Трансформаторы ТМГ

Трансформаторы ТМГ: конструкция, технические характеристики и область применения

Трансформатор ТМГ — это трехфазный двухобмоточный масляный трансформатор общего назначения с естественным масляным охлаждением и гофрированным баком. Аббревиатура расшифровывается следующим образом: Т — трансформатор, М — масляный, Г — с гофрированным баком. Данный тип трансформаторов является одним из наиболее распространенных в сетях распределения электроэнергии 6-10/0,4 кВ благодаря надежности, простоте конструкции и обслуживания.

Конструктивные особенности трансформаторов ТМГ

Конструкция трансформатора ТМГ представляет собой совокупность нескольких ключевых узлов, каждый из которых выполняет строго определенные функции.

Активная часть (Магнитопровод и обмотки)

Магнитопровод трансформаторов ТМГ изготавливается из холоднокатаной электротехнической стали марки 3405-3406 с улучшенными магнитными свойствами, что позволяет снизить потери холостого хода. Конструкция магнитопровода — стержневая, броневая или комбинированная, с косыми стыками для уменьшения магнитного сопротивления и уровня шума. Обмотки НН (низкого напряжения, 0,4 кВ) и ВН (высокого напряжения, 6-10 кВ) выполняются из алюминиевой или медной проволоки/фольги. Обмотка НН, как правило, цилиндрическая, многослойная или винтовая. Обмотка ВН — цилиндрическая многослойная или непрерывно катушечная. Между обмотками и стержнями устанавливаются изоляционные барьеры и каналы для циркуляции масла.

Бак трансформатора

Отличительная черта ТМГ — герметичный бак с гофрированными стенками (гармошкой), выполняющими функцию радиаторов и расширителя. Гофры выполнены из листовой стали и приварены к основному корпусу бака. При нагреве трансформаторного масла его объем увеличивается, вызывая упругую деформацию (растяжение) гофров. При остывании гофры сжимаются. Такая конструкция исключает контакт масла с атмосферным кислородом и влагой, что значительно замедляет процесс старения изоляции. Система является необслуживаемой, так как не требует контроля уровня масла в расширительном баке и его периодической замены (при условии полной герметичности).

Система охлаждения

Охлаждение трансформаторов ТМГ — естественное масляное (М). Тепло, выделяемое в активной части, передается трансформаторному маслу. За счет конвекции нагретое масло поднимается вверх, отдает тепло стенкам гофров, охлаждается и опускается вниз, создавая непрерывный циркуляционный поток. Гофрированная поверхность обеспечивает эффективный теплоотвод в окружающую среду. Для трансформаторов большей мощности (обычно от 1000 кВА) могут применяться баки с двумя рядами гофров или дополнительными съемными радиаторами с вентиляторами (система охлаждения Д или ДЦ), но такие модели уже не относятся к классическому исполнению ТМГ.

Вводы и дополнительные устройства

Трансформаторы оснащаются вводами на класс напряжения 6 или 10 кВ (фарфоровые или полимерные) для стороны ВН и шинными выводами или кабельными гермовводами для стороны НН (0,4 кВ). На крышке бака устанавливается термосифонный фильтр (адсорбер), заполненный силикагелем. Он поглощает влагу и продукты окисления, которые могут образовываться в масле в следовых количествах, поддерживая его чистоту. Также трансформатор комплектуется пробкой для заливки масла, указателем температуры и, в зависимости от заказа, может иметь встроенные трансформаторы тока на стороне ВН.

Основные технические характеристики и параметры

Технические характеристики трансформаторов ТМГ регламентируются ГОСТ 11677-85 (Трансформаторы силовые. Общие технические условия) и другими отраслевыми стандартами. Ключевые параметры приведены в таблицах ниже.

Таблица 1. Номинальные мощности и потери трансформаторов ТМГ (пример для серии 10 кВ)

Таблица 2. Габаритные и массовые показатели (ориентировочные)

Класс изоляции обмоток — А (105°C) по ГОСТ. Трансформаторы рассчитаны на продолжительную работу при 100% нагрузке в условиях, соответствующих климатическому исполнению У1, УХЛ1 (для умеренного и холодного климата) по ГОСТ 15150.

Область применения и особенности монтажа

Трансформаторы ТМГ предназначены для приема, преобразования и распределения электрической энергии в стационарных условиях. Основные сферы применения:

• Комплектные трансформаторные подстанции (КТП) тупикового и проходного типа.
• Вводно-распределительные устройства (ВРУ) промышленных предприятий.
• Электроснабжение жилых, административных и коммерческих зданий.
• Снабжение электроэнергией объектов сельского хозяйства.
• В качестве автономных источников питания на строительных площадках (временное исполнение).

Монтаж трансформатора должен производиться на заранее подготовленное горизонтальное основание (фундамент) с учетом допустимой нагрузки на перекрытие. Необходимо обеспечить естественную вентиляцию вокруг трансформатора для эффективного отвода тепла: минимальные расстояния до стен и других аппаратов регламентируются ПУЭ. При установке на открытом воздухе (в КТП) требуется защита от прямого солнечного излучения и атмосферных осадков. Подключение силовых цепей и заземления должно выполняться в строгом соответствии с проектной документацией и правилами безопасности.

Преимущества и недостатки трансформаторов ТМГ

Преимущества:

• Герметичность: Отсутствие контакта масла с воздухом предотвращает его окисление и увлажнение, резко увеличивая срок службы изоляции.
• Необслуживаемость: Нет необходимости в постоянном контроле уровня масла, отборе проб и его регенерации в процессе эксплуатации.
• Надежность и долговечность: Простая и прочная конструкция обеспечивает срок службы 25 лет и более.
• Устойчивость к перегрузкам: Масляное охлаждение обладает высокой тепловой инерцией.
• Относительно низкий уровень шума: По сравнению с трансформаторами с отдельными радиаторами и вентиляторами.

Недостатки:

• Ограничение по мощности: Мощность ограничена эффективностью охлаждения через гофры (обычно до 2500 кВА, наиболее распространены до 1000 кВА).
• Сложность ремонта: В случае повреждения гофра требуется сложный ремонт с полной осушкой активной части и заменой бака или его части.
• Большие габариты и масса: По сравнению с сухими трансформаторами аналогичной мощности.
• Пожароопасность: Наличие большого количества горючего масла требует соблюдения специальных противопожарных мер, особенно при установке внутри помещений.
• Экологические риски: При аварии с разгерметизацией бака возможно загрязнение почвы и грунтовых вод трансформаторным маслом.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем трансформатор ТМГ отличается от ТМ?

Трансформатор ТМ имеет обычный гладкий бак с отдельно приваренными трубчатыми радиаторами и расширительным баком с маслоуказателем. Он является обслуживаемым: требует периодического контроля уровня и качества масла, его доливки. ТМГ — герметичный, необслуживаемый аппарат с гофрированным баком, совмещающим функции радиатора и расширителя.

Какой срок службы у трансформатора ТМГ?

Номинальный срок службы, заявленный производителями, составляет 25 лет. Однако при соблюдении условий эксплуатации (нормативная нагрузка, отсутствие коротких замыканий, правильное обслуживание) реальный срок может превышать 30-35 лет. Критическим фактором является старение бумажно-масляной изоляции, скорость которого напрямую зависит от температуры.

Какое масло залито в ТМГ и можно ли его заменить?

В трансформаторы ТМГ на заводе заливается минеральное трансформаторное масло по ГОСТ 982 или ГОСТ 10121 (типа ГК, ВГ). Теоретически замена масла возможна, но на практике требуется крайне редко из-за герметичности конструкции. Процедура замены сложна и должна выполняться специализированной организацией: необходимо слить старое масло через пробку, вскрыть бак (чаще всего требуется срезка крышки), выполнить необходимый ремонт, осушить активную часть, затем залить новое масло и герметично заварить бак.

Что делать, если поврежден гофр (гармошка) бака?

При незначительной деформации или точечной течи возможна заварка дефекта без осушки активной части, но только специалистами и с соблюдением всех мер пожарной безопасности. При серьезном повреждении (разрыв, коррозия) требуется замена всего гофрированного блока или бака целиком. Это капитальный ремонт, сопоставимый по стоимости с приобретением нового трансформатора.

Как часто и какие испытания нужно проводить для ТМГ?

Объем и периодичность испытаний регламентированы ПТЭЭП и ГОСТ. Основные виды:

• Ежегодно: Визуальный осмотр, проверка состояния изоляторов, контроль температуры, проверка срабатывания газового реле (если установлено).
• Раз в 2-4 года (в зависимости от важности объекта): Измерение сопротивления изоляции обмоток, испытание изоляции повышенным напряжением промышленной частоты, проверка коэффициента трансформации и группы соединения обмоток.
• При вводе в эксплуатацию и после капитального ремонта: Полный комплекс приемо-сдаточных испытаний, включая анализ газа хроматографическим методом (для диагностики скрытых дефектов).

Можно ли устанавливать ТМГ внутри жилых зданий?

Установка масляных трансформаторов внутри жилых, общественных и административных зданий категорически запрещена действующими редакциями ПУЭ (Глава 4.2, п. 4.2.5-4.2.6) из-за высокой пожароопасности. Допускается их размещение в пристройках к зданиям или в отдельных встроенных подстанциях, отвечающих строгим противопожарным требованиям (огнестойкие стены и перекрытия, вытяжная вентиляция, маслоприемные устройства). Предпочтительны для внутренней установки сухие трансформаторы (ТСЗ, ТСГЛ).

Заключение

Трансформаторы ТМГ остаются востребованным и экономически эффективным решением для распределительных сетей 6-10/0,4 кВ, особенно при установке на открытом воздухе в составе КТП. Их ключевые преимущества — герметичность и необслуживаемость — обеспечивают высокую эксплуатационную надежность при минимальных затратах на техническое обслуживание. При выборе трансформатора ТМГ необходимо тщательно оценивать условия его будущей работы (мощность, климат, место установки) и учитывать присущие масляным аппаратам ограничения, связанные с пожарной безопасностью и экологией. Современные модификации, выпускаемые под марками ТМГ-С (с использованием аморфного металла в магнитопроводе для снижения потерь) или с применением экологичных масел, расширяют сферу применения этого проверенного временем оборудования.