Трансформаторы ТМГ 1000

Трансформаторы ТМГ 1000: полное техническое описание, конструкция и применение

Трансформатор ТМГ 1000 представляет собой трехфазный двухобмоточный масляный трансформатор общего назначения с естественным масляным охлаждением и естественной циркуляцией воздуха (исполнение «М»), герметичного исполнения (исполнение «Г»). Номинальная мощность аппарата составляет 1000 кВА. Данный тип трансформатора 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. Основная сфера применения – обеспечение электроэнергией промышленных предприятий, крупных жилых комплексов, административных зданий, объектов социальной инфраструктуры и сельского хозяйства.

Расшифровка обозначения (маркировка)

Аббревиатура ТМГ 1000 расшифровывается следующим образом:

• Т – Трехфазный.
• М – Масляный (в качестве жидкого диэлектрика и теплоносителя используется трансформаторное масло).
• Г – Герметичный. Это ключевая конструктивная особенность, отличающая ТМГ от трансформаторов с расширительным баком (типа ТМ). В герметичном исполнении отсутствует контакт масла с атмосферным кислородом, что резко замедляет процессы старения масла и изоляции.
• 1000 – Номинальная мощность в киловольт-амперах (кВА).

Дополнительно в полном обозначении могут указываться: климатическое исполнение (У, УХЛ), категория размещения (1, 2, 3), год разработки конструкции. Например: ТМГ-1000/10 У1.

Конструктивные особенности и устройство

Конструкция трансформатора ТМГ 1000 обеспечивает его долговечность и минимальные эксплуатационные затраты за счет герметичности.

Активная часть

Состоит из магнитопровода и обмоток. Магнитопровод собирается из листов холоднокатаной электротехнической стали, обладающей высокой магнитной проницаемостью и низкими удельными потерями. Стержни и ярма прессуются и стягиваются, образуя замкнутую систему. Обмотки НН (низкого напряжения, 0.4 кВ) и ВН (высокого напряжения, 6 или 10 кВ) выполняются из медного или алюминиевого провода (в зависимости от завода-изготовителя и конкретной модификации). Обмотка НН, как правило, цилиндрическая, многослойная. Обмотка ВН – многослойная цилиндрическая или винтовая. Между обмотками и стержнями, а также между обмотками ВН и НН устанавливаются масляные каналы и изоляционные барьеры из электрокартона для эффективного охлаждения и обеспечения необходимой электрической прочности.

Бак и система охлаждения

Бак трансформатора ТМГ – герметичный, сваренный из листовой стали. В верхней части бака расположены вводы ВН и НН, а также другие арматурные элементы. Отсутствие расширительного бака компенсируется специальной конструкцией: внутренний объем бака частично заполнен маслом, над которым остается термоизолирующая воздушная подушка (газовая подушка). При нагреве масло расширяется, сжимая эту подушку; при остывании – сжимается. Для отвода тепла бак оснащен ребрами радиаторов, отштампованными непосредственно на стенках бака (рубашечное охлаждение) или навесными радиаторами, присоединенными через патрубки. Охлаждение – естественная конвекция масла внутри бака и воздуха снаружи (тип охлаждения М).

Вводы и арматура

• Вводы ВН: Изоляционные проходные изоляторы на 6 или 10 кВ, устанавливаемые на крышке бака. Могут быть фарфоровые или полимерные.
• Вводы НН: Как правило, представляют собой шинный вывод в металлической коробке (тройник) для подключения кабелей или шин 0.4 кВ.
• Переключатель ответвлений (ПБВ): Расположен на крышке или боковой стенке бака. Позволяет регулировать коэффициент трансформации в небольших пределах (±2×2.5% от номинального напряжения ВН) для компенсации падения напряжения в сети. Переключение производится только при полном отключении трансформатора от сети.
• Предохранительный клапан: Устанавливается на крышке для сброса избыточного давления в случае аварийного перегрева, предотвращая разрушение бака.
• Клапан для отбора проб масла: Позволяет производить отбор масла для лабораторного анализа без нарушения герметичности.
• Указатель уровня и температуры масла: Стеклянный указатель уровня (маслоуказатель) и термометрическая шкала.
• Контрольная коробка: В ней размещаются выводы от встроенных термопреобразователей сопротивления (например, ТСМ) для дистанционного контроля температуры масла.

Основные технические характеристики и параметры

Параметры трансформаторов ТМГ 1000 регламентируются ГОСТ 11677-85, ГОСТ 52719-2007 и техническими условиями заводов-изготовителей. Ниже приведены типовые данные.

Таблица 1. Основные номинальные параметры ТМГ 1000

Параметр	Значение	Примечание
Номинальная мощность, Sном	1000 кВА	Базовая величина
Номинальное напряжение обмотки ВН, UВН	6 или 10 кВ	По заказу возможны другие значения
Номинальное напряжение обмотки НН, UНН	0.4 кВ	Напряжение на выводах после трансформатора
Схема и группа соединения обмоток	Y/Yн-0 (звезда/звезда с нулем)	Наиболее распространенная для распределительных сетей
Напряжение короткого замыкания, Uк	5.5% или 6%	Определяет ток КЗ и потери
Потери холостого хода, Pхх	~ 1.7 — 2.0 кВт	Зависит от марки стали и технологии сборки
Потери короткого замыкания, Pкз	~ 10.5 — 12.5 кВт	Измеряются при номинальном токе
Ток холостого хода, Iхх	~ 1.0 — 1.5%	От номинального тока
Уровень шума	Не более 70 дБА	На расстоянии 0.3 м от трансформатора
Масса масла	~ 600 — 700 кг	Точное значение в паспорте
Полная масса	~ 2500 — 3200 кг	Зависит от конструкции бака и радиаторов

Таблица 2. Диапазон регулирования напряжения (ПБВ) для ТМГ 1000-10

Номер ответвления	Напряжение на обмотке ВН, кВ	Коэффициент трансформации
1	10.5 (+5%)	10.5 / 0.4
2	10.25 (+2.5%)	10.25 / 0.4
3	10.0 (номинал)	10.0 / 0.4
4	9.75 (-2.5%)	9.75 / 0.4
5	9.5 (-5%)	9.5 / 0.4

Преимущества и недостатки трансформаторов типа ТМГ

Преимущества:

• Отсутствие контакта масла с воздухом: Исключается окисление масла и увлажнение, что значительно увеличивает межремонтный интервал (до 10-15 лет и более) и срок службы изоляции.
• Минимальное обслуживание: Не требуется постоянный контроль уровня масла в расширителе, его доливка, очистка дыхательного аппарата (силикагеля).
• Повышенная надежность: Меньшая коррозия внутренних элементов, стабильность диэлектрических свойств масла.
• Улучшенные противопожарные свойства: Герметичность снижает риск выброса масла при внутренних повреждениях.
• Универсальность монтажа: Может устанавливаться как в закрытых трансформаторных подстанциях (КТП), так и на открытых площадках (мачтовые, столбовые подстанции).

Недостатки:

• Более высокая начальная стоимость по сравнению с трансформаторами типа ТМ (открытыми).
• Большая масса и габариты бака из-за необходимости выдерживать давление.
• Сложность ремонта: Для внутреннего осмотра или ремонта требуется полный слив масла и вскрытие герметичного бака, что должно выполняться в специализированных условиях.
• Чувствительность к перегрузкам: Из-за фиксированного объема масла и газовой подушки тепловая инерция несколько ниже, чем у трансформаторов с расширительным баком.

Монтаж, эксплуатация и техническое обслуживание

Монтаж трансформатора ТМГ 1000 должен производиться на подготовленное горизонтальное основание (фундамент) с учетом нагрузок. Обязательно наличие заземляющего контура, к которому присоединяется заземляющий болт на баке трансформатора. При установке в КТП обеспечивается естественная или принудительная вентиляция. Перед вводом в эксплуатацию проводится внешний осмотр, проверка целостности пломб, уровня масла, сопротивления изоляции обмоток (мегаомметром на 2500 В), коэффициента трансформации и правильности работы ПБВ.

Техническое обслуживание (ТО) включает:

• Ежемесячный внешний осмотр: проверка на отсутствие подтеков масла, загрязнений, состояния изоляторов, показаний маслоуказателя и температуры.
• Измерение нагрузок по фазам для предотвращения систематических перегрузок.
• Периодический (раз в 2-6 лет, в зависимости от условий) контроль состояния масла: отбор проб для химического анализа и определения пробивного напряжения.
• Контроль сопротивления изоляции обмоток и заземляющего устройства.
• Профилактические испытания повышенным напряжением (как правило, в условиях ремонтного предприятия).

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем трансформатор ТМГ принципиально отличается от ТМ?

Основное отличие – в конструкции бака. ТМ имеет открытый расширительный бак, сообщающийся с атмосферой через дыхательный аппарат (силикагелевый фильтр). ТМГ – полностью герметичен, масло не контактирует с воздухом, что кардинально улучшает его эксплуатационные характеристики и снижает затраты на обслуживание.

Какое масло заливается в ТМГ 1000 и можно ли его доливать?

Заливается трансформаторное масло по ГОСТ 982 или ГОСТ 10121. Тип масла указывается в паспорте. В герметичных трансформаторах доливка масла, как правило, не требуется на протяжении всего срока службы, так как потери на испарение и утечки отсутствуют. В случае ремонта, связанного со вскрытием бака, масло сливается полностью, после ремонта производится вакуумирование и заливка свежего, очищенного и осушенного масла.

Как правильно выбрать положение переключателя ПБВ?

Положение переключателя выбирается исходя из фактического уровня напряжения в питающей сети 6(10) кВ. Цель – обеспечить на шинах НН напряжение, близкое к 400 В (±5%) под нагрузкой. Если сетевое напряжение стабильно занижено, используют ответвление с пониженным коэффициентом трансформации (например, положение 4 или 5 для сети 10 кВ). Переключение производится только при отключенном и заземленном трансформаторе.

Каков допустимый уровень перегрузки трансформатора ТМГ 1000?

Допустимые перегрузки регламентируются ГОСТ 14209-97 и инструкцией по эксплуатации. Они зависят от начальной нагрузки, температуры окружающей среды и длительности. Например, при предварительной нагрузке 90% от номинала и температуре охлаждающей среды +20°C, трансформатор может работать с перегрузкой 10% (т.е. при 1100 кВА) не более 3 часов в сутки. Систематические перегрузки более 5% не рекомендуются.

Что означает группа соединений Y/Y_н-0 и почему она применяется?

Группа Y/Y_н-0 означает, что обмотки ВН и НН соединены в звезду, причем нейтраль обмотки НН выведена (нулевая точка доступна для подключения). Цифра 0 указывает на совпадение по фазе линейных ЭДС ВН и НН. Такая группа позволяет получать два вторичных напряжения: фазное (230 В для питания однофазных нагрузок) и линейное (400 В для питания трехфазных нагрузок). Это стандарт для распределительных сетей 0.4 кВ.

Как диагностировать неисправности в трансформаторе ТМГ?

Основные методы диагностики:

• Хроматографический анализ газов, растворенных в масле (ХАРГ): Самый эффективный метод раннего обнаружения скрытых дефектов (перегревы, разряды). Отбор проб масла производится через специальный клапан.
• Измерение токов холостого хода и потерь короткого замыкания: Резкое изменение по сравнению с паспортными данными может указывать на межвитковое замыкание или дефект магнитопровода.
• Анализ состояния масла: Определение пробивного напряжения, кислотного числа, содержания влаги.
• Виброакустический контроль: Повышенный гул может свидетельствовать об ослаблении прессовки магнитопровода.

Заключение

Трансформатор ТМГ 1000 является надежным, современным и экономичным решением для распределительных сетей среднего уровня мощности. Его герметичная конструкция обеспечивает длительный срок службы (25 лет и более) с минимальными эксплуатационными расходами, что делает его предпочтительным выбором для новых проектов и модернизации существующих подстанций. Правильный выбор, монтаж и соблюдение регламентов технического обслуживания являются залогом его бесперебойной и безопасной работы на протяжении всего жизненного цикла.