Трансформатор масляный ТМГ 250: полное техническое описание и эксплуатационные характеристики
Трансформатор масляный ТМГ 250 представляет собой трехфазный двухобмоточный силовой трансформатор общего назначения с естественным масляным охлаждением и расширителем, герметизированный с помощью гофрированного металлического бака (трансформатор с «мягкой» герметизацией). Аббревиатура расшифровывается следующим образом: Т – трансформатор, М – масляный, Г – с гофрированным баком, 250 – номинальная мощность в киловольт-амперах (кВА). Данный аппарат предназначен для преобразования электрической энергии в сетях трехфазного переменного тока частотой 50 Гц и является ключевым элементом в распределительных сетях напряжением 6 или 10 кВ.
Конструктивные особенности и устройство
Конструкция трансформатора ТМГ 250 оптимизирована для надежной и долговечной работы в условиях распределительных подстанций. Основные узлы и их особенности:
- Активная часть (магнитопровод и обмотки): Магнитопровод выполняется из холоднокатаной электротехнической стали с ориентированной зернистой структурой, что обеспечивает низкие значения потерь холостого хода. Стержневая конструкция, шихтованная, с прямыми перемычками. Обмотки НН (низкого напряжения) и ВН (высокого напряжения) изготавливаются из алюминиевой или медной фольги/провода, имеют цилиндрическую форму. Между обмотками и стержнями устанавливаются масляные каналы для эффективного отвода тепла.
- Бак трансформатора: Главная отличительная черта серии ТМГ – герметичный бак с гофрированными стенками. Гофры (сильфоны) выполняют функцию радиаторов для охлаждения масла и одновременно являются компенсатором объема масла при изменении его температуры. Это исключает контакт масла с атмосферным кислородом и влагой, предотвращая его окисление и увлажнение, что значительно увеличивает межремонтный интервал.
- Система охлаждения: Естественное масляное охлаждение (тип охлаждения по ГОСТ: М). Нагретое в активной части масло поднимается вверх, отдает тепло через стенки гофрированного бака, охлаждается и опускается вниз, создавая естественную циркуляцию.
- Вводы: Используются проходные изоляторы (фарфоровые или полимерные) для подключения к сетям ВН и НН. Класс напряжения вводов зависит от исполнения трансформатора.
- Дополнительное оборудование: На баке устанавливается коробка с переключателем ответвлений (ПБВ) для регулирования напряжения в пределах ±5% или ±2х2.5% от номинального, обычно без возбуждения. Предусмотрен термосифонный фильтр (адсорбер), заполненный силикагелем, для очистки масла от продуктов старения. Обязательно наличие указателя уровня масла, пробки для залива и отбора масла, а также пластины для защитного заземления.
- Преимущества:
- Герметичность: Отсутствие контакта масла с воздухом резко снижает скорость его старения, отпадает необходимость в регулярной очистке и замене силикагеля в термосифонном фильтре (по сравнению с трансформаторами с расширительным баком).
- Минимальное обслуживание: Не требуется контроль уровня масла в расширителе и его регулярная доливка.
- Высокая надежность: Конструкция с гофробаком менее подвержена протечкам по сравнению с системами, имеющими многочисленные уплотнения и радиаторы с резьбовыми соединениями.
- Улучшенные экологические показатели: Риск утечки масла минимизирован.
- Стойкость к перепадам нагрузок: Хорошая тепловая инерция масляной системы.
- Недостатки:
- Неремонтопригодность бака: При механическом повреждении гофров восстановить их герметичность в полевых условиях крайне сложно, часто требуется замена всего бака или трансформатора.
- Большая масса и габариты: По сравнению с сухими трансформаторами аналогичной мощности.
- Пожароопасность: Наличие большого количества минерального масла, хотя и в меньшей степени, чем у трансформаторов с расширительным баком, все же представляет определенный риск, что ограничивает применение внутри помещений без специальных мер.
- Сложность транспортировки: Требуется соблюдать осторожность для предотвращения повреждения гофров.
- Внешний осмотр: Проверка целостности гофров, вводов, отсутствие подтеков масла, загрязненности поверхности, состояния заземления, показаний указателя уровня масла.
- Контроль нагрузки и температуры: Регулярный замер токов нагрузки и температуры верхних слоев масла (косвенно – термометром на баке).
- Электроизмерения: Периодическое измерение сопротивления изоляции обмоток (мегаомметром на 2500 В), сопротивления обмоток постоянному току, испытание повышенным напряжением промышленной частоты (по графику ППР).
- Хроматографический анализ газов, растворенных в масле (ХАРГ): Наиболее важный диагностический метод. Отбор масла производится через специальный клапан. Анализ позволяет выявить скрытые дефекты: перегревы, частичные разряды, дуговые процессы внутри бака на ранней стадии.
- Анализ масла: Проверка пробивного напряжения, тангенса угла диэлектрических потерь, кислотного числа. Для герметичных трансформаторов периодичность таких анализов значительно реже.
Основные технические параметры и характеристики
Технические данные трансформатора ТМГ 250 регламентируются ГОСТ 11677-85 и другими отраслевыми стандартами. Параметры могут незначительно варьироваться в зависимости от производителя и года выпуска.
Таблица 1. Основные номинальные параметры ТМГ 250
| Параметр | Значение | Примечание |
|---|---|---|
| Номинальная мощность, Sном | 250 кВА | Базовая величина |
| Номинальное напряжение обмотки ВН, UВН | 6; 10 кВ | Наиболее распространенные исполнения |
| Номинальное напряжение обмотки НН, UНН | 0.4 кВ | На стороне 400 В |
| Схема и группа соединения обмоток | Y/Yн-0 (звезда/звезда с нулем) | Стандарт для распределительных сетей |
| Напряжение короткого замыкания, Uк | 4.5% или 5.5% | Зависит от класса напряжения ВН |
| Потери холостого хода, Pх | ≈ 590-730 Вт | По ГОСТ для разных лет выпуска |
| Потери короткого замыкания, Pк | ≈ 3650-4100 Вт | При номинальном токе |
| Ток холостого хода, I0 | ≈ 1.2-2.0% | От номинального тока |
| Уровень шума | Не более 62 дБА | На расстоянии 0.3 м от бака |
| Масса масла | ≈ 200-230 кг | Зависит от исполнения |
| Масса полная | ≈ 950-1100 кг | Включая масло и активную часть |
| Климатическое исполнение | У1, УХЛ1 | Для умеренного и холодного климата |
Область применения и условия эксплуатации
Трансформаторы ТМГ 250 широко используются в качестве понижающих трансформаторов на городских, промышленных, сельскохозяйственных распределительных подстанциях (КТП, ТП) типа «столбовые», «мачтовые», «киосковые». Они обеспечивают электроэнергией конечных потребителей – жилые массивы, предприятия, общественные здания. Условия эксплуатации должны соответствовать указанным в паспорте: высота над уровнем моря до 1000 м, температура окружающей среды от -45°С до +40°С, невзрывоопасная среда, отсутствие агрессивных паров и пыли в концентрациях, разрушающих металлы и изоляцию. Допускается работа при 100% нагрузке в течение длительного времени и при 150% нагрузке в аварийном режиме, но не более 2 часов при условии, что температура верхних слоев масла не превышает допустимую.
Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами
По сравнению с трансформаторами старого парка (ТМ, ТМЗ) и современными сухими трансформаторами (ТСЗ), ТМГ имеет ряд отличительных особенностей.
Техническое обслуживание и диагностика
Обслуживание ТМГ 250 сводится к периодическим внешним осмотрам, контролю электрических параметров и диагностике состояния масла и изоляции.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем трансформатор ТМГ принципиально отличается от ТМ?
Основное отличие – в конструкции бака и системе компенсации теплового расширения масла. ТМ имеет открытый расширительный бак, сообщающийся с атмосферой, что требует постоянного контроля уровня и качества масла. ТМГ – полностью герметичная система с компенсацией объема за счет деформации гофрированных стенок бака.
Каков срок службы трансформатора ТМГ 250?
Номинальный срок службы, заложенный производителем, составляет не менее 25 лет. Фактический ресурс может превышать 30-40 лет при условии соблюдения режимов нагрузки, качественного проведения планово-предупредительных ремонтов и своевременной замены масла при выходе его параметров за допустимые пределы.
Как часто нужно менять масло в ТМГ 250?
Благодаря герметичности, межремонтный интервал по маслу значительно увеличен. Полная замена масла требуется не по графику, а по результатам его химического анализа и анализа газов. В типовых условиях эксплуатации масло может сохранять эксплуатационные характеристики 15-20 лет и более.
Что делать, если поврежден гофр (сильфон) бака?
При обнаружении вмятины, разрыва или утечки масла через гофр трансформатор должен быть немедленно выведен из работы. Категорически запрещается пытаться выправить или заварить гофр в условиях эксплуатации. Ремонт возможен только в специализированной мастерской с применением аргонодуговой сварки, либо требуется замена всего бака. Временные решения (холодная сварка, герметики) не обеспечивают надежности и безопасности.
Какой трансформатор выбрать: ТМГ 250 или сухой ТСЗ 250?
Выбор зависит от места установки и условий эксплуатации. ТСЗ (сухой) предпочтительнее для установки внутри жилых, общественных и промышленных зданий благодаря полной пожаробезопасности и экологичности. ТМГ (масляный) обычно дешевле, обладает лучшими показателями по стойкости к перегрузкам и влагостойкости, имеет больший ресурс, но устанавливается, как правило, на открытых площадках или в отдельных каменных сооружениях из-за пожарных норм.
Как осуществляется регулирование напряжения на трансформаторе ТМГ 250?
Регулирование осуществляется переключателем ответвлений (ПБВ – переключение без возбуждения), расположенным на баке под крышкой. Обычно это устройство РПН-10-13/315 (или аналог), позволяющее изменить коэффициент трансформации, переключая отводы обмотки ВН. Переключение производится только при полном отключении трансформатора от сети.
Заключение
Трансформатор ТМГ 250 является проверенным, надежным и экономичным решением для распределительных сетей 6/10 кВ. Его конструкция с гофрированным баком обеспечивает длительный срок службы с минимальными эксплуатационными затратами, что обусловило его широкое распространение. При выборе, монтаже и обслуживании данного оборудования необходимо строго руководствоваться требованиями заводской инструкции, Правил устройства электроустановок (ПУЭ) и межотраслевых правил технической эксплуатации. Своевременная диагностика, в первую очередь хроматографический анализ масла, позволяет прогнозировать и предотвращать развитие внутренних дефектов, обеспечивая бесперебойное электроснабжение потребителей.