22.12.2023 - Алюминиевая Ассоциация

Трансформаторы – один из ключевых элементов системы энергоснабжения городской и транспортной инфраструктуры, а также промышленных объектов. Надежность и безопасность этого электроэнергетического оборудования достигается, в том числе за счет качества обмоток, изготовленных из алюминиевой ленты. До запуска на САЯНАЛе проекта СА-55 производителям трансформаторов приходилось покупать значительное количество ленты у иностранных производителей. Теперь модернизированный завод обеспечит качественной лентой предприятия в России и СНГ.

Масштабные преобразования
С точки зрения особенностей конструкции трансформаторы делятся на масляные и сухие. В маслонаполненном агрегате магнитный провод и обмотки охлаждаются, соответственно, трансформаторным маслом, которое также выступает в роли изоляции между токоведущими и заземленными элементами. В сухом трансформаторе обмотки и магнитопровод охлаждаются воздухом, циркулирующим либо естественным образом, либо принудительно.

Алюминий – оптимальный материал для производства обмоток силовых трансформаторов. Его применение вместо меди позволило существенно уменьшить вес устройств.

Масляные трансформаторы применяются в самых разных сферах уже много десятилетий. Они способны стабильно работать в условиях перегрузок и в широчайшем диапазоне температур: от -60 до +40С. Однако масляные аппараты относятся к пожароопасному типу устройств (категория В1), а потому размещать их можно только снаружи. Кроме того, им требуется регулярное техобслуживание, которое включает анализ содержания влаги и газа в масле, за исключением трансформаторов типа ТМГ – герметичных.

Трансформаторы ТМГ изготавливаются в герметичном исполнении с полным заполнением масла. Температурные колебания объема масла компенсируются за счет упругой деформации гофров бака. Обмотки низшего напряжения трансформаторов этой серии выполнены из специальной ленты, что сочетает в себе технологичность намотки с высоким уровнем надежности. Применение передовых технологий, современных обмоточных и изоляционных материалов позволило создать конструкцию, в которой негативные последствия ударов токов внешнего короткого замыкания сведены к минимуму. Также это позволило снизить материалоемкость и, соответственно, цену изделия.

Надежность и безопасность сухих трансформаторов с литыми обмотками из алюминиевых сплавов позволяет использовать их в строительстве жилых и общественных зданий, больниц, аэропортов, метрополитенов, судов, угледобывающих шахт, нефтедобывающих платформ и атомных электростанций.

Сухие трансформаторы устанавливают: в помещениях и на территории административных зданий, культурно-развлекательных центров, учебных корпусов. Без этого оборудования невозможно представить аэропорты, морские платформы и порты, складские терминалы, объекты жилищно-коммунального комплекса и промплощадки. Трансформаторные установки – необходимый компонент ветрогенераторов, гелиостанций и ТЭЦ.

В отличие от трансформаторов с масляным охлаждением сухие силовые трансформаторы с литыми обмотками (ТСЛ) не требуют обслуживания и безопасны (относятся к категории Д), поскольку выполнены из материалов, не поддерживающих горение. При наличии необходимой защиты устойчивы к воздействию внешних факторов, возникающих при нарушениях работы сети. А использование эпоксидной смолы в качестве изоляции создает условия безопасной эксплуатации трансформатора в самых разных условиях: от жилых помещений или офисов до рудников, нефтяных платформ, метрополитена и атомных электростанций.

За счет большого сечения алюминиевый проводник имеет большую поверхность охлаждения, что важно для литой обмотки, так как единственная возможность отдать тепло – это прямой контакт проводника с теплопроводным материалом литой обмотки.

Эксперты Алюминиевой Ассоциации видят большие перспективы и в расширении использования алюминиевых проводников в обмотках трансформаторов – как сухих, так и масляных.

Светлая полоса
Для производителей трансформаторов алюминий стал практически безальтернативным материалом благодаря его высокой проводимости, коррозионной стойкости и повышенной по сравнению с медью теплоотдаче, не говоря уже об экономической эффективности (крылатый металл в разы дешевле меди). Кроме того, применение в производстве трансформаторных обмоток алюминия вместо меди позволяет существенно уменьшить вес оборудования.

Заметим, что в конструкции трансформаторов алюминий присутствует в виде сплавов 1050, 1060, 1070 и 1350.

Сегодня все новые серии трансформаторного оборудования общего назначения мощностью до 16000 кВА включительно проектируются с алюминиевыми обмотками.

Благодаря особенностям конструкции и отсутствию риска протечек масла сухие трансформаторы используются там, где соблюдению экологической безопасности уделяется повышенное внимание.

Обмотку трансформаторов сухого и масляного типа производят на специализированных обмоточных станках из алюминиевой ленты или, как ее еще называют, трансформаторной полосы. Толщина ленты варьируются в пределах от 0,2 до 3,5 мм, ширина – от 10 мм до 1600 мм.

Самая распространенная технология – заливка обмоток изоляционным компаундом с вакуумированием. При намотке катушки в качестве межслоевой изоляции применяют: бумагу, картон, полиэфирную пленку или стеклоткань. Таким образом, получается плотная целостная конструкция, отличающаяся повышенной стойкостью к нагрузкам.

Полный цикл в Саяногорске
Еще недавно, до 2022 года, основной проблемой для трансформаторщиков была нехватка локализованного производства, способного обеспечить продукцией весь номенклатурный ряд. Изначально, до запуска на САЯНАЛе проекта СА55, производственная цепочка выглядела так: РУСАЛ, КУМЗ, СМЗ и АМР поставляли слябы и ленту на промышленную площадку компании «МОСТ-1» в Мытищах. Там, в Центре обработки металла, на режущих станках изготавливалась лента необходимых заказчику размеров и механических свойств. Однако поставляемых объемов полуфабриката не хватало, и МОСТ-1 был вынужден дополнительно закупать ленту в странах ЕС.

Слабые места существовавшей производственной цепочки были очевидны всем. Поэтому в Саяногорске на фольгопрокатном предприятии САЯНАЛ инициировали модернизационный проект СА55, который в недалекой перспективе позволит сократить сроки производства ленты за счет более эффективной логистической схемы, а главное –концентрации производства на одном заводе.

До 2022 года трансформаторная лента поставлялась из-за рубежа, а на российских предприятиях осуществлялась резка. РУСАЛ закупил оборудование, которое позволяет осуществить производство полного цикла в одном месте – на заводе САЯНАЛ.

Таким образом, САЯНАЛ обрел уникальный статус – это первое отечественное предприятие полного цикла, где представлен весь комплекс оборудования, в том числе импортного, на котором можно прокатать ленту до необходимой толщины, выполнить правку, мойку и резку ленты. И все это на одной площадке! Стоит отметить широкое внедрение цифровизации и автоматизации в рамках проекта СА55: качество продукции обеспечивают управление всеми параметрами производства, специализированное ПО и интегрированная в рабочие процессы система контроля.

Само собой, качество выпускаемой трансформаторной ленты в значительной степени зависит от расходных материалов. Чтобы компенсировать нехватку запчастей для иностранного оборудования, используемого в проекте СА55, на завод в Саяногорске наладили поставки расходников от отечественных производителей. В короткие сроки удалось импортозаместить продукцию ушедших с российского рынка иностранных компаний.

На финишной ленте
На установленном на САЯНАЛе оборудовании можно производить не только трансформаторную ленту, но и дистанционную рамку для стеклопакетов и ленту для строительных стеновых панелей – сайдинг. Широкий спектр номенклатуры делает продукцию САЯНАЛа популярной среди заказчиков и обеспечивает полную загрузку оборудования.

Возможности оборудования практически не ограничены, оно способно удовлетворить запросы самых взыскательных заказчиков. Сегодня поставки трансформаторной ленты налажены на крупнейшие предприятия России и СНГ, организованы квалификационные поставки опытных партий ленты на все заводы, которые производят сухие трансформаторы.

На оборудовании проекта СА-55 САЯНАЛ способен выпускать до 55 тысяч тонн продукции в год.

На оборудовании проекта СА55 завод САЯНАЛ способен выпускать до 55 тысяч тонн продукции в год. Через пять-семь лет, как ожидается, этот показатель вырастет вдвое, благодаря реализации проекта brownfield на основе уже существующей производственной площадки. Такой объем обеспечит качественной трансформаторной лентой всю Россию и страны СНГ.