Трансформатор масляный ТМГ 100

Трансформатор масляный ТМГ 100: полное техническое описание, конструкция и применение

Трансформатор масляный ТМГ 100 представляет собой трехфазный двухобмоточный силовой трансформатор общего назначения мощностью 100 кВА, предназначенный для работы в электрических сетях переменного тока частотой 50 Гц. Аббревиатура ТМГ расшифровывается как Трансформатор Масляный с Горячекатаной электротехнической сталью в магнитопроводе. Данный аппарат относится к классу распределительных трансформаторов и служит для понижения напряжения с уровня 6 или 10 кВ до уровня 0.4 кВ для питания конечных потребителей – жилых, административных и промышленных зданий. Его основное назначение – преобразование электроэнергии в сетях энергоснабжения с минимальными потерями и высокой надежностью.

Конструктивные особенности и устройство

Конструкция трансформатора ТМГ 100 является типовой для масляных трансформаторов данного класса и включает в себя несколько ключевых узлов, каждый из которых выполняет критически важную функцию.

1. Активная часть

Активная часть состоит из магнитопровода и обмоток, помещенных в бак, заполненный трансформаторным маслом.

• Магнитопровод (сердечник): Собран из пластин холоднокатаной (в современных исполнениях) или горячекатаной электротехнической стали с высокими магнитными свойствами. Пластины изолированы друг от друга лаковым покрытием для уменьшения потерь на вихревые токи. Магнитопровод выполняется по стержневой броневой схеме, является шихтованным и стянут специальными бандажами. Он служит для создания замкнутого магнитного потока.
• Обмотки: Трансформатор имеет две трехфазные обмотки – высшего напряжения (ВН) и низшего напряжения (НН). Обмотка ВН рассчитана на линейное напряжение 6 или 10 кВ, обмотка НН – на 0.4 кВ. Обмотки выполняются из медного или алюминиевого провода (в зависимости от модификации и завода-изготовителя), имеют цилиндрическую форму и располагаются концентрически на стержнях магнитопровода. Между обмотками и между обмоткой и магнитопроводом установлены изоляционные барьеры и каналы для циркуляции масла.

2. Бак и система охлаждения

Бак трансформатора ТМГ 100 изготавливается из листовой стали, имеет жесткую конструкцию и сварочные швы, проверенные на герметичность. Для трансформаторов мощностью 100 кВА, как правило, применяется система охлаждения «М» (масляное естественное) без радиаторов или с гладким баком, усиленным ребрами жесткости, которые одновременно увеличивают площадь теплоотдачи. Масло, заполняющее бак, выполняет две функции: электроизоляционную и охлаждающую. При нагреве от активной части масло циркулирует естественной конвекцией, отдавая тепло стенкам бака.

3. Вводы

Для подключения к сети высокого и низкого напряжения используются проходные изоляторы (вводы).

• Вводы ВН (6/10 кВ): Устанавливаются на крышке бака через изолирующие прокладки. Могут быть фарфоровые или полимерные. Имеют контактные стержни для подключения кабелей или шин.
• Вводы НН (0.4 кВ): Как правило, также фарфоровые, но рассчитанные на более низкое напряжение. Располагаются на боковой стенке бака или на крышке. Часто выполняются в виде сборной шины.

4. Дополнительное оборудование и защита

• Расширитель (маслорасширитель): Цилиндрический сосуд, соединенный с баком, компенсирует изменение объема масла при колебаниях температуры. Снабжен маслоуказателем (стеклом или трубкой) для визуального контроля уровня масла.
• Газовое реле (реле РСТ): Устанавливается в трубопроводе между баком и расширителем. Реагирует на выделение газов при медленном разложении изоляции (сигнализация) и на резкий поток масла при внутренних повреждениях (отключение).
• Вывод нейтрали обмотки ВН: Обеспечивается через отдельный изолятор на крышке.
• Клапан предохранительный: Сброс избыточного давления внутри бака при аварийных режимах для предотвращения разрушения.
• Контроль температуры: Может быть оснащен термометрической сигнализирующей системой с выносным указателем.
• Транспортные элементы: Катки или салазки для перемещения.

Основные технические характеристики и параметры

Технические параметры трансформатора ТМГ 100 регламентируются ГОСТ 11677-85 и другими отраслевыми стандартами. Ниже приведены типовые данные.

Таблица 1. Основные технические характеристики ТМГ 100

Наименование параметра	Значение
Номинальная мощность, Sном	100 кВА
Номинальное напряжение обмотки ВН, UВН	6000 или 10000 В
Номинальное напряжение обмотки НН, UНН	400 В
Схема и группа соединения обмоток	Y/Yн-0 (звезда/звезда с выведенной нейтралью)
Напряжение короткого замыкания, Uк	4.5% (для 10 кВ) или 5.5% (для 6 кВ) ±10%
Потери холостого хода, Pхх	≈ 270-330 Вт (зависит от года выпуска и технологии)
Потери короткого замыкания, Pкз	≈ 1970-2200 Вт
Ток холостого хода, Iхх	≈ 1.8-2.5%
Масса масла	≈ 150-180 кг
Масса полная (с маслом)	≈ 600-750 кг
Класс нагревостойкости изоляции	А (105°C)

Режимы работы и эксплуатационные ограничения

Трансформатор ТМГ 100 рассчитан на продолжительную работу в номинальном режиме. Допускаются кратковременные перегрузки в соответствии с ГОСТ и руководством по эксплуатации, которые зависят от начальной нагрузки, температуры окружающей среды и системы охлаждения. Важнейшим параметром является температура верхних слоев масла, которая не должна превышать +95°C. Трансформатор может работать при температуре окружающего воздуха от -45°C до +40°C. Установка рекомендуется в закрытых помещениях (трансформаторные подстанции, распределительные пункты) или на открытом воздухе (в районах с умеренным климатом) при условии защиты от прямого воздействия солнечных лучей и атмосферных осадков.

Монтаж, пуск в работу и техническое обслуживание

Монтаж включает установку на подготовленное основание, выверку по уровню, заземление бака (не менее чем в двух точках), подключение силовых цепей ВН и НН, а также цепей защиты и сигнализации. Перед первым включением обязательны:

• Внешний осмотр на отсутствие повреждений.
• Проверка уровня масла в расширителе.
• Измерение сопротивления изоляции обмоток (мегаомметром на 2500 В для ВН и 1000 В для НН).
• Проверка состояния переключателя ответвлений (если есть).
• Контроль электрической прочности и тангенса угла диэлектрических потерь масла (лабораторный анализ).

Техническое обслуживание (ТО) проводится периодически и включает: визуальный контроль, очистку изоляторов, проверку уровня и состояния масла, отбор проб масла на анализ, подтяжку контактных соединений, проверку срабатывания устройств защиты. Раз в 4-6 лет (в зависимости от условий эксплуатации) рекомендуется капитальный ремонт с осушением активной части.

Сравнение с современными аналогами и модернизация

Трансформаторы серии ТМГ, выпускавшиеся массово в советский период, постепенно заменяются более современными моделями, такими как ТМ, ТМЗ, ТМГС или сухими трансформаторами (ТСЗ, ТСГЛ). Основные отличия современных масляных аналогов:

• Применение аморфной стали в магнитопроводе для снижения потерь холостого хода на 70-80% (серии ТМГ-А, ТМГс-А).
• Использование медных обмоток с улучшенной изоляцией.
• Более совершенная система охлаждения с развитыми радиаторами.
• Наличие системы термосифонной очистки масла (адсорбционный фильтр).
• Снижение массы и габаритов.

Несмотря на это, большое количество трансформаторов ТМГ 100 остаются в эксплуатации благодаря своей ремонтопригодности и доступности запасных частей.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

1. Как расшифровать маркировку ТМГ 100?

Т – трансформатор; М – масляный; Г – магнитопровод из горячекатаной стали (в современных условиях это обозначение часто сохраняется как историческое, хотя может использоваться холоднокатаная сталь); 100 – номинальная мощность в кВА.

2. Какое масло заливается в трансформатор и как часто его нужно менять?

Заливается трансформаторное масло по ГОСТ 982-80 или аналогичное, например, ГК (гидрокрекинг). Замена масла в полном объеме не является плановой операцией. Масло работает до тех пор, пока его электротехнические и химические показатели (пробивное напряжение, тангенс угла потерь, кислотное число) соответствуют нормам ПТЭ. Регулярный (раз в 1-3 года) лабораторный анализ масла обязателен. Доливка производится маслом той же марки и с аналогичными характеристиками.

3. Каков срок службы трансформатора ТМГ 100?

Номинальный срок службы, заложенный при проектировании, составляет 25 лет. Однако фактический срок эксплуатации может значительно превышать этот показатель (до 40-50 лет) при условии качественного технического обслуживания, своевременного ремонта и отсутствия аварийных перегрузок. Ключевым фактором является старение и состояние бумажно-масляной изоляции.

4. Как правильно выбрать трансформатор 100 кВА: масляный или сухой?

Выбор зависит от места установки и требований пожарной безопасности.

• ТМГ 100 (масляный): Выше КПД, лучше охлаждение, ниже стоимость, ремонтопригоден. Недостатки: пожароопасность (категория Г2), необходимость контроля масла, установка в отдельном помещении или на огражденной площадке. Идеален для отдельно стоящих трансформаторных подстанций.
• Сухой трансформатор 100 кВА: Пожаробезопасен (категория Г1), экологичен, может устанавливаться внутри зданий (в т.ч. в жилых и общественных), требует меньших затрат на обслуживание. Недостатки: выше стоимость, большие габариты и масса, чувствительность к запыленности и влажности, выше уровень шума. Оптимален для встроенных подстанций в зданиях.

5. Что такое напряжение короткого замыкания (U_к) и почему для ТМГ 100 оно составляет около 4.5-5.5%?

Напряжение короткого замыкания – это напряжение, которое необходимо подвести к первичной обмотке при замкнутой накоротко вторичной, чтобы в обмотках протекли номинальные токи. Оно характеризует полное сопротивление обмоток трансформатора. Значение 4.5-5.5% является компромиссным: оно ограничивает токи короткого замыкания в сети 0.4 кВ до допустимых для коммутационной аппаратуры значений и обеспечивает достаточную механическую прочность обмоток, при этом потери в меди остаются в экономичных пределах.

6. Можно ли перемотать трансформатор ТМГ 100 на другое напряжение?

Теоретически возможно, но экономически целесообразно только в специализированных ремонтных предприятиях. Пересчет обмоток требует изменения числа витков и сечения провода, что влечет за собой полную переборку активной части. Чаще практикуется изменение коэффициента трансформации путем переключения ответвлений на обмотке ВН (если такая возможность предусмотрена конструкцией).

7. Какова примерная стоимость трансформатора ТМГ 100?

Стоимость сильно варьируется в зависимости от состояния (новый, б/у, после капремонта), производителя, комплектации и года выпуска. Новые трансформаторы аналогичного класса (ТМ, ТМГС) стоят от 300 до 600 тыс. рублей. Бывшие в употреблении и восстановленные ТМГ 100 могут оцениваться в 70-150 тыс. рублей. При покупке б/у аппарата ключевое значение имеет заключение о его техническом состоянии и результаты испытаний.