Сравнение сухих и маслонаполненных трансформаторов

Силовые трансформаторы играют важную роль в электрооборудовании, используемом в процессах передачи и распределения электроэнергии. Они применяются в энергоустановках с комплексами городских сетей, гидроэлектростанций, электростанций, тепловых и атомных электростанций, на промышленных предприятиях, в нефтегазодобывающей, перерабатывающей промышленности, на железных дорогах и т.д.

До последней трети прошлого века в российских электросетях в основном использовались масляные трансформаторы. Этот факт объяснялся их относительно низкой стоимостью. Однако у такого оборудования есть недостатки, такие как пожароопасность и экологическая опасность утечек масла. Кроме того, необходимо постоянно контролировать уровень и качество жидкого диэлектрика. Разумеется, все вышеперечисленное усложняет эксплуатацию масляных трансформаторов и исключает их использование в помещениях, максимально приближенных к потребителям.

Поэтому в последние 40 лет наметилась тенденция к использованию сухих трансформаторов, которые являются одними из самых современных пожаро- и экологически безопасных видов оборудования. Магнитная система и обмотки не погружены в жидкий диэлектрик и охлаждаются воздухом. Такое оборудование можно устанавливать в непосредственной близости от потребителей и в жилых домах.

Подробное сравнение масляных и сухих трансформаторов приведено в таблице №1

	Маслонаполненные	Сухие
Установка	Обычно наружная, обязательно наличие маслохозяйства, соблюдение требований по обеспечению взрывобезопасности, длинные кабели	Внутренняя и внешняя, не требует специальных сооружений, короткие кабели
Категория по взрывопожарной и пожарной опасности	В1 — пожароопасная 1	Д — безопасная 2
Охлаждение	Воздух (-40°С…+60°С)	Воздух (-60°С…+60°С)
Перегрузки	Длительное время небольшие перегрузки	Большие перегрузки непродолжительное время
Потери	Высокие потери короткого замыкания	Низкие потери короткого замыкания. Отдельные решения позволяют снизить суммарные потери ХХ и КЗ
Обслуживание	Требуется с постоянной периодичностью (анализ влаго- и газосодержания в масле)	Требуется только визуальная инспекция и очистка от пыли
Запасные части, инструменты	Требуется	Обычно не требуется

¹Горючие и трудногорючие жидкости, твёрдые горючие и трудногорючие вещества и материалы (в том числе пыли и волокна), вещества и материалы, способные гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом.

²Негорючие вещества и материалы в холодном состоянии.

Области применения сухих трансформаторов

Сегодня масляные и сухие трансформаторы часто противопоставляют друг другу в довольно жесткой манере «или-или». На самом деле, вопрос «или-или» совсем не корректен. Принцип «или-или» возник как ответ технологического интеллекта на потребности общества. И сухие трансформаторы, и устройства с жидким диэлектриком появились в результате развития электротехники, и оба они имеют огромное значение. Из-за сложности производства сухих трансформаторов мощностью в несколько сотен мегавольт-ампер масляные трансформаторы используются только в магистральных сетях и на электростанциях.

Однако сухие трансформаторы уверенно занимают свою нишу в потребительских и небольших распределительных подстанциях. В качестве примера можно привести учебные заведения, аэропорты, шахты, метро, кинотеатры и жилье. Они также используются на курортах, водозаборных станциях, спортивных сооружениях и в других местах, где предъявляются высокие требования к защите окружающей среды.

Сухие трансформаторы также широко применяются на промышленных предприятиях, металлургических заводах, химических комбинатах и нефтегазовых установках. Это объясняется двумя причинами. Во-первых, они не требуют оборудования для пожаротушения, что выгодно с точки зрения промышленного потребителя. Во-вторых, оборудование может быть установлено вблизи центров нагрузки, что оптимизирует систему электроснабжения и минимизирует использование низковольтных цепей. Даже при хороших первоначальных инвестициях можно обнаружить, что современное оборудование позволяет экономить электроэнергию за счет снижения потерь в низковольтной кабельной сети.

Сухие трансформаторы также имеют специальное применение:

1. Горнодобывающие предприятия.
2. Транспорт:
   (a) Суда (в этом случае к сухим трансформаторам предъявляются жесткие требования по шуму и вибрации, изложенные в стандартах Lloyd’s Register of Ships, Bureau Veritas, DNV, RINA, ABS и RMRS);
   (b) подстанции железнодорожного транспорта.
3. Электропитание приводов и двигателей, работающих с переменной скоростью, например, насосов, вентиляторов, компрессоров, конвейеров и т. д.
4. Нетрадиционная генерация электроэнергии, в частности ветроэнергетика. Трансформаторы выбираются с учетом наличия высших гармоник, количества переключений и вибрации. Поскольку ветроэлектростанции (ВЭС) строятся в различных климатических условиях, сухие трансформаторы для ВЭС часто проектируются в соответствии с национальными стандартами, с учетом требований безопасности, эффективности и экологичности. Оборудование устанавливается внутри обтекателя или башни ветряной турбины.

ООО «ЭТК Электронмаш» производит сухие трансформаторы литой изоляцией мощностью от 100 до 4000 кВА.