что такое геафолевая литая изоляция
Преимущества силовых трансформаторов с литой изоляцией
К изоляции сухих трансформаторов предъявляются более жесткие требования, чем к изоляции масляных. Из типов сухой изоляции самой надежной считается геафолевая литая.
Трансформаторы с геафолевой литой изоляцией устанавливают на:
Особенности сухих трансформаторов с геафолевой литой изоляцией
Производителей сухих трансформаторов немало: как отечественных, так и зарубежных. Какие модели бывают среди сухих трансформаторов с геафолевой литой изоляцией, мы предлагаем рассмотреть на примере линейки Минского электротехнического завода имени В.И. Козлова. Предприятие выпускает сухие трансформаторы с 1994 года в сотрудничестве с ведущей мировой компанией «Siemens».
Модели трансформаторов с литой изоляцией:
ТСГЛ – трехфазный сухой с естественным воздушным охлаждением и геафолевой литой изоляцией;
ТСДГЛ – трехфазный сухой, который охлаждается воздухом с дутьем и имеет геафолевую литую изоляцию;
ТСДЗГЛ – трехфазный сухой с естественным воздушным охлаждением и геафолевой литой изоляцией в защитном кожухе;
ТСЗГЛ11 – трансформатор 11 серии трехфазный сухой с естественным воздушным охлаждением и геафолевой литой изоляцией в защитном кожухе;
ТСДЗГЛ11 – трансформатор 11 серии трехфазный сухой с естественным воздушным охлаждением и геафолевой литой изоляцией в защитном кожухе;
ТСЗГЛФ – трехфазный сухой с естественным воздушным охлаждением и геафолевой литой изоляцией в защитном кожухе. Вводы обмоток ВН и НН находятся в защитном коробе и имеют фланцевое соединение с кожухом;
ТСДЗГЛФ11 – трансформатор 11 серии трехфазный сухой с воздушным охлаждением дутьем и геафолевой литой изоляцией в кожухе. Вводы обмоток ВН и НН находятся в защитном коробе и имеют фланцевое соединение с кожухом;
ТСЗГЛФ11 – трансформатор трехфазный сухой с естественным воздушным охлаждением и геафолевой литой изоляцией в защитном кожухе. Вводы обмоток ВН и НН находятся в защитном коробе и имеют фланцевое соединение с кожухом.
Мощность ТС, имеющих литое изолирование обмоток, составляет от 100 до 2500 кВА.
Что дает геафолевая литая изоляция?
Обмотки ВН и НН погружаются в геафоль – эпоксидную смолу с наполнителем из кварца. Для прочности производитель усиливает обмотки стеклотканью. Поэтому застывшее покрытие не трескается даже при перегрузке трансформатора.
Геафоль – это экологичный материал. Он не вредит окружающей среде, не выделяет вредных испарений, устойчив к влаге и возгоранию. Плюс ко всему, целостность изоляции сохраняется на протяжении всего срока службы трансформатора. Специального технического обслуживания геафолевое покрытие не требует.
Обмотки в трансформаторе изготовлены из алюминия, который имеет почти такой же коэффициент линейного расширения, что и геафолевая смола. Поэтому в обмотках практически нет внутреннего напряжения материалов.
Преимущества трансформаторов с геафолевой литой изоляцией
По заказу покупателя, на заводе трансформатор доукомплектовывается специальными подкладками против вибрации, устройством двухступенчатой тепловой защиты, тангенциальными вентиляционными установками – для увеличения показателя выходной мощности.
Трансформаторы с геафолевой литой изоляцией хорошо показали себя на Игналинской, Курской, Ленинградской АЭС. Они работают в зданиях компаний «Газпром», «Транснефть», «Мосэнерго», а также на спортивных и общественных объектах.
Минский электротехнический завод им. В.И. Козлова дает на свои трансформаторы 5 лет гарантии. Чтобы воспользоваться ее условиями, покупайте оборудование у производителя или у представителей дилерской сети в вашем регионе.
О компании
Наша организация имеет штат высококвалифицированных работников, многие из которых имеют стаж работы в области энергетики более 10 лет. Кроме того мы являемся официальными представителем ОАО «МЭТЗ им. В.И. Козлова» в РФ.
Литая изоляция в трансформаторах
Конкуренция на рынке измерительных трансформаторов до 35 кВ неизбежно привела многих потребителей к вопросу: какая изоляция лучше для применения в литых трансформаторах – на основе эпоксидных компаундов или из полиуретанов?
Полиуретаны: за и против
Полиуретаны – материалы, хорошо зарекомендовавшие себя в различных областях промышленности благодаря износоустойчивости, теплоизоляционным свойствам, а также отличному сочетанию прочности и гибкости. До 90 процентов применяемых полиуретанов – пенополиуретаны, используемые в строительстве, производстве мебели, автомобилестроении. Именно здесь ценятся главные их свойства – высокая теплоизолирующая способность в сочетании с износостойкостью и небольшим весом.
Наиболее широкое применение в промышленности получили литьевые полиуретановые эластомеры, из которых изготовляют как крупногабаритные изделия, так и изделия средних размеров, славящиеся своей долговечностью. Так, например, массивные шины для внутризаводского транспорта, изготовленные из эластомеров, в 6–7 раз надежнее, чем шины из углеводородных каучуков. Кроме того, эластомеры используются в горнодобывающей промышленности в деталях устройств для транспортирования абразивного шлама, флотационных установок, гидроциклонов и трубопроводов.
Литьевые полиуретановые эластомеры используют также для получения приводных ремней, конвейерных лент, разнообразных уплотнительных деталей, деталей машин, валиков, уплотнений гидравлических устройств и масляно-пневматических амортизаторов железнодорожного транспорта.
Применение же полиуретанов в качестве основной изоляции в трансформаторах не получило широкого распространения по следующим причинам:
• меньший срок службы под напряжением свыше 10 кВ по сравнению с эпоксидными компаундами;
• более высокая стоимость по сравнению с другими материалами;
• более узкий температурный интервал работы трансформаторов с полиуретановой изоляцией;
• более низкие показатели по классу нагревостойкости и теплопроводности, чем у эпоксидных компаундов.
Материал и оборудование
Чтобы оценить влияние свойств изолирующего материала на надежность оборудования, рассмотрим процессы, происходящие с трансформатором при работе в ячейке.
При длительной работе трансформатора, особенно на больших токах, происходит нагрев обмоток трансформатора. При этом высокие теплоизоляционные свойства полиуретана препятствуют отводу тепла и способствуют дальнейшему перегреву изоляции. В результате при отсутствии кислорода происходит термическое разложение перегретого материала с образованием сажи и выделением газа. Сажа уменьшает электроизоляционные способности полиуретана и способствует дальнейшему разложению материала, являясь одновременно отличным теплоизолирующим компонентом. В результате происходит деструкция полиуретана под воздействием температуры и электрического пробоя, что ведет к разрушению трансформатора (фото 1). Это особенно проявляется при работе трансформатора на предельных нагрузках.
Вторая опасность в ячейках – это режим короткого замыкания. Температура электрической дуги может достигать 3000ºС, что в замкнутом пространстве ячейки приведет к горению полиуретановой изоляции трансформатора с выделением опасных для здоровья цианидов или, при более низких температурах горения (ниже 600ºС), к образованию удушающего желтого дыма, который содержит диизоцианаты. Последствия отравления диизоцианатами хорошо известны по аварии на химзаводе Бхопал в Индии, когда при аварийном выбросе этого вещества погибло несколько сотен человек.
При воздействии электрической дуги на трансформатор с эпоксидной изоляцией видимого разрушения не происходит (фото 2).
Эпоксидно-диановые литьевые компаунды применяются с наполнителями, улучшающими пожаробезопасность и снижающими себестоимость продукции. Основное применение компаунды получили в производстве электротехнической продукции: измерительных и силовых трансформаторов, изоляторов, пропитки для якорей и катушек специальных электрических машин. Герметическая или литая изоляция хорошо цементирует витки обмотки, обеспечивая высокие механическую и электрическую прочности, влагостойкость, малые термические коэффициенты расширения и теплопроводности. Слабым местом эпоксидно-диановых компаундов является плохая устойчивость ультрафиолетовому излучению. Поэтому такие компаунды не применяются для оборудования наружного исполнения. Но даже и воздействие солнечного излучения – это длительный процесс. Например, на киевском направлении Московской железной дороги уже более пяти лет успешно работает силовой трансформатор ОЛС с эпоксидной изоляцией, установленный на столбе вместо трансформатора ОЛ наружной установки.
Решить проблему использования трансформаторов из эпоксидно-дианового компаунда для наружной установки помогло применение наружной полиуретановой изоляции.
В данном решении, примененном в ОАО «СЗТТ» (Свердловский завод трансформаторов тока) для трансформаторов наружной установки, сочетаются положительные свойства эпоксидных компаундов для внутренней (основной) изоляции и наружной оболочки из полиуретана, устойчивого к воздействию солнечного излучения. Эффективность этого способа успешно подтверждается уже в течение 15 лет – за этот период завод выпустил несколько десятков тысяч трансформаторов наружной установки на 6, 10 и 35 кВ.
Так какая изоляция является более надежной? На этот вопрос сегодня можно ответить однозначно. В то время как срок службы трансформаторов с эпоксидной изоляцией достигает тридцати и более лет, что подтверждено многолетней эксплуатацией трансформаторов, нет никаких данных, подтверждающих аналогичный срок службы для трансформаторов в полиуретановой изоляцией. Область применения полиуретановых систем для изготовления трансформаторов находится на стадии экспериментального применения. Точнее говоря, «бум» на полиуретановые системы в Европе пришелся на середину 90‑х годов. Такие известные компании, как ABB Calor EMAG, Ritz Messwandler, Arteche, изготавливали трансформаторы из полиуретановой изоляции, но по прошествии 8 – 10 лет эксплуатации данных трансформаторов, получив результаты практических применений, отказались от этой идеи и вернулись к изготовлению трансформаторов с эпоксидной изоляцией. Причиной тому послужили упомянутые результаты исследований, показавшие значительное снижение диэлектрической и механической прочности полиуретановых компаундов после 7 – 8 лет работы трансформаторов под напряжением.
Испытания, проводимые в ОАО «СЗТТ» в течение ряда лет, подтвердили, что в настоящее время эпоксидные смолы являются лучшим из существующих материалов для изготовления трансформаторов тока и напряжения внутренней установки с литой изоляцией.
Трансформаторы с сухой изоляцией
Силовые трансформаторы бывают сухие и масляные. Обмотки в масляных трансформаторах погружены в бак с маслом. Оно выполняет изолирующую и охлаждающую функцию. В сухих трансформаторах рабочую часть охлаждает воздух – естественным путем или с помощью вентиляторов. А вот обмотки сухого трансформатора производители обеспечивают надежной изоляцией. Потому что воздух изолирует гораздо хуже, чем масло.
Типы сухой изоляции:
Лак хорошо пропитывает обмотки. А после застывания в нем образуются микро-каналы. По ним отводится тепло во время работы трансформатора и циркулирует воздух.
Что такое геафолевая литая изоляция трансформатора?
Трансформаторы с литой изоляцией используют:
В агрессивных условиях на обмотки трансформатора воздействует влага, соленая вода, химические пары, пыль, частички металла.
В некоторых случаях простой литой изоляции обмоток недостаточно. Тогда для еще большей защиты на концы обмотки наносят эпоксидную смолу или геафоль. Это и есть геафолевая литая изоляция.
Что дает геафолевая изоляция:
Применение трансформаторов с литой изоляцией
Трансформаторы с литой изоляцией выдерживают сильные скачки напряжения. Например, во время частых, но коротких перегрузок трансформатора, который обслуживает транзитную систему и разные механизмы на промышленных предприятиях.
Такие трансформаторы можно устанавливать даже там, где из-за агрессивной среды разрешается использовать только трансформаторы с жидким изолятором.
Чтобы усилить эпоксидную смолу, на производствах в нее добавляют пластификаторы. Они делают изоляцию более прочной на сжатие и расширение.
Трансформатор с литой изоляций состоит из отдельных обмоток: высокого и низкого напряжения. Обмотка высокого напряжения погружается в специальную форму с жидким изолятором. Потом вместе с формой она отправляется сохнуть при высокой температуре в условиях вакуума.
Обмотки низкого напряжения изолируют двумя способами: под вакуумом и без него. Во втором случае используется листовая изоляция из стекловолокна или специального материала «Nomex». Листы заливаются смолой. А потом их складывают, перемежая тяжелые проводники низкого напряжения. Получается что-то вроде слоеного пирога. А потом конструкция отправляется сохнуть в печь. В это время слои плотно спекаются. И вакуумный и «без вакуумный способ» надежно защищает обмотки от агрессивных воздействий окружающей среды.
Имейте в виду, что трансформаторы с литой изоляцией стоят дороже. Это связано с трудоемким нанесением изолятора на обмотки. Тем не менее, потери таких трансформаторов ниже, обслуживать их проще. И работают они дольше, чем другие сухие трансформаторы. Так что, если вы не хотите лишних хлопот в обслуживании трансформатора – то модели ТСЛ/ТСЗЛ и ТСГЛ, ТСЗГЛ, ТСЗГЛФ удовлетворят ваши запросы.
Трансформаторы Геафоль
Трансформаторы сухие с компаундной изоляцией типа «Геафоль» (GEAFOL®) — разработка компании Siemens, успешно функционируют с 1965 года. С тех пор Сименс предоставила лицензии на их производство многим крупнейшим производителям электрооборудования во всем мире. Более 100000 единиц трансформаторов зарекомендовали себя в электроустановках по всему миру.
Сухие трансформаторы с литой изоляцией типа «Геафоль» соответствуют рекомендациям IEC № 726 и рекомендациям Европейского комитета электротехнической стандартизации (CENELEC) HD 464 HD 538 и DIN 42 523.
Конструкция и преимущества
Силовые распределительные трансформаторы с литой изоляцией серии «Геафоль» применяются для работы в электросетях мощностью от 100 до 20000 кВА и напряжением до 170 кВ. В этой нише они с успехом заменяют масляные трансформаторы и сопоставимы с ними по своим электрическим и механическим характеристикам.
Сухие трансформаторы с изоляцией «Геафоль» предназначены для установки внутри помещений, в непосредственной близости от массовой концентрации потребителей. Так как в конструкции трансформаторов, в качестве изоляции, используются исключительно неорганические пламегасящие материалы, это освобождает данную продукцию от всех требований пожарной безопасности, предъявляемых к масляным трансформаторам, и позволяет устанавливать их в нефтехранилищах, и других подобного рода помещениях, где предъявляются повышенные требования к пожарной безопасности.
Трансформаторы «Геафоль» можно применять там, где запрещены к использованию масляные трансформаторы – внутри помещений, в шахтах и туннелях, на судах, кранах и морских платформах, подземных водохранилищах, на предприятиях пищевой промышленности и т.п. При выполнении монтажа, очень часто трансформаторы данного типа устанавливают вместе с распределительными щитами и, таким образом, компонуют в небольшие подстанции на первичных и вторичных распределительных сетях. При использовании в тиристорных преобразователях, трансформаторы можно установить на одной площадке с конвертером, что сокращает расходы на выполнение строительных работ, стоимость кабельных магистралей электросети и затрат на установку. Так же, трансформаторы ГЕАФОЛЬ соизмеримы по уровню рабочего шума с масляными трансформаторами. Все вышеназванные преимущества, в определенных случаях, делают масляные трансформаторы неконкурентоспособными в сравнении с трансформаторами ГЕАФОЛЬ.
По своей конструкции, сухие трансформаторы с литой изоляцией «Геафоль» являются полностью необслуживаемыми, в течение всего срока эксплуатации. Они успешно эксплуатируются во всем мире, на протяжении многих лет, начиная с 1965 года.
НН ввод:
Стандартное расположение:
Сверху, сзади.
Так же, возможно нижнее расположение вводов, но в отдельном исполнении, по желанию заказчика.
ВВ ввод:
Возможны любые варианты, в зависимости от требований заказчика и общих требований конструкции.
Перемычки для согласования обмотки ВН с напряжением сети расположены на стороне вводов НН. Переключение перемычек производится при невозбужденном трансформаторе
Использование вентиляторов поперечного потока увеличивают мощность трансформатора на 50%
Контроль температуры осуществляется с помощью термистора (РТС) в обмотке НН
Покрытие стальных частей многослойное, RAL 5009.
По желанию заказчика возможно покрытие двухкомпонентным лаком или горячая гальваническая обработка (цинкование) для применения трансформаторов в условиях особо агрессивной среды
Экологический класс Е2
Климатическая категория оборудования С2
При наружной установке трансформатора обеспечивается исполнение IP 23
Класс пожаростойкости F1
Трехстержневой магнитопровод, выполнен из изолированных с обеих сторон металлических пластин из анизотропной электротехнической стали.
Упругие шайбы защищают сердечник и обмотки от механических вибраций. Так же служат для уменьшения шума.
Обмотки ВН выполнены из алюминиевой фольги.
Обмотки НН выполнены из алюминиевой полосы. При производстве обмотка сразу же склеивается с изоляционным материалом.
В качестве изоляции используется смесь из эпоксидной смолы и кварцевого порошка.
Все это позволяет сделать трансформатор
Необслуживаемым, огнеупорным, влагостойким, пламегасящим.
Рама трансформатора оснащена роликами на поворотном механизме, которые позволяют перемещать всю конструкцию в любую сторону.
Параметры трансформаторов Геафоль
Ном-
ина-
льная мощ-
ность Sn [kVA]
Ном-
ина-
льное напря-
жение [кВ]
Импе-
данс напря-
жения U [%]
По-
тери холо-
стого хода [Вт]
По-
тери КЗ P 120 ** [Вт]
Общая масса GGES [кг]
Рас-
сто-
яние между коле-
сами E [мм]
Трансформаторы с литой изоляцией: особенности и преимущества
Обмотки сухого трансформатора соприкасаются с окружающей средой в отличие от масляного, где активная часть находится в баке с маслом. Воздух хуже изолирует, чем масло. Поэтому изоляция трансформатора с сухим охлаждением должна быть более тщательной. Трансформаторы ТС могут иметь различные виды изоляции, но самая надежная – геафолевая литая изоляция.
Области применения трансформаторов с геафолевой литой изоляцией:
Трансформаторы ТС с геафолевой литой изоляцией: ассортимент и особенности
Заводов, производящих трансформаторы с воздушным охлаждением, много. Мы рассмотрим ассортимент трансформаторов ТС с геафолевой литой изоляцией на примере продукции Минского электротехнического завода им. В.И. Козлова. Здесь выпуск сухих трансформаторов налажен с 1994 года. Завод производит оборудование совместно с компанией «Siemens».
Модельный ряд трансформаторов с литой изоляцией
МЭТЗ им. В.И. Козлова выпускает следующие модели сухих трансформаторов с литой изоляцией из геафоли: ТСГЛ, ТСДГЛ, ТСДЗГЛ, ТСЗГЛ11, ТСДЗГЛ11, ТСЗГЛФ, ТСДЗГЛФ11, ТСЗГЛФ11.
Расшифровка моделей трансформаторов с изоляцией из геафоли:
Д – с воздушным охлаждением с дутьем;
З – в защитном кожухе;
ГЛ – с геафолевой литой изоляцией;
Ф – имеет фланцевое соединение с кожухом.
Мощность ТС, имеющих литое изолирование обмоток – от 100 до 2500 кВА.
В чем преимущество геафолевой литой изоляции?
Обмотки ВН и НН окунают в геафоль – эпоксидную смолу с кварцевым наполнителем.
Эпоксидная смола при застывании становится очень прочной. Дополнительно для механического усиления на обмотки наслаивают стеклоткань. Отсюда устойчивость изоляции к перегрузкам.
Геафоль – это безопасное вещество. Он не наносит вреда окружающей среде, не выделяет токсичных газов, не боится влаги и слабо воспламеняется. Геафолевая изоляция остается целостной весь срок эксплуатации – то есть ее специального техобслуживания не требуется.
Коэффициент линейного расширения обмоток и изоляции близок. Это помогает избежать внутреннего напряжения материалов.
Сильные стороны трансформатора с геафолевой литой изоляцией
Кроме стандартной комплектации, завод дает покупателям право заказать специальные дополнения: специальные подкладки против вибрации, устройства двухступенчатой тепловой защиты, тангенциальные вентиляционные установки – чтобы увеличить мощность на выходе.
Трансформаторы ТСГЛ отлично работают на Игналинской, Курской, Ленинградской АЭС. Их устанавливают на объектах компаний «Газпром», «Транснефть», «Мосэнерго», а также в спортивных и общественных зданиях.
МЭТЗ им. В.И. Козлова дает на трансформатор 5 лет гарантии. Главное условие – купить трансформатор с завода либо у официального дилера.