Трансформаторы промышленные EKF

Трансформаторы промышленные EKF: технические характеристики, классификация и область применения

Трансформаторы промышленные, выпускаемые под брендом EKF, представляют собой серию силовых масляных и сухих трансформаторов общего назначения, предназначенных для преобразования электрической энергии в трехфазных цепях переменного тока частотой 50 Гц. Продукция разработана для эксплуатации в составе распределительных сетей, систем энергоснабжения промышленных предприятий, объектов инфраструктуры и коммерческой недвижимости. Ассортимент EKF покрывает ключевые потребности рынка в диапазоне мощностей от 25 до 2500 кВА и напряжений до 35 кВ включительно, соответствуя требованиям межгосударственных стандартов (ГОСТ) и технических регламентов.

Классификация и конструктивные особенности

Промышленные трансформаторы EKF разделяются на две основные категории по типу охлаждения и изоляции: масляные (ТМ, ТМГ) и сухие (ТСЗ, ТСЗГЛ). Каждый тип обладает специфическими конструктивными и эксплуатационными параметрами, определяющими область его преимущественного применения.

1. Масляные трансформаторы (ТМ, ТМГ)

Трансформаторы масляные герметичные (ТМГ) и трансформаторы масляные с расширительным баком (ТМ) используют минеральное масло в качестве изолирующей и теплоотводящей среды. Активная часть (магнитопровод и обмотки) помещена в стальной бак, заполненный маслом.

• Конструкция магнитопровода: Собирается из холоднокатаной рулонной стали с ориентированной зернистой структурой (анизотропная электротехническая сталь). Стыковые соединения выполняются по технологии «вперекрышку» для минимизации потерь холостого хода и токов намагничивания.
• Конструкция обмоток: Низковольтные обмотки (НН) изготавливаются из алюминиевой или медной фольги либо прямоугольного провода. Высоковольтные обмотки (ВН) наматываются из круглого или прямоугольного медного провода с бумажной изоляцией. Между обмотками и слоями устанавливаются масляные каналы для эффективного охлаждения.
• Система охлаждения: Естественное масляно-воздушное охлаждение (исполнения М, МГ). Тепло от обмоток и магнитопровода передается маслу, которое циркулирует за счет конвекции, отдавая тепло стенкам бака. Для увеличения теплоотдачи бак оснащается ребрами или трубчатыми радиаторами.
• Отличия ТМ от ТМГ: Трансформаторы ТМГ (герметичные) не имеют расширительного бака. Изменение объема масла при температурных колебаниях компенсируется за счет деформации гофрированных стенок бака или специальных мембран. Это исключает контакт масла с атмосферным кислородом и влагой, замедляя процесс старения изоляции. Трансформаторы ТМ с расширительным баком оснащены маслоуказателем и силикагелевым воздухоосушителем (дыхателем).

2. Сухие трансформаторы (ТСЗ, ТСЗГЛ)

Сухие трансформаторы с литой изоляцией (ТСЗ) и с открытой изоляцией (ТСЗГЛ) используют в качестве изолирующей среды воздух и твердые диэлектрические материалы, что исключает риск возгорания и утечки масла.

• Конструкция с литой изоляцией (ТСЗ): Обмотки отлиты из эпоксидного компаунда в вакуумной среде. Компаунд образует монолитный, не поддерживающий горение блок, обладающий высокой механической прочностью, стойкостью к влаге, агрессивным парам и пыли. Такие трансформаторы не требуют обслуживания изоляции.
• Конструкция с открытой изоляцией (ТСЗГЛ): Обмотки изготавливаются из медного или алюминиевого провода с теплостойкой изоляцией класса Н (до 180°C) и пропитываются специальными составами. Они более ремонтопригодны по сравнению с литыми, но требуют защиты от прямого воздействия среды.
• Система охлаждения: Естественное воздушное (АН) или принудительное воздушное (АФ) охлаждение. Трансформаторы с принудительным охлаждением оснащены вентиляторами, автоматически включаемыми при достижении определенной температуры.
• Классы нагревостойкости изоляции: Сухие трансформаторы EKF производятся с изоляцией классов F (155°C) и H (180°C), что обеспечивает высокий запас по тепловой стойкости и увеличенный срок службы.

Основные технические параметры и характеристики

При выборе трансформатора EKF необходимо анализировать комплекс параметров, указанных в паспорте и на заводской табличке.

Таблица 1. Сравнительные характеристики трансформаторов EKF (типовые ряды)

Параметр	Масляные ТМ(Г) 10(6)/0,4 кВ	Сухие ТСЗ 10(6)/0,4 кВ
Диапазон мощностей, кВА	25 – 2500	100 – 2500
Номинальное напряжение ВН/НН, кВ	6; 10; 35 / 0,4; 0,69; 6,3; 10,5; 11	6; 10; 20 / 0,4; 0,69
Группа соединения обмоток	Y/Yн-0, Δ/Yн-11, Y/Zн-11 (по запросу)	Y/Yн-0, Δ/Yн-11
Потери холостого хода (Pхх), Вт	Согласно ГОСТ 52719-2007, например: 130 Вт для 100 кВА (10 кВ)	Согласно ТУ, например: 390 Вт для 100 кВА (10 кВ, кл. F)
Потери короткого замыкания (Pкз), Вт	Согласно ГОСТ, например: 1970 Вт для 100 кВА	Согласно ТУ, например: 1850 Вт для 100 кВА
Напряжение короткого замыкания (Uк), %	4,5% – 6% (стандартно 4,5% для 0,4 кВ)	6% (стандартно)
Уровень шума, дБА	Не более 55-75 (в зависимости от мощности)	Не более 55-70 (в зависимости от мощности и охлаждения)
Степень защиты (IP)	IP20 (кожух), IP00 (активная часть)	IP00 (открытое исполнение), IP20, IP23 (в кожухе)
Климатическое исполнение и категория размещения	УХЛ1, У1, У3, Т1, Т3 по ГОСТ 15150	У2, У3, УХЛ2, Т2, Т3 по ГОСТ 15150

Критерии выбора: масляный vs. сухой трансформатор

Выбор между масляным и сухим трансформатором является ключевым при проектировании. Решение принимается на основе анализа условий эксплуатации, требований безопасности, экономической эффективности (TCO – совокупная стоимость владения).

• Пожарная и экологическая безопасность: Сухие трансформаторы (особенно ТСЗ) предпочтительны для установки внутри помещений с повышенными требованиями пожарной безопасности: в жилых, административных, многофункциональных зданиях, на объектах химической, горнодобывающей промышленности, в метрополитене. Отсутствие горючего масла устраняет риск взрыва, пожара и загрязнения почвы. Масляные трансформаторы требуют установки в отдельно стоящих трансформаторных подстанциях (КТП) или блоках с системами сбора аварийного масла.
• Условия окружающей среды: Масляные трансформаторы более устойчивы к высокой влажности и запыленности воздуха, если поддерживается качество масла. Сухие трансформаторы с литой изоляцией (ТСЗ) устойчивы к агрессивным средам, но требуют защиты от прямого попадания воды и значительных перепадов температур (риск образования конденсата). Исполнения с изоляцией класса Н и степенью защиты IP23 могут эксплуатироваться в более влажных условиях.
• Эксплуатационные расходы и обслуживание: Масляные трансформаторы требуют регулярного контроля уровня, качества и диэлектрических свойств масла (лабораторный анализ), очистки, осушки, возможной доливки или замены. Сухие трансформаторы практически не требуют обслуживания изоляционной системы. Их эксплуатация сводится к периодической очистке от пыли, проверке систем охлаждения и контролю электрических параметров.
• Энергоэффективность и потери: Современные масляные трансформаторы, как правило, имеют несколько более низкие потери холостого хода по сравнению с сухими аналогичной мощности за счет более эффективного охлаждения маслом. Однако сухие трансформаторы с обмотками из медной фольги и оптимизированным магнитопроводом также достигают высоких показателей энергоэффективности (классы потерь AE, AEA).
• Стоимость: Первоначальная закупочная стоимость сухого трансформатора обычно на 30-50% выше, чем масляного аналогичной мощности. Однако совокупная стоимость владения (TCO) с учетом затрат на обслуживание, строительство специальных помещений и рисков может изменить соотношение в пользу сухих трансформаторов для внутренней установки.

Особенности монтажа, ввода в эксплуатацию и технического обслуживания

Монтаж

• Транспортировка и разгрузка: Должны производиться с учетом массы агрегата. Запрещается прилагать ударные нагрузки к проушинам, радиаторам, вводам. Сухие трансформаторы необходимо защищать от атмосферных осадков.
• Установка: Требуется ровное, прочное основание, рассчитанное на нагрузку от трансформатора. Для масляных аппаратов обязательно наличие маслоприемника или аварийного слива. Необходимо обеспечить нормативную зону вентиляции вокруг трансформатора (особенно для сухих с воздушным охлаждением) согласно ПУЭ и инструкции завода-изготовителя.
• Присоединение: Подключение силовых кабелей к вводам ВН и НН выполняется с соблюдением моментов затяжки. Заземление корпуса и нулевой точки обмотки НН (если предусмотрено) должно быть надежным.

Ввод в эксплуатацию и испытания

Перед первым включением необходимо выполнить комплекс проверок:

• Внешний осмотр на отсутствие повреждений при транспортировке.
• Проверка уровня масла и состояния расширителя (для ТМ).
• Измерение сопротивления изоляции обмоток (мегаомметром на 2500 В).
• Измерение сопротивления обмоток постоянному току (методом падения напряжения или микроомметром).
• Проверка коэффициента трансформации на всех ответвлениях.
• Проверка группы соединения обмоток.
• Испытание повышенным напряжением промышленной частоты изоляции обмоток (в соответствии с нормами ПУЭ).
• Для масляных трансформаторов – анализ пробы масла на электрическую прочность и тангенс угла диэлектрических потерь.

Техническое обслуживание (ТО)

ТО проводится по плану-графику. Для масляных трансформаторов включает: визуальный контроль, отбор проб масла для хроматографического анализа (выявление растворенных газов) и испытаний на пробой, проверка состояния силикагеля в дыхателе, очистка радиаторов. Для сухих трансформаторов: очистка обмоток и магнитопровода от пыли сжатым воздухом, проверка и очистка вентиляторов, контроль состояния контактных соединений, измерение сопротивления изоляции.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

1. Каков срок службы трансформаторов EKF и от чего он зависит?

Номинальный срок службы трансформаторов EKF составляет 25 лет. Фактический ресурс определяется условиями эксплуатации: температурным режимом (перегрузки сокращают срок жизни изоляции), качеством электроснабжения (уровень высших гармоник, колебания напряжения), регулярностью и качеством технического обслуживания. Для масляных трансформаторов критичным является состояние масла и его изоляционных свойств.

2. Возможна ли перегрузка трансформаторов EKF и на каких условиях?

Да, согласно ГОСТ и руководству по эксплуатации, трансформаторы допускают систематические и аварийные перегрузки. Допустимая величина и длительность перегрузки зависят от начальной нагрузки, температуры окружающей среды и типа трансформатора. Например, масляный трансформатор при начальной нагрузке 90% от номинала и температуре охлаждающей среды +20°C может работать с перегрузкой 10% в течение 6 часов. Точные данные приведены в нормативных документах и заводских инструкциях.

3. Как правильно выбрать трансформатор для сети с нелинейной нагрузкой (частотные приводы, ИБП, LED-освещение)?

При высоком уровне высших гармоник (THD_i > 5%) рекомендуется:

• Выбирать сухие трансформаторы с повышенной стойкостью к перегреву (изоляция класса H вместо F).
• Рассматривать трансформаторы со специальными конструктивными особенностями: уменьшенная плотность тока в обмотках, усиленная изоляция, магнитопровод с пониженными потерями, возможность установки K-фактора (K-4, K-13, K-20). В ассортименте EKF представлены модели, адаптированные к нелинейным нагрузкам.
• Увеличивать номинальную мощность трансформатора (коэффициент запаса) или использовать схемы с фильтрами гармоник.

4. В чем разница между трансформаторами ТМ и ТМГ, и какой из них надежнее?

Ключевое отличие – в системе компенсации изменения объема масла. ТМГ (герметичный) не имеет контакта масла с атмосферой, что практически исключает его окисление и увлажнение. Это повышает стабильность диэлектрических свойств изоляции и снижает потребность в обслуживании. ТМ с расширительным баком требует контроля состояния силикагеля в дыхателе и более частого анализа масла. С точки зрения долгосрочной надежности в условиях нестабильного климата, ТМГ часто считается более предпочтительным вариантом.

5. Какие дополнительные устройства и аксессуары предлагаются для трансформаторов EKF?

EKF поставляет комплексное оборудование для трансформаторов: встроенные или выносные устройства РПН (регулирование под нагрузкой), термосифонные и адсорбционные фильтры для масла, системы принудительного охлаждения (вентиляторы для сухих, насосы для масляных), шкафы управления охлаждением, дистанционные термоиндикаторы (сигнализация и термометры сопротивления), готовые трансформаторные подстанции (КТП) на базе трансформаторов EKF.

Заключение

Промышленные трансформаторы EKF представляют собой современное, технологичное оборудование, соответствующее актуальным стандартам энергоэффективности и безопасности. Широкий модельный ряд, включающий как традиционные масляные, так и прогрессивные сухие трансформаторы, позволяет инженерам-проектировщикам и энергетикам осуществлять оптимальный выбор под конкретные технические условия и экономические задачи. Ключом к надежной и долговременной работе оборудования является не только корректный первоначальный подбор по мощности, напряжению и типу, но и строгое соблюдение правил монтажа, ввода в эксплуатацию и регламентов технического обслуживания, предписанных заводом-изготовителем.