Трансформатор понижающий ТМГ 100

Трансформатор масляный герметичный ТМГ 100: полный технический обзор

Трансформатор ТМГ 100 представляет собой трехфазный двухобмоточный масляный трансформатор общего назначения мощностью 100 кВА, выполненный по герметичной (глухозакрытой) конструкции. Он предназначен для стационарной установки в сетях переменного тока частотой 50 Гц с номинальным напряжением класса 6 или 10 кВ на стороне ВН. Основное функциональное назначение – понижение напряжения в распределительных сетях для электроснабжения промышленных, коммунальных, сельскохозяйственных и других объектов. Конструкция «герметик» подразумевает отсутствие расширительного бака и контакта масла с атмосферой, что минимизирует процессы окисления и увлажнения трансформаторного масла.

Конструктивные особенности и устройство

Конструкция трансформатора ТМГ 100 базируется на классической компоновке активной части в баке, но с ключевыми отличиями, обеспечивающими герметичность.

• Активная часть: Состоит из магнитопровода и обмоток. Магнитопровод собирается из пластин холоднокатаной электротехнической стали, обладающей низкими удельными магнитными потерями. Обмотки ВН и НН выполняются из алюминиевой или медной проволоки (либо фольги) на цилиндрических каркасах с изоляцией из кабельной бумаги или современных термореактивных материалов. Между обмотками и магнитопроводом устанавливаются изоляционные барьеры и каналы для циркуляции масла.
• Бак: Выполнен из листовой стали, имеет корытообразную форму. В отличие от трансформаторов с расширительным баком, у ТМГ бак полностью заполнен маслом, а внутренний объем рассчитан на компенсацию теплового расширения масла без контакта с воздухом. Для этого в верхней части бака предусмотрена воздушная или газовая (азот) термоизолирующая подушка, отделенная от масла эластичной мембраной (диафрагмой) либо гибким сильфоном. Это основной элемент герметизации.
• Система охлаждения: Тип охлаждения – Масляно-естественное (М). Отвод тепла осуществляется за счет естественной конвекции масла внутри бака и излучения тепла с поверхности стенок и приваренных охладителей – гладких труб или радиаторов (в зависимости от производителя и температурного режима).
• Вводы: Для подключения к сети высокого напряжения (6 или 10 кВ) используются проходные изоляторы (вводы) шинного или стержневого типа с фарфоровой или полимерной изоляцией. Низковольтные вводы (0.4 кВ) обычно представляют собой изолированные шины, выведенные на клеммную панель.
• Защита и контроль: Трансформатор оснащается газовым реле (реле РГЧЗ), которое срабатывает при интенсивном газообразовании вследствие внутренних повреждений. Контроль температуры осуществляется с помощью термометра манометрического типа (ТМГ) с выносной шкалой, установленного на крышке. На корпусе имеется щиток с паспортной табличкой и указателем положения переключателя ответвлений.

Технические характеристики и параметры

Номинальные параметры трансформатора ТМГ 100 определяются стандартами ГОСТ 11677-85 (и актуализированным ГОСТ 52719-2007) и конкретными техническими условиями производителя.

Основные номинальные параметры ТМГ 100

Параметр	Значение	Примечание
Мощность, Sном	100 кВА	Полная мощность при продолжительном режиме работы
Номинальное напряжение ВН	6000; 10000 В	В зависимости от исполнения
Номинальное напряжение НН	400 В (230 В)	Линейное/фазное напряжение на стороне 0.4 кВ
Схема и группа соединения обмоток	Y/Yн-0 (звезда/звезда с нулем)	Наиболее распространенная для распределительных трансформаторов
Напряжение КЗ, Uk	4.5% или 5.5%	Определяет ток короткого замыкания и потери
Потери холостого хода, Pxx	270 — 330 Вт	Зависит от технологии производства магнитопровода
Потери короткого замыкания, Pk	1970 — 2200 Вт	При номинальном токе
Ток холостого хода, Ixx	1.2 — 2.4%
Уровень шума	Не более 60 дБА	На расстоянии 0.3 м от трансформатора
Класс нагревостойкости изоляции	А (105°C)	По ГОСТ
Способ регулирования напряжения	ПБВ (переключение без возбуждения)	Обычно ±2х2.5% от Uном ВН
Масса масла	~200 кг	Ориентировочно
Масса полная	~600 кг	Ориентировочно, зависит от исполнения

Принцип работы и режимы эксплуатации

Принцип действия основан на явлении электромагнитной индукции. При подаче переменного напряжения на первичную обмотку ВН в магнитопроводе создается переменный магнитный поток, который, пересекая витки вторичной обмотки НН, наводит в ней ЭДС, пропорциональную соотношению витков. Понижение напряжения происходит за счет меньшего количества витков в обмотке НН по сравнению с обмоткой ВН.

Трансформатор ТМГ 100 рассчитан на продолжительный номинальный режим работы. Допускаются кратковременные систематические перегрузки в соответствии с нормами ГОСТ и руководством по эксплуатации, которые зависят от начальной нагрузки, температуры окружающей среды и системы охлаждения. Герметичная конструкция накладывает особенности: при перегрузках и повышении температуры масло расширяется, сжимая газовую подушку или растягивая сильфон. Важно, чтобы эти элементы были исправны и не допускали избыточного давления, ведущего к разгерметизации.

Область применения и места установки

Трансформаторы ТМГ 100 широко применяются в закрытых распределительных устройствах (ЗРУ) и комплектных трансформаторных подстанциях (КТП) тупикового и проходного типа. Благодаря герметичности и отсутствию необходимости в обслуживании масла, они предпочтительны для установки:

• Внутри жилых, общественных и промышленных зданий (встроенные подстанции).
• В подвальных помещениях.
• В местах с повышенными требованиями к пожарной безопасности (по сравнению с открытыми масляными трансформаторами).
• В районах с загрязненной атмосферой, где контакт масла с воздухом нежелателен.

Установка на открытом воздухе также допустима, но требует учета климатического исполнения (У, УХЛ) и защиты от прямых солнечных лучей.

Преимущества и недостатки по сравнению с другими типами трансформаторов

Преимущества ТМГ:

• Минимальное обслуживание: Отсутствие необходимости контроля уровня и периодической замены масла, регенерации силикагеля (адсорбента) в осушителе воздуха.
• Защищенность масла: Исключено окисление и увлажнение масла атмосферным кислородом и влагой, что продлевает срок его службы и сохраняет диэлектрические свойства.
• Повышенная надежность: Меньшая вероятность возникновения внутренних дефектов, связанных с увлажнением изоляции.
• Экологичность: Снижен риск утечки масла.
• Компактность: Отсутствие расширительного бака уменьшает габариты.

Недостатки ТМГ:

• Чувствительность к перегрузкам: Меньший резерв для теплового расширения масла требует более строгого контроля за нагрузкой и температурой.
• Сложность ремонта: В случае внутренней неисправности или необходимости замены масла требуются специальные условия для вскрытия и вакуумирования.
• Более высокая начальная стоимость по сравнению с трансформаторами открытого типа (ТМ).
• Необходимость контроля целостности мембраны/сильфона, так как их повреждение ведет к разгерметизации.

Сравнение с сухими трансформаторами (ТСЗ)

Трансформатор ТМГ 100 часто рассматривают как альтернативу сухому трансформатору мощностью 100 кВА (например, ТСЗ-100). Ключевые отличия:

Сравнение ТМГ 100 и сухого трансформатора (ТСЗ-100)

Критерий	ТМГ 100 (Масляный герметичный)	ТСЗ-100 (Сухой, литая изоляция)
Охлаждающая среда	Минеральное масло	Воздух
Пожароопасность	Пожароопасен (класс Г1 по ГОСТ)	Пожаробезопасен (класс Г0)
Экологичность	Есть риск утечки масла	Отсутствует
Стойкость к влаге и загрязнениям	Высокая (герметичный бак)	Требует защиты, часто нужен кожух
Перегрузочная способность	Выше, благодаря большей теплоемкости масла	Ниже
Уровень шума	Ниже	Выше
Масса и габариты	Меньше при той же мощности	Больше
Стоимость	Ниже	Выше
Обслуживание	Практически не требует	Требует очистки обмоток от пыли

Выбор в пользу ТМГ 100 оправдан при необходимости компактного, малошумного и надежного решения для установки внутри помещений с нормальной средой, где требования пожарной безопасности допускают использование маломасляного оборудования. Для объектов с повышенными требованиями к пожарной и экологической безопасности (метро, больницы, торговые центры) предпочтительны сухие трансформаторы.

Монтаж, эксплуатация и техническое обслуживание

Монтаж осуществляется на подготовленное горизонтальное основание с креплением лапами бака. Необходимо обеспечить естественную вентиляцию вокруг трансформатора согласно ПУЭ. Присоединение шин должно выполняться без создания механических напряжений на вводах.

Эксплуатация включает периодический внешний осмотр, контроль температуры, уровня шума, отсутствия течей масла и следов коррозии. Ключевые операции технического обслуживания:

• Визуальный контроль целостности бака, вводов, состояния окраски.
• Контроль показаний термометра.
• Проверка состояния контактных соединений на клеммной панели НН.
• Измерение сопротивления изоляции обмоток (мегаомметром 2500 В для ВН и 1000 В для НН).
• Проверка работоспособности газового реле.
• Анализ газа в газовой подушке (при наличии соответствующего оборудования).

Капитальный ремонт с вскрытием бака проводится в специализированных мастерских.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем трансформатор ТМГ отличается от обычного масляного ТМ?

Основное отличие – в конструкции бака. ТМ имеет открытый бак, соединенный с расширителем (консерватором), в котором масло контактирует с воздухом через осушитель. ТМГ – полностью герметичен, масло изолировано от атмосферы эластичной мембраной или сильфоном, расширительный бак отсутствует.

Какое масло залито в ТМГ 100 и можно ли его заменить?

Трансформатор заправляется минеральным трансформаторным маслом по ГОСТ 982 или 10121, обычно типа ГК (глубокой очистки). Замена масла в полевых условиях крайне затруднена, так как требует создания вакуума для удаления воздуха и влаги при повторной заливке. Эта операция должна выполняться на специализированном предприятии.

Как часто нужно обслуживать трансформатор ТМГ 100?

Плановые осмотры рекомендуется проводить не реже 1 раза в 6 месяцев. Измерение сопротивления изоляции и другие электротехнические испытания проводятся в сроки, установленные нормами испытания электрооборудования (ПТЭЭП), обычно 1 раз в 2-4 года или после длительного простоя.

Что указывает на неисправность трансформатора ТМГ?

• Повышенный, нехарактерный гул или треск внутри бака.
• Резкое повышение температуры масла при неизменной нагрузке.
• Появление вздутий, течей масла, нарушение герметичности сварных швов.
• Срабатывание газового реле.
• Падение сопротивления изоляции обмоток ниже нормируемых значений.

Можно ли устанавливать ТМГ 100 на улице?

Да, при условии, что трансформатор имеет соответствующее климатическое исполнение (например, У1 для умеренного климата). Однако рекомендуется установка под навесом или в кожухе для защиты от прямых солнечных лучей и атмосферных осадков, которые ускоряют коррозию и могут привести к перегреву.

Каков средний срок службы ТМГ 100?

Номинальный срок службы трансформаторов ТМГ при соблюдении условий эксплуатации, нагрузочного режима и правил технического обслуживания составляет 25 лет и более. Фактический срок зависит от качества изготовления, режима работы (наличие перегрузок, колебаний напряжения) и внешних условий.

Как осуществляется регулирование напряжения на трансформаторе ТМГ 100?

Регулирование напряжения осуществляется методом ПБВ (переключение без возбуждения). На обмотке ВН имеется ответвления, доступ к переключателю которых осуществляется через люк на баке. Переключение производится только при полностью отключенном от сети трансформаторе. Обычно предусмотрено 5 положений: ±2х2.5% от номинального напряжения ВН.