Трансформаторы ТМГ 160

Трансформаторы ТМГ 160: полное техническое описание, конструкция и применение

Трансформатор ТМГ 160 представляет собой трехфазный двухобмоточный масляный трансформатор общего назначения, класса напряжения 6 или 10 кВ, с номинальной мощностью 160 кВА. Аббревиатура ТМГ расшифровывается следующим образом: Т – трехфазный, М – масляный, Г – герметичный (с гофрированным баком и защитной азотной подушкой, без расширителя). Данный тип трансформатора предназначен для стационарной установки в сетях переменного тока частотой 50 Гц с целью преобразования электроэнергии на распределительных подстанциях для питания промышленных, коммунальных и сельскохозяйственных объектов.

Конструктивные особенности и устройство

Конструкция трансформатора ТМГ 160 является развитием классических масляных трансформаторов серии ТМ, но с ключевым отличием – герметичным исполнением. Это определяет его повышенную надежность и минимальные эксплуатационные затраты.

Активная часть (Сердечник и обмотки)

Сердечник (магнитопровод) изготавливается из холоднокатаной электротехнической стали марки 3405 или аналогичной, с высокими магнитными свойствами. Листы стали изолированы друг от друга термостойким покрытием для снижения потерь на вихревые токи. Конструкция сердечника – стержневая, броневая, с прямыми или скошенными стыками для уменьшения уровня шума и потерь холостого хода. Обмотки ВН (высокого напряжения, 6 или 10 кВ) и НН (низкого напряжения, 0.4 кВ) выполняются из алюминиевой или медной проволоки/фольги. Обмотка НН, как правило, является внутренней, цилиндрической, а обмотка ВН – внешней, также цилиндрической или катушечной. Между обмотками и от обмоток до сердечника устанавливаются масляные каналы и твердая изоляция (электрокартон, прессшпан) для эффективного охлаждения и обеспечения электрической прочности.

Бак и система охлаждения

Бак трансформатора ТМГ 160 – герметичный, сваренный из листовой стали. Вместо традиционного расширителя используется гофрированный металлический корпус (гармошка), который выполняет функцию компенсации изменения объема трансформаторного масла при температурных колебаниях. Внутренняя полость бака заполнена специально очищенным и дегазированным минеральным трансформаторным маслом. Над маслом создается азотная подушка, которая предотвращает контакт масла с кислородом воздуха, тем самым резко замедляя процессы окисления и старения масла и изоляции. Охлаждение – естественное, масляное (тип М). Тепло от активной части передается маслу, которое, циркулируя по баку и гофрам, отдает тепло в окружающую среду через стенки бака и гофрированной поверхности.

Вводы и дополнительные устройства

Трансформатор оснащен вводами (проходными изоляторами) для подключения к сетям ВН и НН. Вводы ВН (на 6 или 10 кВ) – фарфоровые или полимерные. Вводы НН (на 0.4 кВ) – обычно фарфоровые шинные. На баке установлены: крышка для монтажа активной части, термосифонный фильтр (адсорбер) с силикагелем для осушки азота в подушке, указатель уровня масла, пробка для отбора масла и пластина с паспортными данными. В зависимости от заказа, трансформатор может комплектоваться устройством РПН (редуктор переключения ответвлений) без возбуждения (ПБВ), позволяющим регулировать коэффициент трансформации в небольших пределах (±5% от номинального напряжения ВН) для компенсации падения напряжения в сети.

Основные технические характеристики и параметры

Номинальные параметры и характеристики трансформатора ТМГ 160 регламентируются ГОСТ 11677-85, ГОСТ 52719-2007 и другими отраслевыми стандартами.

Преимущества и недостатки по сравнению с другими типами (ТМ, ТМЗ, сухими)

Преимущества ТМГ 160:

• Отсутствие расширителя и консерватора: Исключается необходимость контроля уровня масла в расширителе, обслуживания маслоуказательного стекла и дыхательного силикагеля. Конструкция более компактна по высоте.
• Защита масла от окисления: Азотная подушка надежно изолирует масло от контакта с атмосферным кислородом и влагой, что в 3-5 раз увеличивает срок службы масла и замедляет старение твердой изоляции.
• Повышенная надежность: Отсутствие резиновых уплотнений в зоне переменного уровня масла (как в расширителе) минимизирует риск подсоса воздуха и утечек.
• Снижение эксплуатационных затрат: Не требуется регулярная очистка или замена силикагеля в дыхателе, реже необходим анализ масла. Межремонтный интервал увеличивается.
• Улучшенные условия для работы в условиях повышенной влажности и загрязненности: Герметичная конструкция лучше защищает активную часть от внешних воздействий.

Недостатки и ограничения:

• Более высокая начальная стоимость: По сравнению с трансформаторами серии ТМ открытого типа.
• Сложность ремонта в полевых условиях: В случае повреждения гофры требуется специальное оборудование для вакуумирования и заливки масла в герметичных условиях.
• Ограниченная мощность: Конструкция с гофрированным баком и естественным охлаждением эффективна для трансформаторов средней и малой мощности (обычно до 2500 кВА).
• Необходимость контроля целостности гофры: Механические повреждения гофрированного бака недопустимы и ведут к разгерметизации.

Области применения и условия эксплуатации

Трансформаторы ТМГ 160 являются основным элементом распределительных сетей 6(10)/0.4 кВ. Они устанавливаются:

• На комплектных трансформаторных подстанциях (КТП) тупикового и проходного типа.
• В столбовых трансформаторных подстанциях (СТП).
• Внутрицеховых подстанциях промышленных предприятий.
• В качестве резервных или основных источников питания для объектов ЖКХ, торговых центров, административных зданий, сельскохозяйственных комплексов.

Условия эксплуатации: Работа на открытом воздухе (в КТП) или в закрытых помещениях. Климатическое исполнение У1, УХЛ1 по ГОСТ 15150. Диапазон температур окружающей среды от -45°С до +40°С. Высота установки над уровнем моря не более 1000 м. Не рекомендуется установка в сейсмически активных зонах (более 6 баллов), во взрывоопасных средах, в условиях сильной вибрации и в местах с повышенным содержанием агрессивных газов и пыли, разрушающих металл и изоляцию.

Техническое обслуживание и диагностика

Обслуживание ТМГ 160 сводится к минимуму, но должно проводиться регулярно в соответствии с ПТЭЭП и инструкцией завода-изготовителя.

• Внешний осмотр: Проверка целостности бака и гофры, отсутствие подтеков масла, загрязненности изоляторов, состояния окраски.
• Контроль температуры: Визуальная оценка нагрева (при наличии термоэтикеток) или пирометром.
• Контроль нагрузки: Измерение токов в фазах для предотвращения систематических перегрузок.
• Измерение сопротивления изоляции: Мегаомметром на 2500 В для обмоток ВН относительно земли и между собой, и на 500-1000 В для обмоток НН. Нормируемые значения указаны в ПТЭЭП и зависят от температуры.
• Периодический анализ масла: Отбор проб масла через специальный клапан для проведения химического анализа (кислотное число, диэлектрическая прочность, содержание влаги). Для герметичных трансформаторов периодичность анализа значительно реже (раз в 8-12 лет), чем для трансформаторов с расширителем.
• Проверка состояния адсорбера: Замена силикагеля в термосифонном фильтре при его полном насыщении (изменение цвета индикатора с синего на розовый).

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем трансформатор ТМГ принципиально отличается от ТМ?

Ключевое отличие – в конструкции бака. ТМ имеет открытый расширитель, сообщающийся с атмосферой через дыхательный клапан и силикагелевый фильтр. Масло контактирует с воздухом, окисляется и увлажняется. ТМГ – полностью герметичен, объемные изменения масла компенсирует гофрированный бак, а азотная подушка защищает масло от окисления. Это делает ТМГ более надежным и требующим меньшего обслуживания.

Какой срок службы у трансформатора ТМГ 160?

Номинальный срок службы, заложенный в конструкцию, составляет не менее 25 лет. Фактический срок службы определяется условиями эксплуатации, качеством изготовления, соблюдением режимов нагрузки и может достигать 30-40 лет. Решающим фактором является состояние твердой изоляции обмоток, старение которой в герметичном исполнении происходит медленнее.

Каковы допустимые перегрузки трансформатора?

Допустимые перегрузки регламентируются ГОСТ 14209-97 и инструкцией по эксплуатации. Они зависят от начальной нагрузки, температуры окружающей среды и охлаждающей среды. Например, при начальной нагрузке 90% и температуре охлаждающей среды +20°С, трансформатор может работать с перегрузкой 10% в течение 6 часов. Систематические перегрузки более 5% не рекомендуются, так как сокращают срок службы изоляции.

Что делать, если поврежден гофрированный бак (гармошка)?

При механическом повреждении гофры трансформатор теряет герметичность. Необходимо немедленно отключить его от сети, организовать защиту от атмосферных осадков и вызвать специализированную ремонтную организацию. Ремонт включает откачку масла под вакуумом, замену или запайку поврежденной секции гофры, вакуумирование активной части, заливку осушенного и дегазированного масла и повторную герметизацию. Самостоятельный ремонт недопустим.

Как правильно выбрать трансформатор ТМГ 160 для конкретного объекта?

Выбор осуществляется на основе технико-экономического расчета, учитывающего:

• Суммарную расчетную нагрузку объекта с учетом коэффициента спроса и перспективы развития.
• Уровень напряжения питающей сети (6 или 10 кВ).
• Требуемую группу соединений (обычно Y/Yн-0).
• Климатические условия (исполнение У1, УХЛ1).
• Необходимость наличия РПН или ПБВ для компенсации колебаний напряжения в сети.
• Класс энергоэффективности (потери холостого хода и короткого замыкания). Предпочтение отдается трансформаторам с пониженными потерями (современные серии ТМГ-Н, ТМГс).

Рекомендуется предусматривать запас по мощности 15-20%.

Каковы основные причины выхода трансформатора ТМГ из строя?

Основные причины:

• Электрические: Межвитковые замыкания из-за старения или повреждения изоляции, перенапряжения (грозовые, коммутационные).
• Тепловые: Длительные перегрузки, приводящие к перегреву масла и изоляции, ускоренному старению и потере диэлектрических свойств.
• Механические: Повреждение гофрированного бака, ослабление крепления активной части при транспортировке или сейсмическом воздействии.
• Эксплуатационные: Несоблюдение правил монтажа и ТО, попадание влаги при ремонте, неквалифицированные подключения.

Регулярный контроль и диагностика позволяют выявить большинство развивающихся дефектов на ранней стадии.

Заключение

Трансформатор ТМГ 160 является надежным, современным и экономичным решением для распределения электроэнергии на вторичном напряжении 0.4 кВ. Его герметичная конструкция с гофрированным баком и азотной подушкой обеспечивает длительный срок службы, высокую эксплуатационную готовность и минимальные затраты на обслуживание по сравнению с трансформаторами открытого типа. Правильный выбор, монтаж в соответствии с ПУЭ и регулярный контроль основных параметров в рамках планово-предупредительного ремонта гарантируют его бесперебойную работу на протяжении всего заявленного срока службы. При проектировании новых и модернизации существующих распределительных сетей трансформаторы серии ТМГ остаются одним из наиболее предпочтительных вариантов в своем классе мощности.