Будущее высоковольтных трансформаторов

Экология промышленной страны, а также потери единой энергосистемы и предприятий-потребителей (особенно крупных, таких как горнодобывающие, металлургические, нефтеперерабатывающие и т. п.) в значительной мере зависят от эффективности работы силовых трансформаторов, пропускающих через себя буквально всё производимое электричество, сложности их изготовления, ремонта и обслуживания и требующихся для этого материалов.

Проблемы и решения

Какие же негативные факторы проявляются в работе трансформаторов и как современные и завтрашние технологии могут с ними бороться?

Потери

Это главная проблема. Они происходят за счет:

• разогрева обмоток из-за сопротивления прямому току;
• вихревых и циркулирующих токов в обмотках, сердечниках и крепежных элементах;
• затрат энергии на перемагничивание сердечника;
• излучения (в основном электромагнитного, но и акустическое гудение требует питания).

Удельная электропроводность современной электротехнической меди уже выше, чем у золота. Снижать сопротивление за счет увеличения сечения (то есть массы обмоток) малоэффективно: увеличиваются не только расход материалов, габариты помещений, стоимость транспортировки и прочее, но и магнитные потери в увеличенном сердечнике. Можно лишь немного повысить массу меди без увеличения габаритов с помощью проводников прямоугольного сечения. Футуристическое решение – сверхпроводимость.

Для улучшения магнитных свойств есть более близкие перспективы – легирование стали кремнием, применение ферритов особого состава и аморфных металлов.

Охлаждение

Повышение его эффективности не устраняет причины энергопотерь, но позволяет при тех же характеристиках снизить габариты, материалоемкость. В этом без принципиальных прорывов. Ведётся компьютерное моделирование оптимальных схем и формы каналов, количественное усложнение системы – охлаждение воздушно-масляное, с циркуляцией, масляно-водяное. В стадии экспериментирования погружение обмоток в жидкий азот.

Экология

Вредны для окружающей среды, людей и техники в основном те же свойства трансформаторов, что и у ВЛЭП: электрические и магнитные поля, длинноволновое излучение, вибрация, шум и т. д. Но главное зло – выбросы токсичных и парниковых газов в аварийных ситуациях. Выход – повышение качества материалов и сборки, переход на дорогой, но безопасный элегаз, а также совершенствование полимеров для твердых диэлектриков.

Лучшие сегодня

Первыми технологии будущего осваивают самарский и чеховский «Электрощит», подольский «Трансформер» и прочие крупные и прогрессивные предприятия. Уже существуют серии особо эффективные, с комбинированным охлаждением, новой изоляцией Nomex и т. д.

Все данные заводы являются партнёрами московской компании «АГВ-Энерго», в каталоге которой можно выбрать и купить высоковольтные трансформаторы отечественных и зарубежных производителей. Возможна поставка и установка под ключ электрооборудования на заказ.