Как делают трансформаторы на заводах

Как делают трансформаторы

EnergyLand.info удалось побывать в цехах ОАО «Свердловский завод трансформаторов тока» (г. Екатеринбург) и посмотреть, как выглядит производство изнутри.

С 1950-х гг. ОАО «СЗТТ» выпускает измерительные трансформаторы с литой изоляцией и завод известен на российском рынке в первую очередь именно этой продукцией. Однако сегодня номенклатура предприятия существенно шире — оно производит силовые трансформаторы, трансформаторы для специальных применений, распределительные устройства. И наше знакомство с заводом началось с цеха по производству силовых трехфазных сухих трансформаторов серии ТЛС на напряжение 6-10 кВ.

Один из основных элементов трансформатора — ферромагнитный сердечник. Как правило, для его изготовления используется электротехническая сталь, которую поставляют металлургические заводы в виде ленты, свернутой в рулоны. На отдельной промплощадке, куда выведен подготовительный этап производства, эту сталь режут и наматывают магнитопровод. Уже в катушке сталь отжигают, чтобы добиться требуемых магнитных свойств. Здесь же проводят первые испытания на соответствие и отправляют заготовку к месту основной сборки трансформатора.


Сердечник трансформатора после «вмотки»	Сборочные операции выполняются вручную

На следующем этапе стальную катушку на специальных станках покрывают медной проволокой. Это называется «вмотка» (не путать с «намоткой»!). В конструкцию добавляют необходимые провода и другие элементы. Сборка происходит вручную — другого способа ни в России, ни за рубежом пока не придумано. Теперь необходимы новые испытания (для измерительных трансформаторов это будут испытания на класс точности). Прошедший проверку элемент погружают в пластмассовый корпус — теперь он готов к тому, чтобы отправиться на заливочную линию.


Заливка — непрерывный процесс, печи работают круглосуточно	В помещении за стеклом происходят автоматизированные испытания

Заливают трансформаторы специально приготовленным компаундом на основе эпоксидной смолы, но посмотреть на этот процесс невозможно, потому что заготовки по конвейеру уходят в глубины печи. Сначала форма прогревается в печи в течение восьми часов, и только потом при температуре 132±1°С происходит заливка, а затем в течение еще восьми часов идет полимеризация, или, другими словами, остывание изоляционного покрытия.

Облаченные в литой корпус элементы силового трансформатора поступают на автоматизированную испытательную линию, где система распознает их по заранее нанесенному штрих-коду и соответственно заданным параметрам выстраивает программу испытаний. Такая автоматизированная система испытаний, исключающая ошибки человеческого фактора, была внедрена на предприятии около пяти лет назад и стала серьезным подспорьем в работе ОТК.


Сборка трехфазного трансформатора	Металлообрабатывающий центр

Только после всех проверок литые элементы отправляются на финальную сборку, где компонуются на остове, выполненном из электротехнической стали. Здесь уже можно увидеть привычный взгляду трехфазный силовой трансформатор.

В описанной схеме остались за кадром практически все элементы подготовительного этапа производства. А между тем, они имеют огромное значение с точки зрения качества конечного продукта. Как пояснил Анатолий Бредгауэр, заместитель начальника отдела маркетинга ОАО «СЗТТ», на заводе стараются максимум операций производственного цикла выполнять своими силами. Чтобы это стало возможным, предприятию пришлось провести глобальную модернизацию производственных мощностей. На сегодняшний день они на 70 % состоят из импортного оборудования. Это заливочные линии, оборудование для раскроя металла. Для участка по производству заливочных форм было приобретено 12 обрабатывающих центров с ЧПУ. Также СЗТТ имеет собственное производство пластмасс.

В отрасли часто говорят о том, что сегодня в нашей стране сложно найти место для проведения испытаний электротехнической продукции. На предприятии решили эту проблему, создав собственный центр для испытаний и сертификации высоковольтного оборудования. Тем не менее, для проведения некоторых испытаний, все же приходится обращаться в центры Москвы и Санкт-Петербурга. В первую очередь это касается нового, не имеющего аналогов продукта — трансформатора 110 кВ с литой изоляцией. Один из таких высоковольтных аппаратов, созданных СЗТТ уже находится в опытной эксплуатации на Первоуральском новотрубном заводе. Однако инженеры параллельно продолжают работать над совершенствованием конструкции, стараясь снизить вес изделия.


На сборке ТОЛ и ТШП-0,66	Автоматизированная испытательная линия для низковольтных трансформаторов тока

В завершении экскурсии мы попадаем в цех, где создаются шинные и опорные трансформаторы тока на класс напряжения 0,4 кВ. ТОП и ТШП, как и их высоковольтные собратья, начинаются с намотки магнитопровода. А вот литая изоляция здесь не нужна: трансформаторы упаковывают в корпуса, яркий пластик которых — зеленый, желтый и красный по маркировке фаз — создает ощущение, что ты оказался в цехе детских игрушек. Однако на самом деле тут все не менее серьезно, чем на остальном производстве. Трехступенчатая система контроля позволяет предприятию быть уверенным в качестве и давать на данный продукт восьмилетнюю гарантию. Интересно, что по завершению испытаний система автоматически распечатывает паспорт на каждый аппарат. После упаковки он готов отправляться к потребителю.

Силовые трансформаторы: определение, классификация и принцип работы

Наиболее распространенными электрическими устройствами в промышленности и в быту являются трансформаторы. Их назначение – передача мощности внутри несогласованной электрической цепи между ее различными схемами. Применяются в тех случаях, когда требуется понизить или повысить напряжение между источником энергии и потребителем. Также трансформаторы включены в схемы блоков питания, преобразующих переменный ток в постоянный. В основе работы трансформаторов лежит их способность передавать электроэнергию между контурами посредством магнитной индукции.

Силовые трансформаторы — электромагнитные устройства, предназначенные для преобразования напряжений переменного тока, сохраняя при этом его частоту, а также для преобразования самой системы электроснабжения.

Конструкция и устройство силовых трансформаторов

Основной частью каждого силового трансформатора является его сердечник с несколькими обмотками, изготовленный из ферромагнитного материала. Как правило, это тонкие листы специального трансформаторного железа, обладающего магнитомягкими свойствами. Листы укладываются таким образом, чтобы форма стержней под обмотками в сечении была приближенной к кругу. Для повышения КПД устройства и снижения потерь, целые листы перекрывают стыки между отдельно взятыми пластинами.

Трансформаторная обмотка выполняется, как правило, из медного провода с прямоугольным или круглым сечением. Каждый виток изолирован от самого магнитопровода, а также от соседних витков. Для циркуляции охладителя, между обмотками и отдельными ее слоями предусматриваются технические пустоты.

Каждый трансформатор имеет как минимум две обмотки: первичную (на нее подается электрический ток) и вторичную (ток снимается после преобразования его напряжения).

Принцип работы

Принцип работы любого силового трансформатора заключается в явлении электромагнитной индукции. На первичную обмотку подается переменный ток, который образует в магнитопроводе переменный магнитный поток. Это происходит за счет его замыкания на магнитопроводе и образования сцепления между обмотками, индуцируя ЭДС. Нагрузка, подключенная ко вторичной обмотке, приводит к образованию в ней напряжения и тока.

Конструктивно, для получения любого напряжения на вторичной обмотке, используется необходимое соотношение витков между обмотками. Силовой трансформатор обладает свойством обратимости. Иными словами, он может быть использован и для повышения, и для понижения напряжения. В большинстве случаев силовой трансформатор применятся для решения определенных задач. Например, конкретно повышать или понижать напряжение. У повышающего трансформатора напряжение на первичной обмотке ниже, чем на вторичной.

Классификация силовых трансформаторов

В зависимости от класса напряжения и полной потребляемой мощности, силовые трансформаторы условно делятся на следующие категории:

До 100 кВА, до 35кВ;
100 – 1000 кВА, до 35кВ;
1000 – 6300 кВА, до 35кВ;
Более 6300кВА, до 35кВ;
До 32 000 кВА, 35 – 110 кВ;
32 000 – 80 000 кВА, до 330 кВ;
80 000 – 200 000 кВА, до 330 кВ;
Более 200 000 кВА, более 330 кВ.

Виды силовых трансформаторов

Силовые трансформаторы можно разделить на несколько видов, основываясь на следующих характеристиках и показателях:

Тип охлаждения. Различают сухие и масляные трансформаторы. Первый вариант имеет воздушное охлаждение, используется там, где повышены требования к экологии и пожаробезопасности. Второй вариант представляет собой корпус, заполненный маслом с диэлектрическими свойствами, в который погружен сердечник с обмотками;
Климатическое исполнение: наружные и внутренние варианты;
Количество фаз. Бывают трехфазные (наиболее распространенные) и однофазные;
Количество обмоток. Различают двухобмоточные и многообмоточные варианты;
Назначение: повышающие и понижающие.

Дополнительным критерием служит наличие или отсутствие регулятора выходного напряжения.

Элементы силового трансформатора

Конструкция силового трансформатора подразумевает наличие следующих элементов:

Силовые вводы – устройства, через которые подается нагрузка. Могут быть расположены внутри изделия или снаружи. Вводы изолированы различными специальными материалами, отличаются по типу изоляции и конструкции;
Охладители. Для мощных силовых трансформаторов предусматривается масляная система охлаждения. Охлаждение самого же масла производится посредством радиаторов, гофрированного бака, принудительной вентиляции, масляно-водных охладителей или циркуляционными насосами;
Регуляторы выходного напряжения – устройства, предназначенные для изменения коэффициента трансформации. Могут срабатывать как под действием определенной нагрузки, так и без нее (в зависимости от конструкции). По сути, регуляторы добавляют, либо уменьшают в обмотке количество ее витков.

Силовые трансформаторы могут быть оснащены дополнительным навесным оборудованием:

Газовое реле – устройство с функцией защиты. Если трансформатор работает нестабильно, масло разлагается на составляющие с выделением газа. Газовое реле либо отключает трансформатор, либо оповещает предупреждающими сигналами;
Индикаторы температуры – датчики, производящие замеры температуры масла;
Влагопоглотители – устройства, поглощающие образуемый под защитной крышкой конденсат, тем самым предотвращая его попадание в масло;
Система регенерации масла;
Автоматическая система защиты от повышения давления охладителя;
Индикатор уровня масла.

Параметры силового трансформатора

Номинальная мощность. Для трансформатора с двумя обмотками параметр равен мощности каждой из них. Для трехобмоточного варианта с разной мощностью обмоток параметр равен большему из показателей;
Номинальное напряжение обмоток – характерный параметр для холостой работы;
Номинальный ток – показатель, при котором разрешается длительная эксплуатация устройства;
Напряжение короткого замыкания — характеристика полного сопротивления обмоток.
Потери короткого замыкания;
Ток холостого хода – потери материала магнитопровода (реактивные и активные);
Потери тока холостого хода;
Коэффициент трансформации.

Как выбрать силовой трансформатор

Выбор силового трансформатора для эксплуатации на предприятиях основан на подборе мощности, а также в соответствии с требованиями к надежности питания. Чтобы обеспечить бесперебойное питание, в некоторых случаях требуется установка нескольких трансформаторов. Мощность каждого устройства подбирается таким образом, чтобы при выходе его из строя, другие устройства были способны взять на себя функции этого недостающего звена, с учетом возможных перегрузок.

Еще один важный критерий – наличие защиты:

От внутренних повреждений. Обеспечивается устройствами, контролирующими наличие газов, температуру, давление и уровень масляного охладителя;
От перегрузок. Используется так называемая дифференциальная защита, когда на каждой фазе установлены трансформаторы тока.

Ремонт и техническое обслуживание

Надежность силовых трансформаторов напрямую зависит от качества и своевременности их обслуживания. Устройства, установленные в помещениях, где работает персонал предприятия, подвергаются ежедневному осмотру с контролем показателей уровня масла, состояния поглотителя и устройств регенерации. Кроме того, проверяется целостность корпуса и основных элементов. Трансформаторы в помещениях без персонала осматриваются раз в месяц, а трансформаторные пункты – дважды в год.

Внеплановый осмотр силового трансформатора и его систем защиты проводится при резком изменении температуры окружающего воздуха, а также при аварийных режимах. Периодическому обслуживанию подвергаются и устройства регулировки напряжения. Причина – окисление контактных групп, что приводит к возрастанию их переходного сопротивления. Перед сезонными изменениями нагрузки (обычно дважды в год) устройство отключается от потребителей и питания, после чего регулятор напряжения переводится последовательно во все возможные положения. Процедура способствует разрушению пленки окислов.

Лабораторный анализ масла производится каждый год при капитальном ремонте. Если масло не удовлетворяет требованиям при визуальном осмотре (цвет) или по данным обследования, производится его замена или доливка.

Как в Казахстане производят трансформаторы?

Фото informburo.kz

Государственным структурам Казахстана запретили на два года покупать электрические трансформаторы иностранного производства. Постановление Правительства, как говорится в документе, направлено на защиту внутреннего рынка.

В стране этот сектор машиностроения, по данным Министерства индустрии и инфраструктурного развития, активно развивается. К концу 2018 года выпуск трансформаторов вырос на более чем на 21%. Теперь производство может вырасти ещё больше – в Шымкенте начал работу завод Asia Trafo, который будет выпускать высоковольтные трансформаторы, ранее импортируемые из-за рубежа. Это позволит продолжить модернизацию энергосистемы страны и повысить её эффективность – такие цели поставлены в том числе и в Концепции по переходу Казахстана к «зелёной» экономике.

Корреспондент Informburo.kz лично побывал на предприятии и увидел, как производят трансформаторы в Казахстане.

Первый в Центральной Азии

Компания Alageum Electric работает в Казахстане с 1997 года, её основали на базе Кентауского трансформаторного завода. Сейчас холдинг владеет тремя такими предприятиями в Кентау, Уральске и Шымкенте и занимает более 50% доли казахстанского рынка электротехники.

Последний из введённых заводов – Asia Trafo находится в индустриальной зоне «Тассай» в Шымкенте. Его запустили в декабре 2018 года, и сейчас на нём уже собирают первые трансформаторы.

Завод Asia Trafo на плане индустриальной зоны

Завод Asia Trafo на плане индустриальной зоны «Тассай» / Фото informburo.kz

Здесь производят трансформаторы напряжением от 110 до 500 киловольт, Asia Trafo стал первым предприятием в Центральной Азии, которое выпускает такую продукцию.

Высоковольтные трансформаторы размещают в населённых пунктах и на промышленных объектах для снижения напряжения. К примеру, если в город приходит линия электропередачи с напряжением 110 киловольт, на подстанциях его снижают до 35 киловольт, затем – до 6-10 и ниже, чтобы довести энергию до конечного потребителя в виде привычных 220 вольт в розетке.

Сейчас Alageum Electric выпускает на своём кентауском заводе трансформаторы для напряжения 6-20 и 35-110 киловольт, на уральском – от 6 до 20 киловольт. Благодаря запуску Asia Trafo холдинг Alageum Electric закрывает всю линейку трансформаторов, нужную казахстанскому рынку, – от 6 до 500 киловольт. Ранее часть из них импортировали из Украины, России и Китая.

Намоточно-сборочных цех Asia Trafo

Намоточно-сборочный цех Asia Trafo / Фото informburo.kz

«Завод Asia Trafo – уникальный проект. Такие заводы строят в мире по одному за три года. Производственная мощность предприятия – 12 тысяч мегавольт-ампер в год, или около 40 больших трансформаторов на 500 киловольт. Здесь мы внедрили все последние достижения в области трансформаторостроения за последние годы», – рассказал журналистам генеральный директор завода Сергазы Кунтуаров.

Генеральный директор Asia Trafo Сергазы Кунтуаров

Генеральный директор Asia Trafo Сергазы Кунтуаров / Фото informburo.kz

По словам гендиректора завода, теперь потребность казахстанского рынка будет обеспечена на 90%. При этом доля местного содержания достигает 65-70%. Кадры также местные – с опытом работы на других предприятиях Alageum Electric.

«У нас два трансформаторных завода – Кентауский и Уральский. Все кадры мы заранее готовили там, все специалисты имеют 5-7 лет опыта работы. Также у нас есть договорённости по подготовке кадров с учебными заведениями, применяем метод дуального обучения», – добавил Сергазы Кунтуаров.

На предприятии установлено оборудование европейских производителей. Один из агрегатов намоточно-сборочного цеха – станок поперечной резки швейцарской компании Tuboly Astronic, на котором идёт нарезка стали.

Станок поперечной нарезки

Станок поперечной нарезки / Фото informburo.kz

Его оператор Фуркат Идрисов рассказал, что вся работа идёт с помощью специального программного обеспечения. Нарезка металлических «пакетов», которые потом используют при сборке трансформаторов, для одного трансформатора занимает 4-5 дней при работе в одну смену.

Оператор станка Фуркат Идрисов

Оператор станка Фуркат Идрисов / Фото informburo.kz

Результат работы станка – такие листы металла. Для каждой модели трансформатора форма и размеры листов выбираются по готовым чертежам.

Фото informburo.kz

В этом же цехе готовят обмотку для трансформаторов.

Фото informburo.kz

Также на предприятии действует сварочно-заготовительный цех, в котором идёт сборка корпусов для будущих трансформаторов.

Сварочно-заготовительный цех Asia Trafo

Сварочно-заготовительный цех Asia Trafo / Фото informburo.kz

Так выглядит корпус трансформатора до окраски и окончательной сборки. Точность при сварке особенно важна, потому что дефекты швов могут проявиться при испытаниях трансформатора и свести всю работу на нет.

Фото informburo.kz

Весь завод обошёлся в 18,9 млрд тенге, строили его в рамках государственной программы индустриального-инновационного развития.

«Если будет хорошая загрузка, то в течение 5-6 лет мы окупим проект», – подчеркнул Сергазы Кунтуаров.

Часть средств на строительство предприятия предоставил Банк развития Казахстана – 8,7 млрд тенге, ещё 5,9 млрд выделила дочерняя компания «БРК-Лизинг». Финансирование пошло на покупку технологического оборудования и строительно-монтажные работы.

Фото informburo.kz

Управляющий директор БРК Адиль Исмагамбетов заметил, что инициатор проекта смог получить средства по ставкам ниже рыночных.

«Когда мы утверждали финансирование проекта, было (производство трансформаторов. – Авт.) от 110 до 220 киловольт. Однако после анализа рынка инициатор решил внести изменения. (…) Мы им предоставили льготное финансирование сроком до 12 лет по ставке 9,6% годовых. Банки такие ставки предоставить не могут», – сказал Адиль Исмагамбетов.

Управляющий директор БРК

Управляющий директор БРК Адиль Исмагамбетов / Фото informburo.kz

Предприятие запустили, что дальше?

К концу июня портфель заказов предприятия уже достиг 4 млрд тенге, всего же на первый год планируют реализовать продукцию на 7 млрд. Ко времени посещения журналистов в производстве находились 14 трансформаторов, первые два проходили испытания. До конца 2019 года Asia Trafo может выпустить 35 трансформаторов.

Стоимость каждого из них зависит от комплектации и конструкции, которую определяет заказчик. Стартуют цены от 200 млн тенге за единицу.

Первые трансформаторы произвели по offtake-контрактам, то есть по соглашениям о продаже ещё не произведённой продукции. Ещё в 2018 году завод Asia Trafo заключил такой контракт с казахстанской компанией по управлению электрическими сетями KEGOC. По словам Сергазы Кунтуарова, нацкомпания заказала шесть трансформаторов на 500 киловольт.

Также в мае был заключён offtake-контракт с «дочкой» атомной компании «Казатомпром» – «Уранэнерго», идёт работа над соглашениями с «Қазақстан темір жолы» и компаниями группы «КазМунайГаза». Такие договорённости дают заводу Asia Trafo нужную загрузку и позволяют одновременно обновлять энергосистему, делая её более эффективной.

В целом электротехническое машиностроение в Казахстане сейчас показывает рост. На пресс-конференции в Правительстве 1 августа вице-министр индустрии и инфраструктурного развития Аманияз Ержанов рассказал, что эта отрасль машиностроения имеет стабильную динамику производства и более глубокую локализацию. По итогам 2018 года объём производства достиг 158 млрд тенге.

Выпуск трансформаторов вырос на 21,5%, волоконно-оптических кабелей – на 80,3% и аккумуляторов – на 20,4%. Росту, по словам Аманияза Ержанова, способствовало увеличение экспортных поставок на рынки стран СНГ, преимущественно в Россию.

Нацелен на зарубежные рынки и завод Asia Trafo. В планах его руководства – выход на рынки Таджикистана, Узбекистана, Ирана, Афганистана и Пакистана.

Если вы нашли ошибку в тексте, выделите её мышью и нажмите Ctrl+Enter

Если вы нашли ошибку в тексте на смартфоне, выделите её и нажмите на кнопку «Сообщить об ошибке»

Казахстан
экономика
промышленные предприятия

Как делают трансформаторы на заводах

Самая широкая номенклатура выпускаемых трансформаторов тока и напряжения

СЗТТ является разработчиком ГОСТ по измерительным трансформаторам.

Опыт производства трансформаторов с литой изоляцией – более 60 лет

Вся продукция аттестована на применение в ПАО «Россети»

Изготовление нестандартных трансформаторов

Лицензия на изготовление оборудования для ядерных установок

Аккредитованный испытательный центр ОАО «СЗТТ» проводит испытания всей продукции

Новости завода
Подписаться на новости

Обновления в линейке трансформаторов напряжения ЗНОЛПМ(И)

На трансформаторах напряжения ЗНОЛПМ(И) в классе точности 0,5 увеличена номинальная мощность основной вторичной обмотки до 50 ВА.
Соответственно в трехфазной группе 3хЗНОЛПМ(И) до 150 ВА.

Пост-релиз заседания Комитета по энергетике СОСПП 24.08.2023г. на ОАО «СЗТТ»

На территории ОАО «СЗТТ» было проведено открытое заседание Комитета по энергетике Свердловского Областного Союза Промышленников и Предпринимателей.

Будем рады Вас видеть на выставке «Электрические сети-2023»

С 5 по 8 сентября 2023 года на ВДНХ состоится выставка «Электрические сети-2023».

24 августа 2023 года состоится выездное заседание комитета СОСПП по энергетике на СЗТТ

24.08.2023 года на ОАО «Свердловский завод трансформаторов тока» состоится открытое, выездное заседание Комитета по энергетике СОСПП.

Наши партнеры в Казахстане

По инициативе динамично развивающейся компании ТОО «ДИКОМ ЭНЕРДЖИ» в Алматы с 05 по 07 апреля 2023 прошла стратегическая сессия продаж с деловыми партнерами.

Участие в Международном форуме «Seymartec Energy 2023»

ОАО «СЗТТ» принял участие в выставочной и деловой программе Международного форума «Seymartec Energy 2023».

Новые решения защиты трансформаторов напряжения от феррорезонанса

Конструкторами ОАО «СЗТТ» разработаны новые решения по защите трансформаторов напряжения от феррорезонанса.

Поставка оборудования на «Нижнеангарскую» подстанцию

Для энергообеспечения Восточного полигона в Бурятии на ПС «Нижнеангарская» поставлена 2КТПНУ.

Актуальные решения по импортозамещению

2022 год стал очередным этапом в разработке изделий в рамках импортозамещения.

Делегация ЕЭСК

27 октября 2022 года ОАО «СЗТТ» посетила делегация «Екатеринбургской электросетевой компании».

Визит министра промышленности и науки Свердловской области

2 сентября 2022г. министр промышленности и науки Свердловской области Сергей Пересторонин посетил производственную площадку ОАО «Свердловский завод трансформаторов тока».