Трансформатор масляный ТМГ 1000
Трансформатор масляный ТМГ 1000: полное техническое описание и эксплуатационные характеристики
Трансформатор масляный ТМГ 1000 – это трехфазный двухобмоточный силовой трансформатор общего назначения мощностью 1000 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 служит для преобразования (повышения или понижения) электрической энергии и является ключевым элементом в распределительных сетях 6(10)/0,4 кВ, обеспечивающим электроснабжение промышленных предприятий, жилых массивов, общественных зданий и других крупных потребителей.
Конструктивные особенности и устройство
Конструкция трансформатора ТМГ 1000 соответствует классической схеме масляного трансформатора с развитой ребристой поверхностью бака для естественного охлаждения (система охлаждения М). Все основные элементы спроектированы для надежной и долговечной работы.
1. Активная часть
- Магнитопровод: Собран из пластин холоднокатаной (в современных исполнениях) или горячекатаной электротехнической стали с высокими магнитными свойствами. Пластины изолированы друг от друга лаковым покрытием для снижения потерь на вихревые токи. Магнитопровод имеет стяжную конструкцию, обеспечивающую механическую прочность и низкий уровень шума.
- Обмотки: Выполнены из алюминиевой или медной фольги или провода. Высоковольтная обмотка (ВН) рассчитана на класс напряжения 6 или 10 кВ. Низковольтная обмотка (НН) – на 0,4 кВ. Обмотки пропитаны термореактивным лаком и подвергнуты вакуумной сушке, что обеспечивает высокую электрическую прочность и стойкость к влаге.
- Вводы ВН (6/10 кВ): Как правило, это фарфоровые проходные изоляторы, рассчитанные на соответствующий класс напряжения и ток.
- Вводы НН (0,4 кВ): Могут быть выполнены в виде фарфоровых изоляторов или шинного вывода (шинного ввода) для удобства подключения медных или алюминиевых шин распределительного устройства.
- Расширитель (маслорасширитель): Компенсирует изменение объема масла при колебаниях температуры, предотвращая создание избыточного давления или вакуума в баке.
- Газовое реле (реле РСТ): Устанавливается в трубопроводе между баком и расширителем. Реагирует на выделение газов при медленных повреждениях (сигнализация) и на резкий рост давления при внезапных авариях (отключение).
- Термосифонный (адсорбционный) фильтр: Содержит силикагель, поглощающий влагу и продукты старения масла, продлевая его срок службы.
- Указатель уровня масла: Стеклянный или магнитный, для визуального контроля уровня масла в расширителе.
- Термометр: Манометрический со шкалой или с выносным указателем для контроля температуры верхних слоев масла.
- Клапан предохранительный: Сбрасывает избыточное давление в баке в аварийных ситуациях.
- Устройство РПН (опционально): Для некоторых модификаций возможно наличие устройства регулирования напряжения под нагрузкой (РПН) на стороне ВН, позволяющего изменять коэффициент трансформации без отключения потребителей.
- Систематические перегрузки: Определяются графиком нагрузки и температурой окружающей среды. Например, при температуре охлаждающей среды ниже номинальной (+20°C для воздуха) допускается длительная перегрузка.
- Аварийные перегрузки: Допускаются в исключительных случаях для обеспечения бесперебойности электроснабжения. Продолжительность и величина перегрузки (например, 30% на 2 часа) строго регламентированы и зависят от предшествующей нагрузки и температуры масла.
- Высота установки над уровнем моря: не более 1000 м.
- Температура окружающего воздуха: от -45°C до +40°C.
- Режим работы: продолжительный.
- Место установки: на открытом воздухе (в КТП, на площадках), под навесом или в хорошо вентилируемых помещениях.
- Внешний осмотр на предмет подтеков масла, состояния изоляторов, показаний уровнемера и термометра.
- Отбор проб масла для химического анализа и определения тангенса угла диэлектрических потерь (tg δ). Анализ газов, растворенных в масле (Хроматографический анализ), является эффективным методом ранней диагностики скрытых дефектов (перегревы, частичные разряды).
- Измерение сопротивления изоляции обмоток (мегаомметром на 2500 В) и проверка сопротивления обмоток постоянному току.
- Очистка радиаторов и изоляторов от загрязнений.
- Проверка срабатывания газового реле и состояния силикагеля в термосифонном фильтре.
2. Бак и система охлаждения
Бак трансформатора изготавливается из листовой стали. Для увеличения поверхности теплоотдачи бак оснащен съемными или приваренными радиаторами в виде гофрированных панелей или трубчатых элементов. Масло, циркулируя внутри бака и радиаторов, отводит тепло от активной части к стенкам, где оно рассеивается в окружающую среду. Герметичность бака обеспечивается прокладками.
3. Вводы
4. Дополнительное оборудование и аксессуары
Основные технические параметры и характеристики
Технические данные трансформатора ТМГ 1000 регламентируются ГОСТ 11677-85 и другими отраслевыми стандартами. Ниже приведены типовые параметры для данной мощности.
| Наименование параметра | Значение |
|---|---|
| Номинальная мощность, Sном | 1000 кВА |
| Номинальное напряжение обмотки ВН | 6000; 10000 В |
| Номинальное напряжение обмотки НН | 400 В |
| Схема и группа соединения обмоток | Y/Yн-0 (звезда/звезда с нулем) |
| Напряжение короткого замыкания, Uк | 5,5% (для 10 кВ) или 6,5% (для 6 кВ) |
| Потери холостого хода, Pхх | ~ 1700 — 2000 Вт (зависит от года выпуска и материалов) |
| Потери короткого замыкания, Pкз | ~ 10300 — 12000 Вт |
| Ток холостого хода, Iхх | ~ 1,0 — 1,5% |
| Масса масла | ~ 700 кг |
| Масса полная (с маслом) | ~ 2500 — 3000 кг |
| Уровень звуковой мощности | Не более 70 дБА |
Режимы работы и условия эксплуатации
Трансформатор ТМГ 1000 рассчитан на продолжительную работу в номинальном режиме. Допускаются перегрузки в соответствии с руководящими указаниями по нагрузке масляных трансформаторов (РД 153-34.0-46.302-00).
Допустимые перегрузки:
Условия эксплуатации:
Транспортировка, хранение и монтаж
Трансформатор поставляется заказчику в собранном, залитом маслом и готовом к монтажу виде. При транспортировке необходимо фиксировать его от перемещений и предотвращать удары. Длительное хранение (более 6 месяцев) должно осуществляться в закрытом сухом помещении. Перед вводом в эксплуатацию после длительного хранения требуется проверка электрической прочности изоляции и качества масла.
Монтаж включает установку на подготовленное основание (фундамент), выверку по уровню, заземление корпуса и нейтрали (не менее чем в двух местах), подключение силовых кабелей или шин, а также присоединение цепей сигнализации газового реле и термометра. Обязательной является проверка сопротивления изоляции обмоток и их целостности.
Техническое обслуживание и диагностика
Плановое техническое обслуживание (ТО) трансформатора ТМГ 1000 проводится в соответствии с графиком ППР (планово-предупредительных ремонтов). Основные операции включают:
Сравнение с современными аналогами (ТМ, ТМЗ, сухими трансформаторами)
| Параметр / Тип | ТМГ (старая серия) | ТМ (современная серия) | Сухой трансформатор (ТСЗГЛ) |
|---|---|---|---|
| Материал обмоток | Алюминий/медь | Медь (чаще) | Медь с стекло- или кремнийорганической изоляцией |
| Магнитопровод | Горячекатаная сталь | Холоднокатаная анизотропная сталь | Холоднокатаная анизотропная сталь |
| Потери холостого хода | Выше (~1,7-2,0 кВт) | Ниже (~1,2-1,6 кВт) | Сопоставимы или выше |
| Пожароопасность | Есть (масло) | Есть (масло) | Отсутствует |
| Требования к помещению | Минимальные (можно на улице) | Минимальные (можно на улице) | Требуется сухое, чистое помещение с хорошей вентиляцией |
| Эксплуатационные расходы | Требуется контроль масла | Требуется контроль масла | Минимальные |
| Стоимость | Ниже (для Б/У) | Средняя | Выше |
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
1. Какое масло используется в трансформаторе ТМГ 1000 и как часто его нужно менять?
Используется минеральное трансформаторное масло по ГОСТ 982 или IEC 60296, класса вязкости до 50 сСт. Полная замена масла не является плановой операцией и производится только при значительном ухудшении его электроизоляционных и химических свойств (по результатам лабораторного анализа). Регулярно (раз в 1-6 лет, в зависимости от условий) проводится регенерация масла с помощью термосифонного фильтра и доливка при необходимости.
2. Можно ли заменить трансформатор ТМГ 1000 на современный сухой?
Да, это возможно, но требует технико-экономического обоснования. Необходимо учитывать: необходимость в новом помещении (для сухого трансформатора), пересмотр схем электроснабжения, более высокую первоначальную стоимость сухого трансформатора, но потенциальную экономию на эксплуатации и повышенную пожаробезопасность.
3. Как определить группу соединения обмоток и что означает Y/Yн-0?
Группа соединения указывает на угловой сдвиг между векторами линейных ЭДС обмоток ВН и НН. Y/Yн-0 означает, что обе обмотки соединены в «звезду», причем нейтраль обмотки НН выведена (индекс «н»). Цифра «0» означает, что сдвиг фаз между соответствующими векторами линейных напряжений равен 0 градусов (группа 0). Это наиболее распространенная схема для распределительных трансформаторов 6-10/0,4 кВ, так как позволяет получить напряжение 230/400 В для питания потребителей.
4. Что такое напряжение короткого замыкания (Uк) и почему оно важно?
Напряжение короткого замыкания – это напряжение, которое необходимо подвести к первичной обмотке при замкнутой накоротко вторичной, чтобы в обмотках протекли номинальные токи. Оно выражается в процентах от номинального напряжения. Uк определяет внутреннее сопротивление трансформатора, влияет на токи КЗ в сети и на распределение нагрузки между параллельно работающими трансформаторами. Для ТМГ 1000 на 10 кВ это значение обычно составляет 5,5%.
5. Каков ориентировочный срок службы трансформатора ТМГ 1000?
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 и своевременного технического обслуживания, отсутствия систематических перегрузок и поддержания качества масла. Критическим фактором является состояние твердой изоляции (бумаги) обмоток, которое оценивается косвенно через анализ газов в масле и тангенс угла диэлектрических потерь масла.
Заключение
Трансформатор ТМГ 1000, несмотря на то что является представителем классических, не самых современных конструкций, продолжает оставаться широко распространенным и надежным элементом распределительных сетей. Его эксплуатационные характеристики, ремонтопригодность и отработанная технология обслуживания делают его работоспособным в течение многих десятилетий. Понимание его устройства, параметров и правил эксплуатации является обязательным для персонала, обеспечивающего работу электрохозяйства. При планировании модернизации или замены таких трансформаторов необходимо проводить всесторонний анализ, сравнивая с современными масляными (ТМ) и сухими (ТСЗ) трансформаторами по критериям стоимости жизненного цикла, энергоэффективности и требований безопасности.