Азотный трансформатор тока 110 кВ: техническая, экономическая и экологическая целесообразности применения
Козловский А.Н., генеральный директор ЗАО «ЗЭТО»
Иванов Д.В., технический директор ЗАО «ЗЭТО»
Ярошенко Д.С., генеральный конструктор ЗАО «ЗЭТО»
Острейко В.Н., к.т.н., гранд-доктор теоретической электротехники, зам. ген. конст. по научно-техническим разработкам и публикациям
В последнее десятилетие в соответствии с мировой тенденцией элегаз в России стал основной коммутационной и изоляционной средой для высоковольтных аппаратов напряжением 110 кВ и выше. Превосходные свойства элегаза как коммутационной среды, обеспечивающей в сравнении с маслом и воздухом значительно более низкое напряжение и энергию на электрической дуге, позволили элегазовым выключателям полностью вытеснить масляные и воздушные. Но в отличие от выключателей применение элегаза в измерительных трансформаторах не является безальтернативным. ООО «ЗЭТО-Газовые Технологии» подготовило производство и аттестовало азотный трансформатор тока ТОГФ-110.
Элегаз и масло имеют примерно одинаковые изоляционные характеристики. Поэтому на рынке присутствуют и масляные, и элегазовые измерительные трансформаторы, которые в основном имеют равные технико-экономические показатели.
Но при этом масляный трансформатор пожаро- и взрывоопасен, а элегазовый – подпадает под экологический контроль по утечкам парникового газа в атмосферу. Общая же проблема для обоих видов трансформаторов при ремонтах и окончании срока службы – извлечение и утилизация масла и элегаза с соблюдением экологических правил. Это приводит к издержкам, иногда значительным, особенно для подстанций, удаленных от мест нахождения ремонтных подразделений и мест утилизации.
ООО «ЗЭТО-Газовые Технологии» подготовило производство (фото 1) и аттестовало азотный трансформатор тока ТОГФ-110 (фото 2). Он имеет изоляционную среду, которая является основной составляющей воздуха. Поэтому у такого трансформатора отсутствуют вышеупомянутые недостатки, свойственные для масляных и элегазовых трансформаторов, поскольку:
- азотный трансформатор пожаро- и взрывобезопасен;
- он не подпадает под экологический контроль;
- его изоляционная (азотная) среда проста и единообразна для всех климатических исполнений, она практически не зависит от температуры, а также не нуждается в специальных технологиях контроля и утилизации;
- в процессе монтажа и эксплуатации трансформатора, а также утилизации азота не требуется присутствие представителей производителя или специально обученного персонала.
С учетом этих факторов азотный измерительный трансформатор высокого напряжения более предпочтителен по сравнению с масляным и элегазовым аналогами.
Но азот как изоляционная среда уступает маслу и элегазу, что приводит к некоторому (сравнительно небольшому) удорожанию трансформатора. Но разумное удорожание, исключающее риски и финансовые издержки в будущем, при дальновидном подходе является оправданным. Нельзя забывать, что в местах компактного проживания людей в ряде стран, например, Европы и в Японии финансовые санкции накладываются на малейшие уровни выбросов парниковых газов, что в будущем может быть и в России.
Подстанции 110 кВ – самые многочисленные, зачастую они значительно удалены от сервисных центров, что предопределяет высокие транспортные расходы, связанные с ремонтом и утилизацией масла и элегаза (особенно в районах Сибири и Дальнего Востока). Применение же азотных трансформаторов даст существенное снижение эксплуатационных затрат, компенсирующее возможное удорожание изделий. Что касается трансформатора тока ТОГФ-110, то его стоимость мало отличается от стоимости элегазовых аналогов – особенно, если количество вторичных обмоток меньше шести, что характерно для регионов климатического исполнения УХЛ1.
Отметим, что в основном трансформатор ТОГФ-110 имеет известную конструкцию [1]. Вместе с тем, в ней применен ряд инновационных технологических и конструктивных решений. Так, минимизированы электрические напряженности в областях их максимальных значений. Это принципиально важно, поскольку электрическая прочность азо