Силовые трансформаторы большой мощности
Опубликовано: 28 Январь 2014
Силовой трансформатор большой мощности - это крупное, построенное на заказ оборудование, относящееся к критически значимым компонентам сети передачи электроэнергии. Из-за очень высокой стоимости таких трансформаторов, а также в связи с тем, что они создаются под конкретные спецификации заказчика, они, как правило, не относятся к взаимозаменяемым устройствам, и не закупаются в качестве запасного оборудования.
Согласно отраслевым источникам, для каждой конкретной спецификации больших силовых трансформаторов выпускается примерно 1.3 единиц оборудования.
На рисунке 1 показан большой силовой трансформатор, имеющий конфигурацию в форме сердечника, и его основные внутренние компоненты. Хотя при изготовлении таких трансформаторов используется большое разнообразие размеров и конфигураций, они состоят из двух основных активных частей:
- Магнитопровод, изготавливаемый из пластин высокопроницаемой, текстурированной, кремнистой стали, собираемых вместе.
- Обмотки, изготавливаемые из медного проводника, наматываемого на магнитопровод. Через обмотки в трансформатор поступает и выводится электрический ток.
Рисунок 1. Архитектура TrafoStar компании АВВ, используемая для трансформаторов форме сердечника, имеет круговой магнитопровод, окруженный концентрически расположенными обмотками цилиндрической формы.
Магнитопроводы и обмотки выполняются в двух основных конфигурациях: в форме сердечника, и в форме оболочки.
В силовых трансформаторах, имеющих форму оболочки, и первичная и вторичные обмотки размещаются на одной опоре, и окружаются магнитопроводом, а в трансформаторах в форме сердечника, цилиндрические обмотки покрывают опоры магнитопровода.
Большие силовые трансформаторы в форме оболочки обычно используют больше электротехнической стали для магнитопровода, и более устойчивы к коротким замыканиям в системах передачи электроэнергии, и поэтому они чаще применяются в промышленных приложениях.
Магнитопровод и обмотки заключаются в прямоугольную механическую оболочку, называемую баком.
К другим элементам силового трансформатора большой мощности относятся вводы, соединяющие трансформаторы с линиями передачи электроэнергии, а также переключатели выходных обмоток (РПН), соединители силовых кабелей, реле газа, термометры, клапаны, устройства осушения, индикаторы уровня масла и другие средства контроля.
Затраты на производство больших силовых трансформаторов, и их цена зависят от изготовителя, рыночных условий, и от места нахождения производственных мощностей изготовителя.
В 2010 году, приблизительная стоимость больших силовых трансформаторов, имеющих мощность в интервале 75-500 мегавольт-ампер, колебалась от двух до семи с половиной миллионов долларов США. Но эта величина - "франко-борт", не включающая в себя затраты на транспортировку, установку и другие сопутствующие затраты, которые, в общем случае, могут добавлять к общим затратам 25-30 процентов (см. Таблицу 1).
Важным фактором, определяющим стоимость силового трансформатора, является сырье, особенно медь и электротехническая сталь.
Не менее важной составляющей цены большого силового трансформатора служат затраты на транспортировку, поскольку вес такого трансформатора может достигать 410 тонн, и часто требует специального транспорта для перевозки на большие расстояния.
Таблица 1 - Оценки величины Больших Силовых Трансформаторов в 2011 году
|
Класс напряжения (кВ) |
Класс мощности (MBA) |
примерная цена ($) |
Примерный вес (тонн) |
|
Трансформатор для передачи электроэнергии |
|||
|
Три фазы |
|||
|
220-110 |
300 |
2 000 000 |
170 |
|
330-150 |
500 |
4 000 000 |
335 |
|
750-150 |
750 |
7 500 000 |
410 |
|
Одна фаза |
|||
|
750-330 |
500 |
4 500 000 |
235 |
|
Повышающий трансформатор генератора |
|||
|
Три фазы |
|||
|
110-13.8 |
75 |
1 000 000 |
110 |
|
330-13.8 |
300 |
2 500 000 |
185 |
|
Одна фаза |
|||
|
330-22 |
300 |
3,000,000 |
225 |
|
750-26 |
500 |
5,000,000 |
325 |
Замечания: Указанные цены являются отпускной ценой, и не включают в себя налоги, транспортные расходы, затраты на приобретение специальных устройств и принадлежностей, на специальное тестирование (на короткие замыкания, и т.п.), на изолирующее масло, на установку и/или дополнительное обслуживание. С учетом этих затрат, цена установленного трансформатора будет выше на 25-30 процентов.
Применение больших заказных трансформаторов требует значительного капитала и большого времени (превышающего шесть месяцев) для их изготовления. Производство таких трансформаторов требует наличия мощного кранового оборудования, достаточно больших площадей, и соответствующего оборудования для проведения испытаний и высушивания.
