Силовые трансформаторы ТМГ 1000

Силовые трансформаторы ТМГ 1000: конструкция, параметры и область применения

Силовой трансформатор ТМГ 1000 представляет собой трехфазный двухобмоточный масляный трансформатор общего назначения с естественным масляным охлаждением, герметичным исполнением и гофрированным баком. Номинальная мощность аппарата составляет 1000 кВА (киловольт-ампер). Аббревиатура ТМГ расшифровывается следующим образом: Т – трехфазный, М – масляный, Г – герметичный с гофрированным баком. Данный тип трансформаторов предназначен для преобразования электрической энергии в сетях трехфазного переменного тока частотой 50 Гц и является ключевым элементом в распределительных сетях 6(10)/0,4 кВ.

Конструктивные особенности трансформатора ТМГ 1000

Конструкция трансформатора ТМГ 1000 разработана для обеспечения высокой надежности, долговечности и минимальных эксплуатационных затрат за счет исключения контакта масла с атмосферным кислородом.

• Активная часть (магнитопровод и обмотки): Магнитопровод собирается из холоднокатаной рулонной электротехнической стали с ориентированной зернистой структурой. Такая сталь имеет низкие удельные магнитные потери, что повышает энергоэффективность трансформатора. Стержневая система магнитопровода стянута бандажами из стеклоленты. Обмотки НН (низкого напряжения) и ВН (высокого напряжения) изготавливаются из алюминиевой или медной фольги/провода. Обмотка НН, как правило, является цилиндрической, многослойной, намотанной на бумажно-бакелитовом цилиндре. Обмотка ВН – цилиндрическая, катушечная, с изоляционными каналами между катушками для циркуляции масла.
• Бак трансформатора: Основная отличительная черта серии ТМГ – герметичный бак с системой охлаждения в виде стальных гофрированных стенок (гармошек). При нагреве трансформаторного масла его объем увеличивается, вызывая упругую деформацию (растяжение) гофр. При остывании масла гофры сжимаются. Такой принцип исключает необходимость в расширительном баке и маслонаполненном вводе, а также предотвращает окисление масла и увлажнение изоляции, так как отсутствует контакт с воздухом. Бак рассчитан на полное давление вакуума.
• Система охлаждения: Естественное масляное охлаждение (система М). Тепло, выделяемое в активной части, передается трансформаторному маслу. Нагретое масло циркулирует внутри бака за счет конвекции, отдавая тепло через стенки гофрированных панелей в окружающую среду. Отсутствие вентиляторов и насосов делает систему абсолютно бесшумной и не требующей дополнительного энергопотребления.
• Вводы: Для подключения к сети высокого напряжения (6 или 10 кВ) используются фарфоровые или полимерные проходные изоляторы. Вводы низкого напряжения (0,4 кВ) – обычно шинные, с фланцевым креплением.
• Дополнительное оборудование: Трансформатор комплектуется переключателем ответвлений обмотки ВН (ПБВ) для регулирования напряжения в пределах ±5% или ±2х2.5% от номинального. Обязательно наличие термосифонного фильтра (адсорбера) с силикагелем, который устанавливается в воздушной полости герметичной крышки и осушает воздух, компенсирующий изменение объема масла. Также предусмотрен указатель уровня масла и пробка для отбора масла на анализ.

Основные технические параметры и характеристики

Параметры трансформатора ТМГ 1000 регламентируются ГОСТ 11677-85 (Трансформаторы силовые. Общие технические условия) и другими отраслевыми стандартами. Фактические данные могут незначительно варьироваться в зависимости от производителя.

Таблица 1. Основные технические характеристики трансформатора ТМГ 1000

Наименование параметра	Значение / Диапазон
Номинальная мощность, Sном	1000 кВА
Номинальное напряжение обмотки ВН, UВН	6 кВ; 10 кВ; 6,3 кВ; 10,5 кВ; 11 кВ
Номинальное напряжение обмотки НН, UНН	0,4 кВ (400 В)
Схема и группа соединения обмоток	Y/Yн-0 (звезда/звезда с нулем)
Напряжение короткого замыкания, Uк	5,5% или 6% (по заказу может быть 4,5%)
Потери холостого хода, Pх	Около 1,7 — 2,0 кВт (зависит от материала и технологии)
Потери короткого замыкания, Pк	Около 10,2 — 12,0 кВт (при температуре 75°C)
Ток холостого хода, I0	0,8 — 1,5% от номинального тока
Уровень шума	Не более 65 дБА
Способ охлаждения	М (естественное масляное)
Климатическое исполнение и категория размещения	У1, УХЛ1 (для умеренного и холодного климата, на открытом воздухе)
Масса масла, approx.	550 — 700 кг
Масса полная, approx.	2500 — 3200 кг

Область применения и условия эксплуатации

Трансформаторы ТМГ 1000 применяются для электроснабжения промышленных предприятий, гражданских объектов (жилые микрорайоны, торговые центры, больницы), сельскохозяйственных комплексов и других потребителей. Они устанавливаются на открытых распределительных подстанциях (ОРУ), в закрытых распределительных устройствах (ЗРУ), а также в комплектных трансформаторных подстанциях (КТП) блочного и киоскового типа.

Эксплуатация допускается в широком диапазоне условий:

• Высота над уровнем моря: до 1000 м.
• Температура окружающего воздуха: от -45°С до +40°С (для УХЛ1).
• Режим работы: продолжительный, в том числе с перегрузкой в соответствии с нормативными документами (ПТЭЭП, инструкции завода-изготовителя).
• Не рекомендуется установка в сейсмически активных зонах (более 6 баллов), в условиях сильной запыленности с токопроводящей пылью, в агрессивных средах, вызывающих интенсивную коррозию.

Преимущества и недостатки трансформаторов ТМГ

Преимущества:

• Герметичность: Отсутствие контакта масла с воздухом резко замедляет процессы старения масла и окисления, увеличивает межремонтные интервалы (МРИ). Отпадает необходимость в постоянном контроле уровня масла и его доливке.
• Надежность: Простая и прочная конструкция гофрированного бака, отсутствие движущихся частей в системе охлаждения.
• Экологичность: Минимизирован риск утечки масла. В случае редкого повреждения гофры утечка локализована и легко обнаруживается.
• Низкие эксплуатационные затраты: Не требуется обслуживание расширителя, маслоуказателя, регенерация масла происходит значительно реже.
• Устойчивость к перепадам нагрузок: Хорошая тепловая инерция за счет большого объема масла.

Недостатки:

• Неремонтопригодность гофр: При механическом повреждении или коррозионном износе гофрированных панелей весь бак подлежит замене, что экономически сопоставимо с заменой трансформатора.
• Большие габариты и масса: По сравнению с сухими трансформаторами аналогичной мощности, ТМГ значительно тяжелее и объемнее.
• Пожароопасность: Как и любой масляный трансформатор, представляет собой источник повышенной пожарной опасности, что накладывает ограничения на установку внутри помещений.
• Ограничения по установке: Не рекомендуется для установки в сейсмически активных районах из-за низкой стойкости гофр к вибрациям.

Сравнение с аналогами: ТМГ, ТМ, ТМЗ, сухие трансформаторы

Таблица 2. Сравнительный анализ трансформаторов мощностью 1000 кВА

Параметр / Тип	ТМГ 1000 (Герметичный, гофробак)	ТМ 1000 (Масляный с расширителем)	ТМЗ 1000 (Масляный с принудительным охлаждением)	Сухой (литой) ТСЗ 1000
Конструкция бака	Герметичный, гофрированные стенки	Открытый, с расширительным баком	С радиаторами и вентиляторами	Не содержит масла, обмотки залиты эпоксидной смолой
Обслуживание	Минимальное (контроль состояния гофр, адсорбера)	Регулярное (контроль уровня и качества масла, доливка)	Регулярное, сложнее (вентиляторы, масло)	Минимальное (очистка обмоток от пыли)
Пожароопасность	Высокая (масло)	Высокая (масло)	Высокая (масло)	Практически отсутствует
Установка	Улица, КТП, специальные помещения	Улица, КТП, специальные помещения	Улица, КТП, специальные помещения	Внутри помещений (в т.ч. жилых зданий, ЦОД)
Экологичность	Средняя (риск утечки масла при повреждении)	Низкая (постоянное испарение, риск утечки)	Низкая	Высокая
Стоимость	Средняя	Ниже среднего	Выше среднего	Высокая
Энергоэффективность (потери)	Стандартная	Стандартная	Лучше при нагрузке >100%	Сопоставима или лучше (зависит от класса)

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

1. Как часто необходимо проводить техническое обслуживание трансформатора ТМГ 1000?

Плановое техническое обслуживание (ТО) включает внешний осмотр, проверку состояния гофрированного бака на предмет деформаций и следов коррозии, контроль состояния адсорбера (замена силикагеля при его полном окрашивании), измерение сопротивления изоляции, проверка рабочих заземлений. Периодичность ТО устанавливается местной инструкцией, но, как правило, составляет 1 раз в 6-12 месяцев. Углубленный анализ масла (хроматография, измерение тангенса угла диэлектрических потерь) рекомендуется проводить 1 раз в 4-6 лет из-за герметичности конструкции.

2. Что делать, если на гофрированном баке появились вмятины или следы масла?

Незначительные вмятины, не искажающие форму гофр и не вызывающие напряжений в металле, допустимы. Однако появление даже незначительных подтеков масла является критическим признаком. Трансформатор должен быть немедленно выведен из работы. Эксплуатация с поврежденной гофрой недопустима, так как приводит к нарушению герметичности, увлажнению изоляции и возможному внутреннему пробою. Требуется ремонт с заменой всего бака или секции гофр (если такая возможность предусмотрена конструкцией).

3. Каков срок службы трансформатора ТМГ 1000 и от чего он зависит?

Номинальный срок службы, заявленный производителями, составляет 25 лет. Фактический срок эксплуатации может превышать 30-40 лет и зависит от: качества изготовления и материалов (сталь, масло, изоляция); соблюдения режимов нагрузки (перегрузки сокращают срок жизни изоляции); условий окружающей среды (агрессивная атмосфера ускоряет коррозию); качества проведения ТО. Основным лимитирующим фактором является старение и деградация твердой целлюлозной изоляции обмоток.

4. Можно ли перегружать трансформатор ТМГ 1000 и в каких пределах?

Да, в соответствии с ГОСТ и ПТЭЭП допускаются систематические и аварийные перегрузки. Допустимая длительная перегрузка определяется температурой верхних слоев масла и нагревательных элементов. Кратковременные аварийные перегрузки (при отказе смежного трансформатора) могут достигать 40% на 2 часа. Однако любые перегрузки должны быть обоснованы тепловым расчетом и ведут к ускоренному старению изоляции. Рекомендуется руководствоваться заводской инструкцией и графиками нагрузочной способности.

5. В чем принципиальная разница между трансформаторами с медными и алюминиевыми обмотками?

Медь имеет более высокую электропроводность, что позволяет для той же мощности уменьшить сечение проводника, а значит, и габариты обмотки. Медные трансформаторы традиционно считаются более надежными с точки зрения механической прочности соединений (пайка, сварка). Алюминий дешевле и легче. Современные технологии позволяют изготавливать надежные алюминиевые обмотки (например, из фольги). При прочих равных, потери короткого замыкания у медного трансформатора могут быть несколько ниже. Выбор зависит от требований проекта, бюджета и политики закупок эксплуатирующей организации.

6. Как правильно выбрать трансформатор ТМГ 1000 для конкретного объекта?

Выбор осуществляется на основе технико-экономического расчета, учитывающего:

• Напряжение питающей сети (6 или 10 кВ) и требуемое напряжение НН.
• Расчетную полную мощность нагрузки с учетом коэффициента спроса и перспективы роста.
• Категорию надежности электроснабжения потребителей (требуется 1 или 2 трансформатора на подстанции).
• Условия размещения (улица, КТП, помещение).
• Требования к уровню потерь (актуально для энергоемких предприятий).
• Климатические условия (исполнение У1 или УХЛ1).

Рекомендуется выбирать трансформатор с запасом по мощности 15-20%.