Трансформаторы EKF NXM

Трансформаторы EKF NXM: технические характеристики, конструкция и область применения

Трансформаторы серии NXM, производимые под брендом EKF, представляют собой современные силовые масляные трансформаторы общего назначения мощностью от 25 до 2500 кВА, класса напряжения до 35 кВ включительно. Данные трансформаторы предназначены для преобразования электрической энергии в сетях трехфазного переменного тока частотой 50 Гц и являются ключевым элементом в распределительных сетях, на промышленных предприятиях, в коммунальной инфраструктуре и объектах капитального строительства. Основное назначение – понижение высокого напряжения (6, 10, 20, 35 кВ) до уровня 0.4 кВ для непосредственного питания потребителей.

Конструктивные особенности и технологические решения

Конструкция трансформаторов EKF NXM базируется на проверенной классической схеме с рядом инженерных усовершенствований, направленных на повышение надежности, энергоэффективности и удобства эксплуатации.

• Магнитопровод: Изготавливается из холоднокатаной электротехнической стали с ориентированной зернистой структурой (анизотропной). Листы стали имеют лаковую изоляцию, что в совокупности с многоступенчатой шихтовкой позволяет существенно снизить потери холостого хода и уровень шума. Магнитопровод стянут с помощью системы шпилек и бандажей, обеспечивающих механическую прочность и неизменность геометрии.
• Обмотки: Применяются цилиндрические обмотки из алюминиевой или медной фольги, либо из круглого/прямоугольного провода. Использование фольгированных обмоток улучшает теплоотдачу, повышает механическую прочность и устойчивость к коротким замыканиям. Между обмотками и слоями установлены диэлектрические каналы для эффективного охлаждения и изоляции.
• Система охлаждения: Трансформаторы используют масляно-естественное охлаждение (МН). Трансформаторное масло выполняет функции изоляции и теплоотвода. Ребристый бак или бак с гофрированными стенками (гармошкой) обеспечивает эффективную площадь рассеивания тепла без необходимости в наружных радиаторах с трубками, что снижает риск утечек и упрощает конструкцию. Гофрированные стенки также компенсируют изменения объема масла при температурных колебаниях.
• Бак и защита: Герметичный бак исключает контакт масла с атмосферным кислородом, замедляя процессы старения изоляции. Для защиты от внутренних повреждений используется газовое реле (РГЧЗ), устанавливаемое на перекрывающей трубе между баком и расширителем. При возникновении неисправностей, сопровождающихся газовыделением, реле подает сигнал или отключает трансформатор. Предусмотрен также термосифонный фильтр (адсорбер) с силикагелем, поглощающий влагу и продукты старения масла.
• Вводы: Выводы высокого напряжения выполняются с помощью проходных изоляторов (фарфоровых или полимерных), рассчитанных на соответствующий класс напряжения. Низковольтные выводы часто выполняются кабельными, что удобно для подключения в распределительных устройствах.

Основные технические параметры и характеристики

Трансформаторы EKF NXM характеризуются рядом ключевых параметров, определяющих их место в энергосистеме. Ниже приведены обобщенные данные для серии.

Параметр	Значение / Диапазон	Комментарий
Номинальная мощность, Sном	25, 40, 63, 100, 160, 250, 400, 630, 1000, 1600, 2500 кВА	Стандартный ряд мощностей согласно ГОСТ и МЭК.
Класс напряжения высшей стороны (ВН)	6; 10; 20; 35 кВ	Наиболее распространены исполнения на 10 кВ.
Напряжение низшей стороны (НН)	0.4 кВ	С системой заземления TN-S, TN-C-S.
Группа соединения обмоток	Dyn11, Yyn0	Dyn11 – наиболее распространена, обеспечивает устойчивость к несимметрии нагрузки и подавляет гармоники.
Потери холостого хода, Pxx	Согласно ГОСТ 52719-2007, классу 1 или 2	Конкретные значения зависят от мощности. EKF стремится к соответствию высшим классам энергоэффективности.
Потери короткого замыкания, Pкз	Согласно ГОСТ 52719-2007	Определяют КПД трансформатора при нагрузке.
Напряжение короткого замыкания, Uк	4.5%; 5.5%; 6% (зависит от напряжения и мощности)	Важный параметр для расчета токов КЗ и устойчивости работы в параллель.
Уровень шума	Не более значений по ГОСТ	Контролируется за счет конструкции магнитопровода и бака.
Степень защиты	IP20 (стандартно)	Защита от касания пальцами и от проникновения твердых тел >12.5 мм. От брызг воды – не защищен.
Климатическое исполнение	У1, УХЛ1	Для эксплуатации в умеренном и холодном макроклиматических районах.

Классы энергетической эффективности и потери

В соответствии с ГОСТ Р 52719-2007 (аналогично МЭК 60076-1) трансформаторы подразделяются на классы потерь холостого хода (P_xx) и короткого замыкания (P_кз). Трансформаторы EKF NXM, как правило, соответствуют классам 1 или 0 (повышенной эффективности), что означает сниженные эксплуатационные затраты на компенсацию потерь электроэнергии за весь срок службы. Выбор трансформатора с более высоким классом эффективности (меньшими потерями) экономически оправдан при высоком коэффициенте использования и стоимости электроэнергии.

Области применения и особенности выбора

Трансформаторы данной серии являются универсальным решением для широкого спектра задач:

• Распределительные сети 6-35/0.4 кВ: Комплектные трансформаторные подстанции (КТП) мачтового, столбового или киоскового типа.
• Промышленные предприятия: Цеховые подстанции для питания силового и осветительного оборудования, двигателей, печей, линий производства.
• Объекты инфраструктуры: Больницы, школы, торговые центры, административные здания, жилые микрорайоны.
• Строительные площадки: Временное электроснабжение объектов.

При выборе модели необходимо учитывать:

• Расчетную нагрузку с запасом: Мощность трансформатора выбирается исходя из расчетной полной мощности потребителей с учетом коэффициента спроса, перспективы роста нагрузки и допустимой перегрузочной способности (согласно ПУЭ и ГОСТ).
• Уровень напряжения сети: Соответствие номинального напряжения ВН фактическому уровню в точке подключения.
• Ток короткого замыкания: Значение U_к должно обеспечивать уровень токов КЗ на стороне НН, который может быть отключен установленной аппаратурой (автоматическими выключателями).
• Класс потерь: Технико-экономический расчет полной стоимости владения (TCO) с учетом капитальных затрат и стоимости потерь за срок службы (обычно 20-25 лет).
• Условия окружающей среды: Температура, влажность, высота над уровнем моря (при установке выше 1000 м требуется поправочный коэффициент).

Монтаж, эксплуатация и техническое обслуживание

Монтаж трансформатора должен производиться в соответствии с проектной документацией, ПУЭ и инструкцией завода-изготовителя. Основные этапы: установка на подготовленное фундаментное основание, выверка по уровню, заземление корпуса и нейтрали (в соответствии со схемой), подключение силовых кабелей или шин, подключение цепей защиты и сигнализации (газовое реле, термометр).

Эксплуатация предусматривает регулярные внешние осмотры для контроля уровня масла (по маслоуказателю), отсутствия подтеков, состояния изоляторов, работы системы осушки (адсорбера). Периодически, в соответствии с графиком ППР, проводятся лабораторные испытания: анализ масла на диэлектрическую прочность, содержание газов, тангенс угла диэлектрических потерь изоляции, измерение сопротивления обмоток постоянному току. Критически важно контролировать нагрузку трансформатора, не допуская длительных систематических перегрузок сверх норм, установленных ГОСТ.

Сравнительные преимущества и нормативная база

Трансформаторы EKF NXM производятся в соответствии с требованиями основных стандартов:

• ГОСТ 52719-2007 (МЭК 60076-1) – Трансформаторы силовые. Общие технические условия.
• ГОСТ 11677-85 – Трансформаторы силовые. Общие технические условия.
• ПУЭ 7-е издание – Правила устройства электроустановок.

К преимуществам серии можно отнести:

• Соответствие современным требованиям по энергоэффективности.
• Надежная герметичная конструкция, минимизирующая обслуживание.
• Адаптированность к российским условиям эксплуатации и сетевым стандартам.
• Наличие полного комплекта сертификатов и паспортов.
• Оптимальное соотношение цена/качество в своем сегменте.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличаются трансформаторы с группой соединения Dyn11 от Yyn0?

Группа Dyn11 обеспечивает симметрирование нагрузки при несимметрии фазных токов, так как токи нулевой последовательности замыкаются по контуру треугольника обмотки ВН. Это снижает напряжение смещения нейтрали на стороне НН. Также такая группа лучше подавляет гармонические искажения, особенно третьей гармоники. Группа Yyn0 дешевле, но ее применение ограничено нагрузками с малой несимметрией (например, для чисто силовой нагрузки). Для смешанных нагрузок с однофазными потребителями стандартом де-факто является Dyn11.

Как правильно выбрать мощность трансформатора для объекта?

Выбор осуществляется на основе расчета электрических нагрузок по методике, изложенной в главе 1.3 ПУЭ и СП 256.1325800.2016. Определяется установленная мощность всех электроприемников, затем расчетная мощность с помощью коэффициентов спроса (K_c), одновременности (K_o) и мощности (K_p). Полученное значение S_расч увеличивается на коэффициент резервирования (обычно 10-20%) и округляется в сторону ближайшей стандартной мощности из ряда. Для предварительной оценки на жилые здания часто используют удельную нагрузку на квартиру, для промышленности – удельную нагрузку на единицу площади цеха.

Каков срок службы трансформатора NXM и от чего он зависит?

Номинальный срок службы, заложенный производителем, составляет 25-30 лет. Фактический срок зависит от условий эксплуатации: качества электроэнергии (уровень высших гармоник, колебания напряжения), температурного режима (согласно правилу Монтсингера, повышение температуры изоляции на 6-8°C сверх номинала вдвое сокращает срок ее службы), частоты и величины перегрузок, качества технического обслуживания (регулярность контроля состояния масла и изоляции).

Что показывает газовое реле и как оно работает?

Газовое реле (РГЧЗ) устанавливается в маслопроводе между баком и расширителем. При медленном развитии неисправности (например, локальный перегрев, тлеющая изоляция) выделяющиеся газы накапливаются в верхней части реле, вызывая опускание поплавка и замыкание контактов сигнализации. При быстром образовании большого объема газа (при мощном дуговом замыкании) возникает резкий поток масла, который воздействует на лепестковый клапан (турбину) в нижней части реле, и он замыкает контакты на отключение трансформатора от сети.

Можно ли параллельно соединять трансформаторы NXM?

Да, параллельная работа допускается при соблюдении обязательных условий: равенство номинальных напряжений обмоток ВН и НН, одинаковые группы соединения обмоток, равенство напряжений короткого замыкания (U_к) с допустимым отклонением не более 10% от среднего арифметического значения, соотношение мощностей параллельно работающих трансформаторов не более 1:3. Перед включением на параллельную работу необходимо проверить совпадение углов сдвига фаз (порядка чередования фаз).

Требуется ли регистрация трансформатора в Ростехнадзоре?

Трансформаторы с напряжением 35 кВ и выше, как правило, подлежат регистрации в органах Ростехнадзора в качестве опасного производственного объекта (если эксплуатируются на предприятии, поднадзорном Ростехнадзору). Трансформаторы на 6-10 кВ, установленные на территории потребителей, обычно не регистрируются, но их техническое состояние и эксплуатация контролируются инспекцией Ростехнадзора в рамках проверок предприятия. Все электроустановки должны соответствовать правилам ПУЭ и ПТЭЭП.