Внедрение инновационных технологий и энергосберегающих мероприятий на УП «Минский электро-технический завод имени В.И.Козлова»

«Инвестиции, инновации, энергосбережение – главные факторы в развитии предприятия» – так назывался один из семинаров в рамках Белорусского промышленного форума-2012, прошедшего недавно в Минске. Поднятая тема вызвала больший интерес участников, потому что, по сути, речь шла о «плавучести» промышленной эскадры Беларуси в жестких условиях рынка, о достижении и поддержании уровня конкурентности выпускаемой ими продукции. Этой проблеме было посвящено также выступление на семинаре главного инженера  УП «Минский электро-технический завод имени В.И.Козлова» Ленгина Наполеоновича Стабровского.

 УП «Минский электро-технический завод имени В.И.Козлова» сегодня производит широкий спектр электротехнического оборудования. Это – силовые распределительные трансформаторы - сухие  и масляные (от 10-2500 кВА);  комплектные трансформаторные подстанции (16-1600 кВА);  многоцелевые трансформаторы (до 6,3 кВА); трансформаторы тока и другое электротехническое оборудование. Ежемесячно выпускается более 2500 силовых распределительных трансформаторов, которые поставляются в Россию, Украину, Беларусь, страны Средней Азии, Прибалтику, а также, по индивидуальным заказам в страны Западной Европы. Мы намерены и дальше расширять промышленные мощности, модернизировать производство, так как спрос на продукцию по-прежнему большой.Ежегодные инвестиции в развитие составляют  порядка 10 - 12 миллионов долларов США.

Выпуск силовых распределительных трансформаторовдостаточно сложный и специфический процесс. Но это не является препоной для осуществления конкретных инновационных технологических решений. Так, например, была выполнена реконструкциия сварочного производства баков силовых масляных трансформаторов. На второй площадке завода в п/б «Колядичи» в самом начале 2010 года вышел на проектную мощность роботизированный комплекс сварки гофрированных баков для трансформаторов всех мощностей и модификаций. В автоматическом режиме по заданной программе, с использованием автоматизированных манипуляторов и  при помощи робота с ЧПУ этот комплекс производит  сварку гофрированных баков трансформаторов.  Изготовленные по этой технологии баки имеют превосходное качество маслоплотных швов, выполненных без физического участия человека, а производительность участка сварки гофробаков увеличилась в 2 раза.

Еще один пример. На заводе освоен серийный выпуск трехфазных масляных трансформаторов ТМГ21-1000/10-У1 (ХЛ1). Их отличие от трансформаторов серии ТМГ11 заключается в том, что обмотка низшего напряжения выполнена не из алюминиевых проводов, а из алюминиевой фольги. Для придания обмоткам необходимой прочности и в качестве межслоевой изоляции применена специальная бумага, которая в процессе сушки спекается, делая обмотки монолитными. Поскольку в обмотках из фольги осевые усилия практически отсутствуют – данные трансформаторы имеют повышенную устойчивость к усилиям, вызванным токами короткого замыкания. Располагая значительно меньшим тепловым сопротивлением, обмотка НН лучше охлаждается и имеет более равномерный нагрев. Такое конструктивное решение является главным отличием трансформаторов ТМГ21-1000/10-У1 (ХЛ1) от трансформаторов ТМГ11-1000/10-У1 (ХЛ1). При этом, именно благодаря такому решению стало возможным спроектировать более компактный и более лёгкий трансформатор. Например, при увеличении ширины трансформатора на 45 мм его длина и высота стали меньше на 60 мм и 110 мм соответственно. Удалось уменьшить массу трансформатора на 200 кг, в том числе массу масла на 150 кг. Производство указанных изделий стало возможным после соответствующей разработки конструкции трансформаторов и внедрения нового намоточного станка с ЧПУ, позволяющего в автоматическом режимеизготавливать обмотки из фольги. Именно это послужило началом модернизации всего намоточного производства на УП «МЭТЗ им. В.И. Козлова».

На государственном уровне поставлена задача снизить энергоёмкость на единицу продукции и этим уменьшить ее себестоимость. Как это решается на нашем предприятии? Взвешенно и предметно.

 Работой по экономии энергоресурсов у нас занимаются давно, так как это снижает издержки производства, способствуя повышению конкурентоспособности выпускаемой продукции. В результате за последние 15 лет при росте объема производства в 7 раз потребление топливно-энергетических ресурсов снижено на 20%, а энергоемкость продукции в 5 раз. Это достигнуто за счет внедрения нового и менее энергоемкого технологического оборудования.

Известно, что большая доля потерь электроэнергии приходится на распределительные четырехпроводные электрические сети с напряжением 0,38 кВ. В Западной Европе  на тендерах по закупке трансформаторов уже давно используется подход к подсчету цены, учитывающий в ней потери за весь срок службы трансформатора – 30 лет. Свести эти потери к минимуму и призваны трансформаторы типа ТМГСУ со специальным встроенным симметрирующим устройством. Экономия электроэнергии в случае применения трансформатора ТМГСУ достигается за счет его принципиально новой конструкции – включения в рассечку нулевого провода обмотки симметрирующего устройства.

Симметрирующее устройство (СУ) – это дополнительная обмотка, уложенная  поверх обмоток высшего напряжения трансформатора. Причиной дополнительных потерь в линиях электропередач является несимметричная нагрузка фаз – обычное явление в коммунально-бытовых и прочих сетях. При появлении тока в нулевом проводе тепловые потери резко возрастают: их величина квадратично зависима от силы тока (W = I²*R, где W- потери, I – ток в линии, R – сопротивление проводника). Выравнивая перекос фазных напряжений, СУ уменьшает ток в нулевом проводе и, таким образом, минимизирует потери. Проведение независимых испытаний показало, что при силе тока в нулевом проводе 0,25 Iном, использование трансформатора ТМГСУ (Y/Yн) мощностью 250 кВ·А ежегодно может экономить 6196 кВт·ч по сравнению с сетями, где применяются обычные трансформаторы, и 852 кВт·ч электроэнергии – по сравнению с сетями, где применяются трансформаторы со схемой соединения обмоток «звезда-зигзаг-ноль». Кроме того, выравнивая систему фазных напряжений, трансформаторы ТМГСУ эффективно решают еще одну исключительно важную задачу – обеспечение потребителей качественной электроэнергией. При наличии в сети нелинейных нагрузок (например, сварочных аппаратов, газоразрядных ламп и т. д.) форма кривой изменения выходного напряжения серьезно искажается. Для потребителя это выражается в скачках напряжения, которые приводят к тому, что КПД различных электроприборов, питающихся от этой сети, снижается, устройства потребляют больший ток, сильнее нагреваются, в итоге могут вовсе выйти из строя и даже стать причиной пожара.

СУ незаменимо в деле повышения качества выходного напряжения – оно резко улучшает форму кривой его изменения, приближая ее к синусоидальной. К тому же, пониженное сопротивление нулевой последовательности трансформатора ТМГСУ обеспечивает высокую чувствительность защиты от коротких замыканий, которая  срабатывает, локализуя поврежденный сегмент. Таким образом, повышается защищенность самого трансформатора и безопасность всей электросети. Трансформаторы ТМГСУ наиболее эффективны при использовании на небольших участках, малых предприятиях, в сельском хозяйстве – там, где рационально применять устройство мощностью до 250 кВ·А.

Энергосберегающие трансформаторы серии ТМГ12 являются инновационным продуктом, при разработке которого на предприятии руководствовались рекомендациями Европейского комитета по электротехнике (CENELEC). Из всех силовых трансформаторов, серийно выпускаемых в СНГ, трансформаторы ТМГ12 обеспечивают самый малый уровень потерь холостого хода и короткого замыкания. Так, по сравнению с трансформаторами предшествующей модели ТМГ11 (аналогичные которым выпускает большинство производителей в СНГ), трансформаторы ТМГ12 обладают сниженным на 22-25% уровнем потерь холостого хода и сниженным на 3-15% – в зависимости от мощности – уровнем потерь короткого замыкания. Например, при среднем уровне суточной нагрузки 0,7 трансформатор ТМГ12 мощностью 630 кВ·А может сэкономить 5280 кВт·ч электроэнергии в год, трансформатор ТМГ12 мощностью 400 кВ·А – 6200 кВт·ч электроэнергии в год.

 Подобный эффект был достигнут дополнительно направленными материалами на создание трансформаторов ТМГ12, поэтому их стоимость в среднем на 7-10% превышает стоимость трансформаторов ТМГ11. Однако, произведя несложные подсчеты, можно выяснить, что, в зависимости от мощности устройства и нагрузки на него, инвестиции в трансформаторы ТМГ12 начнут приносить дивиденды уже через 1-3 года их эксплуатации. С учетом того, что срок службы трансформатора составляет не менее 25 лет, трансформаторы ТМГ12 будут экономить их владельцу миллионы рублей ежегодно. Кроме того, в силу своих конструктивных особенностей, трансформаторы ТМГ12 являются малошумными. По сравнению с большинством других силовых трансформаторов аналогичной мощности, их звучание в среднем в 2 раза меньше, что особенно важно при установке трансформаторов вблизи жилых домов.

В настоящее время завод выпускает трансформаторы ТМГ12 мощностью 250, 400, 630, 1000 и 1250 кВ·А. Имеет место еще один эффект. Его габариты позволяют производить замену трансформаторов меньшей мощности, например, 400 кВА серии ТМГ на трансформаторы большей на ступень мощностью 630 кВА серии ТМГ12 без изменения – расширения  строительной части. И, что особенно важно, с соблюдением требований соответствующих разделов ПУЭ по размерам коридоров, проходов, промежутков между стенами подстанций и трансформатором.