Масляные трансформаторы ТМГ 630

Трансформаторы масляные герметичные ТМГ 630: конструкция, технические характеристики и область применения

Трансформатор ТМГ 630 представляет собой трехфазный двухобмоточный масляный трансформатор общего назначения мощностью 630 кВА, выполненный по герметичной (безрасширительной) конструкции. Аббревиатура расшифровывается следующим образом: Т – трансформатор, М – масляный, Г – герметичный. Данный тип оборудования предназначен для преобразования электрической энергии в сетях трехфазного переменного тока частотой 50 Гц и является одним из наиболее распространенных и надежных решений для распределительных сетей 6(10)/0,4 кВ.

Конструктивные особенности и принцип герметичного исполнения

Ключевое отличие трансформаторов серии ТМГ от классических трансформаторов типа ТМ (с расширительным баком) заключается в полной герметизации бака. Это достигается за счет жесткой конструкции бака, рассчитанного на восприятие внутреннего давления, и отсутствия контакта трансформаторного масла с атмосферным воздухом.

• Бак трансформатора: Изготавливается из листовой стали, имеет усиленную конструкцию стенок и крышки. Все сварные швы выполняются с высоким качеством и проходят контроль на герметичность. Крышка наглухо приваривается к корпусу бака, либо используется фланцевое соединение с герметичной прокладкой и болтовым креплением.
• Система компенсации теплового расширения масла: При нагреве под нагрузкой трансформаторное масло расширяется. В конструкциях ТМГ это компенсируется не за счет расширительного бака, а за счет эластичности самой конструкции (гофрированный бак-радиатор) или создания в верхней части бака воздушной или инертной (азотной) подушки. В первом случае стенки радиаторов (гофр) изгибаются, принимая на себя изменение объема. Во втором – в баке предусматривается полость, заполненная азотом, которая сжимается при расширении масла.
• Отсутствие маслоуказателя и воздухоосушителя: Поскольку масло не контактирует с атмосферой, исключается его окисление и увлажнение. Это устраняет необходимость в силикагелевом воздухоосушителе. Уровень масла контролируется по меткам на неподвижном указателе уровня, смонтированном на стенке бака.

Активная часть и система охлаждения

Активная часть трансформатора ТМГ 630 состоит из магнитопровода и обмоток.

• Магнитопровод: Набирается из холоднокатаной электротехнической стали с ориентированной зернистой структурой. Листы стали изолированы друг от друга жаростойким лаковым покрытием для снижения потерь на вихревые токи. Конструкция – стержневая, броневая.
• Обмотки: Выполняются из алюминиевой или медной фольги или провода. Низковольтная обмотка (0,4 кВ) часто выполняется в виде цилиндров из фольги, что улучшает механическую прочность и теплоотдачу. Высоковольтная обмотка (6 или 10 кВ) наматывается проводом прямоугольного или круглого сечения. Между обмотками и стержнями магнитопровода устанавливаются изоляционные барьеры и каналы для циркуляции масла.
• Система охлаждения: Естественное масляное охлаждение (М). Нагревшееся от обмоток и магнитопровода масло поднимается вверх, отдает тепло стенкам бака и радиаторов, охлаждается и опускается вниз, создавая естественную циркуляцию. Для трансформатора ТМГ 630 применяются навесные или приварные радиаторы в виде гофрированных панелей или трубчатых элементов, которые обеспечивают необходимую поверхность теплообмена.

Основные технические характеристики

Трансформаторы ТМГ 630 изготавливаются в соответствии с ГОСТ 11677-85 и другими нормативными документами. Ниже приведены типовые параметры.

Таблица 1. Основные технические параметры трансформатора ТМГ 630

Наименование параметра	Значение
Номинальная мощность, кВА	630
Номинальное напряжение обмотки ВН, кВ	6; 6,3; 10; 10,5
Номинальное напряжение обмотки НН, кВ	0,4
Схема и группа соединения обмоток	D/Yн-11 (∆/Yн-11)
Напряжение короткого замыкания (Uk), %	4,5 или 5,5 (в зависимости от класса напряжения ВН)
Потери холостого хода (Pxx), Вт	Не более 1100-1200 (для современных исполнений)
Потери короткого замыкания (Pk), Вт	Не более 6200-6500 (при номинальном токе)
Ток холостого хода (Ixx), %	Не более 1,0-1,5
Уровень шума, дБА	Не более 70
Способ регулирования напряжения	Без возбуждения (ПБВ), обычно ±2×2,5% от Uном ВН
Степень защиты по ГОСТ 14254	IP20 (от прикосновения и попадания твердых тел >12,5 мм)
Климатическое исполнение и категория размещения	У1, УХЛ1 (для наружной установки)
Масса масла, кг	Около 400-450
Полная масса, кг	Около 1800-2100

Преимущества и недостатки трансформаторов ТМГ

Преимущества:

• Минимальное обслуживание: Отсутствие необходимости контроля уровня масла, замены силикагеля, отбора проб масла для анализа на влагу (в течение всего срока службы).
• Высокая стойкость к окислению масла: Герметичность предотвращает контакт масла с кислородом, что резко замедляет процесс старения изоляции и увеличивает срок службы.
• Защита от увлажнения: Исключается попадание атмосферной влаги в масло, что поддерживает высокие диэлектрические свойства изоляции.
• Экологичность и безопасность: Нет риска протечек масла через расширитель или дыхательный клапан. Трансформатор не «дышит», не выделяя продукты старения масла в атмосферу.
• Устойчивость к перепадам нагрузок: Жесткая конструкция бака лучше выдерживает внутренние давления при резких изменениях температуры.

Недостатки:

• Сложность ремонта: В случае внутреннего повреждения вскрытие и ремонт активной части сложнее, чем у трансформатора с расширительным баком.
• Чувствительность к перегреву: При серьезных перегрузках или неисправностях, ведущих к резкому росту давления, может сработать аварийный клапан или произойти необратимая деформация бака.
• Большая масса и габариты: По сравнению с сухими трансформаторами аналогичной мощности, ТМГ значительно тяжелее и требует обустройства маслоприемника.
• Пожароопасность: Как и любой масляный трансформатор, представляет собой пожароопасный объект, что накладывает требования к размещению.

Область применения

Трансформаторы ТМГ 630 являются основным элементом распределительных сетей 0,4 кВ. Они устанавливаются:

• На промышленных предприятиях для питания силовых и осветительных нагрузок цехов.
• В городских и сельских распределительных сетях в составе трансформаторных подстанций (КТП) типа 2БКТП, КТПН, МКТП.
• В качестве вводных трансформаторов на объектах инфраструктуры (вокзалы, аэропорты, больницы).
• Для электроснабжения жилых и административных зданий.

Установка рекомендуется в местах с высокой влажностью, запыленностью, а также там, где затруднено регулярное техническое обслуживание.

Требования к монтажу и эксплуатации

Монтаж трансформатора ТМГ 630 должен производиться на заранее подготовленном фундаменте с учетом массы трансформатора и масла. Обязательно наличие маслоприемника, объем которого составляет не менее 20% от массы масла. При установке в помещении должна быть обеспечена естественная или принудительная вентиляция. Эксплуатация включает в себя периодический внешний осмотр, контроль температуры, проверку состояния изоляторов, замеры сопротивления изоляции обмоток. В отличие от трансформаторов с расширительным баком, отбор проб масла для химического анализа и регенерация производятся только в случае подозрения на неисправность или по истечении длительного срока (15-20 лет).

Сравнение с аналогами

Таблица 2. Сравнение ТМГ 630 с другими типами трансформаторов

Параметр	ТМГ 630 (Масляный герметичный)	ТМ 630 (Масляный с расширителем)	ТС(З)ГЛ 630 (Сухой с литой изоляцией)
Система охлаждения	Масляная, естественная	Масляная, естественная	Воздушная, естественная (АН)
Требования к обслуживанию	Минимальное (осмотр)	Регулярное (контроль уровня и качества масла, замена силикагеля)	Минимальное (очистка от пыли)
Пожаро- и взрывобезопасность	Низкая (большое количество масла)	Низкая (большое количество масла)	Высокая (отсутствие масла)
Устойчивость к влаге и загрязнениям	Высокая (герметичный бак)	Средняя (зависит от состояния осушителя)	Низкая (требует защиты от влаги и пыли)
Экологичность	Средняя (риск утечки при аварии)	Низкая («дыхание», возможные протечки)	Высокая
Стоимость	Средняя	Ниже, чем у ТМГ	Выше, чем у масляных
Типовое размещение	Уличные КТП, отдельные помещения	Уличные КТП, отдельные помещения	Внутри помещений, в том числе встроенные подстанции

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 через воздухоосушитель. ТМГ – полностью герметичен, расширение масла компенсируется деформацией гофр бака или сжатием газовой подушки. Это исключает контакт масла с воздухом.

Как часто нужно отбирать масло на анализ у ТМГ?

В течение нормального срока службы (20-25 лет) плановый отбор проб масла для ТМГ не регламентирован, так как масло изолировано от внешней среды. Отбор производится только при возникновении подозрений на неисправность (например, при резком росте температуры, срабатывании газового реле, если оно установлено) или после экстремальных режимов работы (сквозные токи КЗ).

Каков реальный срок службы трансформатора ТМГ 630?

Номинальный срок службы, заявленный производителями, составляет 25 лет. Однако при соблюдении условий эксплуатации (номинальные нагрузки, отсутствие коротких замыканий, нормальное охлаждение) фактический срок службы может превышать 30-35 лет. Критерием для вывода из эксплуатации является состояние твердой изоляции обмоток, которое косвенно оценивается по химическому анализу масла (накопление продуктов старения бумаги) и величине тангенса угла диэлектрических потерь.

Можно ли перегружать ТМГ 630, и если да, то как?

Допустимые перегрузки регламентированы ГОСТ 14209-97 и руководящими указаниями по эксплуатации. Они зависят от начальной нагрузки, температуры окружающей среды и длительности. Например, трансформатор может работать с перегрузкой до 40% в течение 2 часов при начальной нагрузке 90% и температуре воздуха не выше +20°C. Систематические и неконтролируемые перегрузки приводят к ускоренному старению изоляции и сокращению срока службы.

Что указывает на неисправность трансформатора ТМГ?

• Повышенный равномерный гул: Может указывать на ослабление прессовки магнитопровода.
• Потрескивание внутри бака: Часто свидетельствует о развивающихся локальных разрядах, повреждении изоляции.
• Постоянное повышение температуры масла сверх норм при неизменной нагрузке и температуре среды.
• Деформация (вздутие) гофр бака-радиатора: Явный признак внутреннего повреждения, перегрева или нарушения герметичности газовой подушки.
• Появление масляных подтеков на сварных швах или фланцах.

Какое масло заливается в трансформатор ТМГ 630 и можно ли его доливать?

Применяются минеральные трансформаторные масла по ГОСТ 982 или 10121 (типа ГК, ВГ). Поскольку трансформатор герметичен, доливка масла в процессе эксплуатации не предусмотрена и не требуется. В случае ремонта, после вскрытия бака, производится полная замена или регенерация масла с последующей повторной герметизацией.

Как выбрать между ТМГ 630 и сухим трансформатором той же мощности?

Выбор определяется условиями размещения, требованиями пожарной безопасности и бюджетом. ТМГ предпочтительнее для наружной установки, в условиях высокой влажности/запыленности, при ограниченном бюджете. Сухой трансформатор (ТСЗГЛ) обязателен для установки внутри жилых, общественных и производственных зданий с повышенными требованиями пожарной безопасности, в подземных сооружениях, где недопустима утечка масла. Его эксплуатация дороже по капитальным затратам, но дешевле по экологическим и пожарным рискам.