Силові «аморфні» трансформатори

Поточний рік запам'ятається подією, знаменним для російського трансформаторобудування, - вітчизняні виробники почали виробництво силових трансформаторів з магни-топроводом з аморфної сталі. Чому це сталося саме зараз, які причини довгі роки стримувало цей процес, а що стало каталізатором його розвитку - про це ми розмовляємо з Валерієм Івановичем Печонкін, к.т.н. керівником НДДКР групи «Трансформер», першої в країні, яка приступила до виробництва силових трансформаторів з аморфним сердечником.

Валерій Іванович, «аморфні» трансформатори в нашій країні випускаються вже досить давно. Чому тільки зараз почалося виробництво силових трансформаторів з аморфним сердечником?

Виробництво вітчизняних силових трансформаторів стримувалося причинами технологічного та економічного характеру. Справа в тому, що для виготовлення муздрамтеатру силового трансформатора потужністю від 32 кВА необхідна аморфна стрічка шириною до 220 мм. Промисловий випуск такого матеріалу освоєний порівняно недавно і поки тільки за кордоном, російські виробники в даний час пропонують стрічку шириною до 80 мм. Вплинуло також зниження цін на аморфну сталь з 50 до 3 дол. США за кілограм, що зробило випуск «аморфних» трансформаторів економічно виправданим, причому це стосується масляних трансформаторів. Сухі силові трансформатори з аморфним сердечником є більш дорогими і тому вимагають додаткового техніко-економічного обгрунтування - таке обладнання може залишитися незатребуваним ринком.

Але ж «аморфні» трансформатори характеризуються як енергоефективні. Як вони можуть залишитися незатребуваними сьогодні, коли енергозбереження стало питанням державної ваги?

Силові трансформатори споживають таку велику кількість енергії?

На розподільні трансформатори припадає 25-30% всіх технічних втрат в енергосистемах. Повністю усунути ці втрати неможливо. Трансформатора, як і будь-якого іншого пристрою, для роботи потрібна енергія. Частина цієї енергії йде на нагрів проводів (втрати короткого замикання), частина - на перемагнічування (втрати холостого ходу). У зв'язку зі зміною навантаження протягом доби, а також в різні періоди року, вагомість одиниці втрат холостого ходу (Pxx) в 2-4 рази вище одиниці втрат короткого замикання (Ркз). Причому, трансформатори працюють цілодобово, і відповідно втрати Pxx відбуваються постійно. Ми виробляємо силові трансформатори для всього інженерно-енергетичного комплексу країни, і тому поряд з випуском стандартного устаткування з самого початку своєї діяльності приділяємо увагу розробці енергоефективних розподільних трансформаторів.

За рахунок яких технологій можна мінімізувати ці втрати?

Використання електротехнічної сталі з орієнтованими зернами і застосування технології step-lap при виготовленні муздрамтеатру дозволило знизити Pxx на 20-30%, і це було серйозним досягненням. Застосування ж аморфною стали дозволяє зробити справжній технологічний прорив, знизивши Р (хх) в 2-3 рази.

Як ви вважаєте, наскільки буде високий попит на «аморфні» силові трансформатори?

Чи є досвід експлуатації силових «аморфних» трансформаторів?

Аморфна сталь тендітна, як скло. І це накладає особливі вимоги до процесу виробництва трансформаторів, а також вимагає ретельного випробування виробленої продукції, її моніторингу в польових умовах. Аморфна сталь становить інтерес внаслідок виключно низьких втрат холостого ходу, тому важливо перевірити, чи залишаються вони такими ж низькими протягом часу. Важливим є проведення випробувань і оцінка відповідності параметрів трансформаторів галузевим стандартам і нормам, встановленим для силових трансформаторів. Необхідно також оцінити достатність застосовуваних конструкторських рішень і технологічних заходів.

Як сильно відрізняється процес виготовлення трансформатора з аморфним сердечником від традиційної технології?

Через низьку механічної міцності аморфної стали до конструкції сердечника і умов його виробництва пред'являються особливі вимоги. У традиційних трансформаторах сердечник з електротехнічної сталі є несучою конструкцією, що підтримує всю активну частину. Аморфний сердечник не допускає дії надмірної вагового навантаження. Він кріпиться до обмоток, розташованим на несучої базі, і вимагає додаткових заходів по збільшенню жорсткості конструкції. Крім того, необхідно спеціальне устаткування: для різання аморфної стрічки, відпалу конструкції сердечника, просочення муздрамтеатру захисним шаром смоли; потрібна особлива оснащення для намоточного верстата, складальні столи і т.д. Змінюється виробнича логістика.

Тобто необхідно суттєво перебудувати технологічний процес? Чи не це головна причина, через яку виробництво «аморфних» трансформаторів так довго стримувалося?

Не зовсім. Перебудувати виробничий процес і освоїти випуск такої інноваційної продукції можна. І ми це вже зробили. Головне - добитися того, щоб силові «аморфні» трансформатори були надійним, стабільно працюючим і дійсно енергоефективним обладнанням. А це вимагає певного тестового періоду, випробувань, можливо - додаткових конструкторських рішень. У зв'язку з цим, перші зразки призначені для дослідної експлуатації в мережах МРСК і моніторингу роботи в польових умовах.

Юлія Долинін,
група «Трансформер»