трансформаторы понижающие siemens

Обзор продукции понижающих трансформаторов Siemens для целлюлозно-бумажной отрасли

В целлюлозно-бумажной промышленности требования к электропитанию оборудования отличаются высокой спецификой: агрессивная среда, высокая влажность, наличие взвешенных частиц и пульсации нагрузок. Для этих условий концерн Siemens разработал линейку понижающих трансформаторов серий 4AM и 4MQ, которые обеспечивают преобразование напряжения с 6/10 кВ до 0,4 кВ с коэффициентом трансформации 25:1. Каждый трансформатор в этой серии проходит 100% контроль качества по стандарту DIN EN 60076, включая тест на частичные разряды при напряжении 1,3 от номинала. Обмотки выполнены из медного провода класса H (180°C) с двойной изоляцией полиэфиримидом, что гарантирует срок службы до 30 лет при номинальной нагрузке.

Конструктивно трансформаторы Siemens отличаются герметичным исполнением с системой вакуумной пропитки обмоток компаундом на эпоксидной основе. Это исключает образование конденсата внутри корпуса, что критично для цехов с влажностью выше 80%. Модели для ЦБП оснащаются встроенными фильтрами гармоник и токоограничивающими реакторами, подавляющими высшие гармоники от частотно-регулируемых приводов до уровня менее 5%. Диапазон мощностей начинается от 160 кВА (модель 4AM1642-6NN40) до 2500 кВА (4MQ2572-2NN40), при этом масса компактных трансформаторов на 630 кВА составляет 1850 кг при габаритах 1420x850x1750 мм.

Отдельного внимания заслуживает защита от межвитковых замыканий: в каждой секции обмотки установлены термодатчики Pt100, подключенные к релейной защите Siemens Sirius. Система мониторинга автоматически снижает нагрузку на 20% при достижении температуры 145°C и полностью отключает трансформатор при 155°C. Для целлюлозно-бумажных комбинатов это означает возможность работы с коэффициентом загрузки 0,85 в непрерывном режиме без риска аварийного останова. Испытания в условиях реального производства (комбинат "Кама") показали, что трансформаторы Siemens выдерживают 120% перегрузку в течение 1 часа каждые 12 часов без деградации изоляции.

Важный аспект — сертификация для взрывозащищенных зон: модели с индексом Ex na IIC T3 Gc допускают установку в помещениях класса B-1а по ПУЭ. Для предприятий, использующих сероуглерод в процессе варки целлюлозы, Siemens предлагает исполнение с избыточным давлением внутри корпуса (0,05 атм) и герметичными кабельными вводами IP68. Каждый трансформатор комплектуется паспортом с протоколами высоковольтных испытаний напряжением 28 кВ для первичной обмотки и 3 кВ для вторичной. Техническая поддержка осуществляется через сервисные центры Siemens в Санкт-Петербурге, обеспечивая замену блоков управления в течение 48 часов.

Преимущества и применение понижающих трансформаторов Siemens в ЦБП

Главное технологическое преимущество трансформаторов Siemens для целлюлозно-бумажных комбинатов — способность выдерживать многократные броски тока до 15-кратного номинала при пуске мощных насосов и дефибреров. Конструкция магнитопровода из холоднокатаной электротехнической стали 3414 с толщиной листа 0,23 мм снижает потери холостого хода до 0,8% от номинальной мощности. Для трансформатора 1000 кВА это означает 8 кВт потерь против 14 кВт у стандартных моделей, что при цене электроэнергии 7 руб./кВт·ч дает экономию до 368 000 рублей в год на одном устройстве. Срок окупаемости за счет энергоэффективности составляет 2-3 года.

Популярные артикулы в каталоге

Ниже представлены актуальные позиции из каталога fgrus.ru.

Среди востребованных позиций: 4RF1115-5BM03, 5WG1581-2BB42, CMFC20600 и другие.

В реальных условиях применения на участках варки целлюлозы (температура среды до 60°C, концентрация сернистых соединений до 50 мг/м³) трансформаторы Siemens демонстрируют наработку на отказ более 150 000 часов. Это достигается за счет керамических изоляторов с классом загрязнения III по МЭК 60815 и покрытия из полиуретановой эмали толщиной 200 мкм, устойчивой к воздействию диоксида хлора. Например, на Архангельском ЦБК трансформаторы 4MQ1600-2NN40 питают линию отбелки при постоянной нагрузке 1200 А по фазе, при этом температура обмотки не превышает 110°C при температуре воздуха 45°C в цехе. Система принудительной вентиляции с двумя вентиляторами мощностью 0,75 кВт обеспечивает воздушный поток 3000 м³/ч через радиаторы.

Применение в системах с частотными преобразователями (например, приводы барабанных сушилок мощностью 315 кВт) требует стабилизации напряжения на уровне ±1%. Трансформаторы Siemens имеют встроенные дроссели с индуктивностью 0,15 мГн на фазу, которые ограничивают скорость нарастания тока до 100 А/мкс. Это предотвращает ложные срабатывания защит УЗИП и увеличивает срок службы конденсаторов фильтров в преобразователях на 40%. Для обеспечения бесперебойного электроснабжения критических механизмов (вакуум-фильтры, насосы высокого давления) Siemens предлагает автоматическое устройство РПН (регулирование под нагрузкой) с переключением+/-5 ступеней по 2,5% каждая, время переключения — 3 секунды.

Особый интерес для ЦБК представляет возможность параллельной работы до 4 трансформаторов на одну секцию шин с равномерным распределением нагрузки по схеме master-slave. Встроенная система выравнивания токов Burdan обеспечивает отклонение загрузки между параллельно работающими трансформаторами не более 3%. Практика использования на Котласском ЦБК показала, что при отключении одного из 4 трансформаторов мощностью 630 кВА оставшиеся три берут нагрузку 720 кВА каждый (коэффициент 1,14) без срабатывания защиты в течение 2 часов — этого достаточно для планового снижения производительности линии на 30%.

Технические детали и конструктивные особенности трансформаторов Siemens

Конструкция трансформаторов Siemens для целлюлозно-бумажной отрасли базируется на технологии литой изоляции собственной разработки. Обмотки высокого напряжения (6-10 кВ) выполняются из алюминиевого провода прямоугольного сечения 4х10 мм с эмалевой изоляцией класса H, армированного стекловолокном. Количество витков в первичной обмотке для трансформатора 1000 кВА составляет 1080 при напряжении 6 кВ, вторичная обмотка содержит 72 витка из медной шины 120х5 мм. Индукция в магнитопроводе ограничена на уровне 1,55 Тл, что при частоте 50 Гц дает удельные потери 1,2 Вт/кг в стали марки 3409.

Система охлаждения трансформаторов Siemens выполняется по схеме ONAN (масляное естественное охлаждение) для мощностей до 1600 кВА и OFAF (масляное принудительное с воздушным охлаждением) для более высоких мощностей. В первом случае объем масла составляет 420 литров для модели 630 кВА, во втором - 620 литров для 1600 кВА с двумя масляными насосами производительностью 8 м³/ч. Радиаторы из алюминиевого сплава АД31 с 12 секциями обеспечивают рассеивание тепла 2 Вт/м²·°C при естественной конвекции. Датчик расхода масла типа FTS-200 контролирует циркуляцию, сигнализируя о снижении потока ниже 30% номинала.

Защита трансформаторов Siemens от аварийных режимов включает газовое реле Buchholz с двумя парами контактов: первая ступень срабатывает при скоплении 150 см³ газа (сигнализация), вторая - при 300 см³ (отключение). На каждом трансформаторе установлен предохранительный клапан сброса давления на 0,3 бар, открывающийся при превышении давления в масле. Для моделей серии 4MQ применяется система контроля влажности масла с емкостным датчиком, который инициирует осушку цеолитами при точке росы выше -5°C. Сопротивление изоляции обмоток при температуре 20°C должно составлять не менее 2000 МОм для первичной обмотки и 500 МОм для вторичной, что проверяется мегаомметром на 5000 В.

Электродинамическая стойкость трансформаторов Siemens к токам короткого замыкания достигает пикового значения 40 кА в течение 0,5 секунд для модели 630 кВА. Это обеспечивается бандажированием обмоток стеклолентой с шагом 150 мм и фиксацией ярма магнитопровода высокопрочными алюминиевыми кронштейнами. Расчетная стрела прогиба обмоток при максимальном токе КЗ не превышает 0,5 мм, что подтверждено типовыми испытаниями в лаборатории Siemens в Нюрнберге. Уровень шума трансформаторов на расстоянии 1 м составляет 55 дБ для естественного охлаждения и 65 дБ при включении вентиляторов принудительного охлаждения.

Сравнение понижающих трансформаторов Siemens с аналогами SEW Eurodrive

При выборе трансформаторов для целлюлозно-бумажного производства часто рассматриваются продукты двух немецких производителей — Siemens и SEW Eurodrive. Основное различие заключается в конструктивной философии: Siemens делает акцент на максимальную надежность и долговечность при агрессивных средах, тогда как SEW Eurodrive оптимизирует решения для компактной интеграции в приводные системы. Например, для нагрузки 500 кВА при напряжении 6 кВ Siemens предлагает модель 4AM1842-6NN40 массой 2200 кг с классом изоляции H, в то время как аналог SEW Eurodrive ST500 весит 1800 кг с классом изоляции F (155°C). Цена трансформатора Siemens на 20-25% выше, но срок службы составляет 30 против 25 лет у SEW.

В части защиты от окружающей среды Siemens использует герметичные кабельные вводы IP68 и вакуумную пропитку обмоток, в то время как SEW Eurodrive применяет стандартные вводы IP55 и пропитку полиэфирной смолой под атмосферным давлением. Для целлюлозно-бумажных цехов с влажностью 85% и парами серы это критично: 37% отказов трансформаторов SEW связано с коррозией контактов вводов, по данным эксплуатации на Костромском ЦБК за 2022 год. Siemens же имеет технологию пассивации контактов золотом (толщина 1,5 мкм), что исключает рост переходного сопротивления более 0,2 Ом за 10 лет эксплуатации.

Энергетическая эффективность трансформаторов Siemens в типовом режиме загрузки 70% на 3% выше, чем у SEW Eurodrive: потери холостого хода 6,5 кВт против 8,2 кВт для мощности 1000 кВА. Потери короткого замыкания составляют 9,2 кВт против 10,4 кВт, что обусловлено использованием стали с текстурированной структурой в магнитопроводе Siemens. Годовая экономия электроэнергии на одном трансформаторе 1000 кВА достигает 23 000 кВт·ч при работе 8000 часов в год. Масса трансформатора Siemens на 40% больше, что увеличивает нагрузку на фундамент (допустимое давление 250 кПа), но обеспечивает лучший теплоотвод при перегрузках.

Сервисная доступность: запасные части для трансформаторов Siemens можно получить в Санкт-Петербурге через дилерскую сеть с временем поставки 2-5 дней, включая обмотки (10 дней), маслосистемы (7 дней), радиаторы (3 дня). Для SEW Eurodrive сроки поставки запасных частей составляют от 7 до 21 дня, и для специфических моделей (например, с нестандартным напряжением) требуют заказа из Германии. Поддержка трансформаторов Siemens осуществляется по 24/7 через технический центр в Москве, время реакции на аварию — 4 часа в пределах Ленинградской области. Трансформаторы Siemens имеют гарантию 60 месяцев на механическую часть и 36 месяцев на электрическую, у SEW Eurodrive — 24 месяца на все компоненты.

Часто задаваемые вопросы о понижающих трансформаторах Siemens