Концепция трансформаторостроения DuPont™ ReliatraN® основана на уникальных свойствах изоляционных материалов Дюпон™ Номекс®. Бумаги и картоны Номекс® применяются в производстве электродвигателей и трансформаторов. Технология ReliatraN® получила широкое распространение в США, Европе, Китае. Впервые технология создания новейших трансформаторов с открытой вентиляцией ReliatraN® запущена в России на заводе «Электрофизика» (г. Санкт-Петербург). Среди клиентов: ОАО «РЖД», РАО «ЕЭС», компании нефтегазового комплекса, службы электроснабжения Метрополитенов и т. д. Компания Дюпон, по-прежнему, открыта для предложений о партнерстве по передаче и внедрению технологии ReliatraN® в России.
Во всем мире растет популярность сухих трансформаторов и трансформаторов с литой изоляцией. В них нет жидкостей, которые могут протечь, взорваться или загореться. Между тем, трансформаторы с открытой вентиляцией обмоток менее подвержены влияниям перепада температур окружающей среды. А изоляция из материал Номекс® устраняет прежние недостатки открытой конструкции и дает новые преимущества.
Отличительные особенности трансформаторов по технологии ReliatraN®
- Повышенная надежность. Не горят. Из всех сухих трансформаторов обладают минимальным колличеством условно горючих веществ (в пределах 1%).
- Сверхустойчивость к длительным перегрузкам до 130—200% от номинала, без ущерба для изоляции.
Преимущества для Энергосистем
- Отпадает необходимость 100% резервирования на подстанциях. Один трансформатор обладает достаточной надежностью, чтобы принять 200% нагрузку на врямя ликвидации аварии. Т. е. при нормальной работе, потери холостого хода на подстанциях сводятся к минимуму.
- Технология уменьшения габаритных размеров трансформаторов позволяет увеличивать номинальные мощности трансформаторов. Пример: внутрь подстанции с трансформатором 1000 кВА реально уместить новый трансформатор до 1500 кВА тех же размеров. Это значит, что нет необходимости перестраивать старые капитальные подстанции в районах с увеличившимся энергопотреблением.
- Трансформаторы безопасны. Их можно размещать рядом с потребителями — внутри школ, больниц, жилых домов. Длину низковольтных кабельных линий можно уменьшить, что ведет к значительному сокращению потерь, связанных с передачей электроэнергии.
Материал
- Основным изоляционным материалом трансформатора являются бумага и картон из ароматического полиамида, изготавливаемые на основе специальной технологии, разработанной фирмой Дюпон.
- В высоковольтных обмотках применяется обмоточный провод высокой проводимости, обернутый бумагой НОМЕКС®. В низковольтных обмотках применяется обмоточный провод высокой проводимости, обернутый бумагой НОМЕКС®, либо медная фольга с бумагой НОМЕКС®, которая служит межслойной изоляцией.
- В сердечнике применяются высококачественные листы кремниевой текстурованной стали.
Конструкция
- ReliatraN® компании Дюпон дает возможность пользователю выбрать по своему усмотрению две модели вентилируемых сухих трансформаторов (ВСТ) — серии SCR9 и SG10.
- Обе серии отнесены по тепловому показателю к классу Н, что позволяет их эксплуатировать при максимальной рабочей температуре 180°С. Однако основной изоляционный материал, бумага НОМЕКС®, отнесен по тепловому показателю к классу R, поскольку этот материал выдерживает температуру 220°С. Таким образом, конструкция трансформатора обеспечивает значительный запас надежности.
- В ВСТ серии SCR для низковольтных обмоток применяется медная фольга, повышающая стойкость к короткому замыканию за счет устранения осевого усилия при коротком замыкании. Высоковольтная обмотка делится на две секции рядовой обмотки, что улучшает распределение напряжения по обмотке и повышает показатели основного уровня прочности изоляции. Обмотки защищены от влажности, пыли и загрязнения покрытием из смолы по поверхности бумаги НОМЕКС®.
- В ВСТ серии SG используется метод непрерывной дисковой намотки для высоковольтных обмоток и метод слоевой намотки для низковольтных обмоток. Высоковольтная обмотка монтируется на жесткую гребенчатую конструкцию, обеспечивающую большую площадь для рассеивания тепла, что, в свою очередь, обеспечивает повышенную динамическую стабильность и термостабильность, а также улучшенное распределение напряжения. Высоковольтные и низковольтные обмотки пропитываются изоляционным лаком класса Н методом пропитки в вакууме под давлением. Твердая поверхность, пропитанная лаком, обеспечивает повышенную защиту от пыли, влажности и загрязнений. Эффективное рассеивания тепла дисковыми обмотками также имеет большое значение при работе с перегрузками.
- В ВСТ серий SCR и SG для уменьшения магнитных потерь и шума применяются сердечники с косым стыком. Для сведения к минимуму уровня шума применяются и другие специальные методы обработки.
Основные элементы технологии
- Высоко- и низковольтные обмотки плотно наматываются, что увеличивает жесткость.
- Данная технология избавляет от применения эпоксидной смолы. Вместо этого используется бумага НОМЕКС® с покрытием из эпоксидной смолы или пропиткой в вакууме под давлением, после чего производится термоотверждение, что гарантирует хорошие электрические и механические показатели, включая способность выдерживать механические напряжения, вызванные резкими и широкими перепадами температуры.
- Изоляция из бумаги НОМЕКС® и внесение лака методом пропитки в вакууме под давлением в сочетании с термоотверждением придает обмотке стойкость к пыли, влаге и загрязняющими веществам.
- Согласно расчетам, критерии конструирования электрооборудования, применяемые при изготовлении таких трансформаторов, устраняют опасность появления частичных разрядов, что позволяет избавиться от основной причины разрушения изоляции после длительного периода эксплуатации, характерного для трансформаторов с литой изоляцией.
Отличительные признаки
1. Надежность
- Трансформатор такого типа соответствует международным стандартам МЭК 60726 и Американскому институту стандартов (АИС) С57.12 (50—52)-1998 и АИС С57.12.91—2002.
- Показатели теплоизоляции и электрической изоляции трансформатора проектируются и относятся по тепловому индексу к классу Н (стойкость к температурам до 180°С), однако основной изоляционный материал НОМЕКС® отнесен по тепловому индексу к классу R (стойкость к температурам до 220°С). Таким образом, конструкция трансформатора предусматривает значительный запас прочности, что, соответственно, повышает его надежность.
- Трансформатор может эксплуатироваться в самом суровом климате и в сложных условиях окружающей среды.
- Трансформатор лучше выдерживает перегрузки напряжения.
- Трансформатор хорошо защищен от короткого замыкания.
- При нормальной эксплуатации трансформатору не требуется техническое обслуживание.
2. Безопасность
- НОМЕКС®, образующий основной изоляционный материал в трансформаторе, обладает высочайшими свойствами огнестойкости по сравнению с другими изоляционными материалами. Материал НОМЕКС® не поддерживает горение при температуре до 250°С в воздухе и не выделяет токсичных газов или веществ под воздействием огня.
- Огнестойкость изоляционных материалов НОМЕКС® сертифицирована испытательными лабораториями во всем мире и отнесена к высшим классам огнестойкости, в том числе: UL (США) — 94V 0; NF F16—101/102 (Франция) — M1 / F1; CSE RF 2/75A (Италия) — Класс 1.
3. Безвредность для окружающей среды
- При производстве, транспортировке, хранении и эксплуатации трансформатора загрязнения окружающей среды не происходит.
- По завершении срока эксплуатации трансформатор можно направить в повторную переработку, причем это не вызовет загрязнения окружающей среды.
- Трансформатор при эксплуатации издает незначительный шум.
4. Стандарт CENELEC HD464
Серия SCR прошла испытания и была сертифицирована на соответствие стандарту CENELEC HD464 по классу F1 (класс показателя под воздействием пламени), классу C2 (климатический класс) и классу Е2 (экологический класс).
Результаты показывают, что трансформатор:
- Производит при горении минимальное количество непрозрачного дыма, выделяет незначительное количество тепла и не выделяет токсичных веществ (см. рис. 1). Измеренные температуры оказались значительно ниже требуемых, что указывает на низкий уровень выделяемого тепла. Оптическая светопроницаемость, измеренная при 63%, оказалась значительно выше требуемого значения (как минимум на 20%), что указывает на небольшое количество выделяющегося дыма.
- Обеспечивает безопасность во время эксплуатации при резком изменении температуры до -25°С.
- Обеспечивает безопасность во время эксплуатации при высокой влажности, частой конденсации и в условиях сильного загрязнения (см. рис. 2).
5. Качество
- Изготовители трансформаторов, имеющие право на пользование брендом ReliatraN® фирмы Дюпон™, были сертифицированы на соответствие стандартов качества ISO9001.
- Любой трансформатор, изготовленный производителем с такими правами, может носить табличку DuPont™ ReliatraN® Transformer Solutions только в том случае, если он соответствует техническим спецификациям на трансформаторы с брендом ReliatraN®.
- Изготовитель, получивший такие права, дает 5-летнюю гарантию качества на свои трансформаторы с табличкой DuPont™ ReliatraN® Transformer Solutions.
Прочее
Бумага марки НОМЕКС® обладает диэлектрической постоянной, близкой воздуху. Это приводит к более равномерному распределению напряжений электрического поля в обмотках трансформатора, что обеспечивает более компактные конструкции и снижает риск возникновения частичного разряда.
Превосходные свойства термостойкости бумаги марки НОМЕКС® позволяют создавать более компактные и легкие конструкции трансформаторов, рассчитанные на более высокий тепловой индекс.
Более детальную информацию о технологии Reliatran®, а также по всем коммерческим и техническим воросам можно получить в московском представительстве ООО «Дюпон Россия».
Александр ИВАНОВ.