Силовой трансформатор является одним из основных элементов существующей системы энергоснабжения и распределения электрической энергии. Надежность работы трансформатора в значительной степени определяется его способностью выдерживать электродинамические воздействия, возникающие при коротких замыканиях.
Наиболее достоверным способом проверки стойкости к токам короткого замыкания являются испытания трансформатора. Поэтому в соответствии с ГОСТ Р 52719 стойкость трансформаторов при КЗ должна подтверждаться обязательными электродинамическими испытаниями для всех трансформаторов мощностью до 40 МВА включительно. Кроме того, Федеральная сетевая компания при проведении аттестации закупаемого оборудования делает акцент на обязательном соблюдении требований ГОСТ в части стойкости трансформаторов к токам короткого замыкания, что обязывает производителей проводить испытания.
Однако ситуация с испытаниями на стойкость при КЗ в России (и странах СНГ) критическая. В последние десятилетия многократно снизился объем испытаний на стойкость при КЗ силовых трансформаторов, причиной этому является фактическое отсутствие действующих испытательных стендов на территории России. Ранее существовавшие испытательные стенды ФГУП ВЭИ, НИЦ ВВА (г. Москва), МИС (г. Тольятти), УЭТМ (г. Екатеринбург) и другие, в настоящее время либо совсем прекратили свое существование, либо значительно сократили свои испытательные возможности по причине устаревания имеющегося оборудования.
Единственным выходом из сложившейся ситуации является проведение испытаний на зарубежных стендах, расположенных в Чехии, Голландии, Индии, Южной Корее и других странах Европы и Азии. Испытания являются дорогостоящими, и цена ошибки очень высока, поэтому для каждого завода-изготовителя проведение подобного «краш-теста» выпускаемого оборудования является значимым событием.
Предприятием «Эльмаш (УЭТМ)», обладающим заслуженным авторитетом в области трансформаторостроения, и, в частности, в вопросах обеспечения электродинамической стойкости, в качестве объекта испытаний был выбран наиболее мощный по требованиям ГОСТ Р 52719 из подлежащих обязательным испытаниям силовой трехобмоточный трансформатор типа ТДТН-40000/110. Спецификой данного типа оборудования является наличие трехобмоточных режимов короткого замыкания. Они характеризуются максимальными значениями токов в обмотках и критическими усилиями, действующими на элементы конструкции. Такие режимы нормируются в ГОСТ Р 52719, но отсутствуют в международных стандартах, например МЭК 60076-5. Поэтому требования МЭК являются менее жесткими по сравнению с отечественным стандартом, и зачастую конструкции зарубежных производителей не учитывают специфику трехобмоточных режимов, которые характерны для мощной и разветвленной российской энергосистемы.
При проектировании были использованы методика расчета на основе РД 16.431-88, реализованная в программе РЭСТ (ВЭИ), и действующие СТО. В процессе испытаний также была проверена надежность новых конструкторских решений и современных материалов, используемых в настоящее время на нашем предприятии.
Как показывает практика испытаний, не только правильный расчет и новые конструкторские решения являются залогом создания надежного изделия. Другие обязательные составляющие – это соблюдение технологии и качественное производство. Результат испытаний подтвердил, что применяемые технологии на трансформаторном производстве ООО «Эльмаш (УЭТМ)» обеспечивают требуемое высокое качество выпускаемой продукции. Контроль специалистами ПК ТР и ОГК ТРО осуществлялся на каждом без исключения этапе производства: от штамповки обмоточных прокладок до насадки обмоток и термовакуумной обработки активной части.
После производства и предварительных испытаний трансформатор был отправлен на испытательный стенд KEMA, расположенный в г. Прага, Чехия. Данный стенд обладает заслуженным авторитетом во всем мире. Монтаж и непосредственные испытания трансформатора ТДТН-40000/110 проводились согласно программе, составленной в соответствии с ГОСТ 20243, где были прописаны 15 зачетных опытов, в том числе 5 из них в трехобмоточном режиме с максимально возможными токами КЗ.
Далее трансформатор, согласно существующей процедуре, был направлен обратно на завод, где был разобран для обследования и выдачи окончательного заключения. Для инспекции на завод прибыли специалисты от испытательной лаборатории KEMA, которые по результатам испытаний и тщательного осмотра уверенно констатировали отсутствие каких-либо повреждений и полную работоспособность испытанного трансформатора. По факту проведенной инспекции специалисты КЕМА поздравили заводчан с успешным прохождением процедуры испытаний, а также отметили надежность конструкции и качество сборки в целом.
Положительные результаты испытаний трехобмоточного трансформатора типа ТДТН-40000/110 в дальнейшем позволили нашему предприятию продолжать процедуру прохождения аттестации для возможности получения заказов на поставку оборудования для таких крупных организаций, как ПАО «Россети», «АК Транснефть», «Газпром».
На этом работа в данном направлении не прекращается, впереди новые испытания трансформаторов со сниженными массогабаритными параметрами, которые в очередной раз должны продемонстрировать надежность конструкции и качество сборки трансформаторно-реакторного оборудования производства «Эльмаш (УЭТМ)»!
Дмитрий Киселев, руководитель проектно-расчетной группы масляных трансформаторов
