГ-(32—1600) кВА.

• Низковольтные комплектные устройства (НКУ) на токи до 6300 А.

• Малогабаритные ячейки среднего напряжения (КРУЭ «Столица») по лицензии фирмы Siemens.

Освоенная предприятием уникальная технология производства бетонных моноблоков с гибкими габаритами позволяет оптимизировать размеры комплектных подстанций уже на стадии проектирования с учетом применяемого электротехнического оборудования, условий его эксплуатации и балансовой принадлежности.

Наличие большого количества типовых проектов, а также возможность реализации подстанций по индивидуальному заказу позволяют в полной мере выполнить технические требования клиентов.

Силовые трансформаторы являются важнейшим звеном системы электроснабжения. Выпускаемые по самым современным технологиям трансформаторы ЗАО «Трансформер» отвечают всем критериям качества — надежности, минимизации эксплуатационных затрат, значительному сроку службы. Первым в России завод внедрил 100-процентный технологический цикл производства трехфазных сухих трансформаторов с литой изоляцией серии ТСЛ. Опыт эксплуатации этих трансформаторов потребовал дополнительных исследований по совершенствованию технологии заливки обмоток компаундом. Введя для каждой обмотки трансформатора систему контроля качества смолы с помощью DSC-анализа, можно гарантировать соответствие параметров и условий протекания экзотермической реакции полимеризации смолы требованиям технологического процесса.

Характеристики DSC-анализа проб хранятся в библиотеке в течение 10 лет и могут использоваться для последующего мониторинга изоляции установленных трансформаторов.

Проведенные в рамках НИОКР исследования помогли отработать технологию производства морозостойких литых трансформаторов категории применения У3 с диапазоном температур -60—+40°С. В данном случае необходимо применять специальные смолу и наполнитель, обеспечивающие формирование объемной армирующей структуры в толще смолы.

Важнейшим параметром, определяющим срок службы литой изоляции, является уровень частичных разрядов (ЧР). В соответствии с требованиями МЭК уровни ЧР сухих трансформаторов с литой изоляцией производства ЗАО «Трансформер» не превышают 10 пКл.

Предприятие выпускает также широкую гамму масляных силовых трансформаторов нового поколения серии ТМГ, которые характеризуются минимальными эксплуатационными затратами. В связи с изменением нагрузки в течение суток и в разные периоды года весомость единицы потерь холостого хода (Р_хх) трансформатора в 2—4 раза выше единицы потерь короткого замыкания Р_кз. Использование электротехнической стали с ориентированными зернами и технологии Step-lap привело к существенному снижению потерь P_xx на 20—30%. Однако следующий технологический прорыв, снижение потерь Р_хх в 3—4 раза, можно получить только при использовании аморфной стали.

ЗАО «Трансформер» планирует в ближайшее время проведение исследовательских работ по разработке опытных образцов и выявлению причин, ограничивающих до настоящего времени широкое применение таких трансформаторов.

В сотрудничестве с фирмой Siemens (Германия) освоено производство КРУЭ «Столица-01» на напряжение 6/10/20 кВ, отличающееся высокими техническими характеристиками, повышенной степенью надежности и минимальными эксплуатационными затратами. Подобное оборудование, применяемое в распределительных подстанциях (РП), разработано Siemens для корейских мегаполисов с целью гарантированного электроснабжения небоскребов.

Для внедрения высоковольтных ячеек в российские электросети потребовалось:
• разработать вторичные схемы в соответствии с требованиями ОАО «Московская городская электросетевая компания»;
• доработать узел подключения кабельных линий и наладить выпуск в России специальных адаптеров;
• выпустить техническую документацию на русском языке;
• разработать и согласовать с обслуживающими организациями инструкции по монтажу, обслуживанию и эксплуатации оборудования;
• провести обучение персонала ОАО «Московская городская электросетевая компания».

Одно из новых направлений исследований ЗАО «Трансформер» связано с решением проблемы защиты электротехнического оборудования электрических станций. Для защиты оборудования от повреждений и надежного отключения применяются токоограничивающие реакторы, позволяющие поддерживать в момент КЗ уровень напряжения неповрежденных соединений.

В отечественной практике наибольшее распространение получили бетонные токоограничивающие реакторы (БТР), серийный выпуск которых осуществляется с начала 30-х годов. Внедрение в производство прогрессивных изоляционных и активных материалов, новых методов проектирования, технологий и станков позволяет перейти к принципиально новым конструкциям с уменьшенными габаритами, потерями и стоимостью.

Изоляция реактора состоит из изоляции проводника, межслоевой изоляции и пропиточного лака. Максимально использовать полезные свойства лака позволяют современные технологии пропитки; в частности, на ЗАО «Трансформер» применяется самый эффективный метод пропитки — вакуум-давление.

В реакторах серии БТР для выравнивания распределения тока в параллельных проводах применяется транспозиция, т.е. укладка в одном ряду параллельных ветвей при переходе к следующему ряду видоизменяется по принципу круговой перестановки: первая ветвь занимает место последней, а все остальные перемещаются на один шаг.

ЗАО «Трансформер» широко использует фольговую технологию намотки. Проблема вытеснения тока к краям фольги потребовала разработки точной математической модели, так как неправильная оценка величины тока неминуемо приведет к выгоранию изоляции. Специалистам ЗАО «Трансформер» удалось решить эту задачу. На основе полевых расчетов разработана математическая модель, дающая точность в пределах 3,5%. Это позволило оптимизировать проект реактора исходя из критерия цена/качество.

Конструкция крепления обмоток в бетонном реакторе достаточно надежная, но очень громоздкая, тяжелая и нетехнологичная. В этом отношении конструкция реактора из фольгового проводника является более перспективной по следующим причинам:
• плотная намотка фольгового проводника является очень жесткой конструкцией, особенно в сочетании с методом пропитки (вакуумдавление) и свойствами современных пропиточных лаков;
• возникающие в обмотке электродинамические усилия распределяются по всей высоте ленты, а не сосредотачиваются в отдельных проводниках;
• каждая обмотка скрепляется с двух сторон с помощью крестовин, выполненных из немагнитного материала.

Таким образом, конструкция фольгового реактора может выдерживать значительные механические нагрузки при аварийных режимах.

При реконструкции ТЭЦ-23 в Москве в 2007 г. были установлены два токоограничивающих реактора, изготовленные на ЗАО «Трансформер» по данной технологии, что позволило увеличить вдвое число фидерных ячеек без изменения существующей строительной части и повысить эффективность энергоснабжения.