Трансформаторы ТМГ 250
Трансформаторы ТМГ 250: полное техническое описание, конструкция и применение
Трансформатор ТМГ 250 – это трехфазный двухобмоточный масляный трансформатор общего назначения, герметичного исполнения, номинальной мощностью 250 кВА. Аббревиатура расшифровывается следующим образом: Т – трехфазный, М – масляный, Г – герметичный. Данный тип трансформатора предназначен для работы в электрических сетях 6(10)/0,4 кВ и служит для преобразования (понижения) электроэнергии для ее последующего распределения конечным потребителям – промышленным предприятиям, жилым массивам, общественным зданиям и коммерческим объектам. Отличительной чертой серии ТМГ является отсутствие расширительного бака, что минимизирует контакт трансформаторного масла с атмосферным кислородом и влагой.
Конструктивные особенности и устройство
Конструкция трансформатора ТМГ 250 базируется на принципе герметичности. Все элементы собраны в цельнометаллическом сварном баке с гофрированными стенками (радиаторами), которые выполняют функцию теплоотвода и компенсации изменения объема масла при температурных колебаниях.
- Активная часть (сердечник и обмотки): Сердечник набирается из листов холоднокатаной электротехнической стали марки 3406-3408 с жаростойким изоляционным покрытием. Конструкция – плоская, стержневая, шихтованная. Обмотки НН (низкого напряжения, 0.4 кВ) изготавливаются из алюминиевой или медной фольги или провода прямоугольного сечения. Обмотки ВН (высокого напряжения, 6 или 10 кВ) выполняются из алюминиевого или медного провода круглого или прямоугольного сечения. Между обмотками и стержнями сердечника устанавливаются изоляционные цилиндры из электрокартона. Вся активная часть прессуется и фиксируется для предотвращения смещений при коротких замыканиях.
- Бак с гофрированными стенками: Герметичный бак, заменяющий традиционную систему с расширителем. Гофры (радиаторы) выполнены из листовой стали и приварены к корпусу. При нагреве масла гофры расширяются, компенсируя увеличение объема, при остывании – сжимаются. Это исключает необходимость в маслоуказателе и системе осушки воздуха, так как внутренний объем изолирован от внешней среды.
- Система изоляции и охлаждения: В качестве жидкого диэлектрика и теплоотводящей среды используется очищенное и дегазированное минеральное трансформаторное масло по ГОСТ 982 или аналог. Класс нагревостойкости изоляционной системы – А (105°C). Охлаждение естественное, масляное (М), конвекция масла происходит внутри бака, тепло отводится через стенки и гофры.
- Вводы: Для подключения к сети высокого напряжения (6 или 10 кВ) используются проходные изоляторы (вводы) шинного или стержневого типа с керамической или полимерной изоляцией. Вводы низкого напряжения (0.4 кВ) – обычно шинного типа, рассчитанные на большие токи, размещаются на отдельной панели.
- Дополнительное оборудование: Трансформатор комплектуется переключателем ответвлений обмотки ВН (ПБВ) на 3 или 5 положений для регулирования напряжения в диапазоне ±5% или ±2х2.5% от номинального. Обязательно наличие термосигнализатора (дилатационного или электронного) для контроля температуры масла. На баке предусмотрен клапан давления для аварийного сброса избыточного давления.
- Минимальное обслуживание: Отсутствие контакта масла с воздухом предотвращает его окисление и увлажнение, что резко увеличивает срок службы масла и изоляции. Нет необходимости в контроле уровня масла, его доливке или регенерации.
- Высокая надежность: Герметичная конструкция защищает активную часть от попадания влаги, пыли и агрессивных сред. Отсутствие расширительного бака снижает риск утечек.
- Устойчивость к перегрузкам: Хорошая теплоотдача гофрированных стенок позволяет эффективно рассеивать тепло при кратковременных перегрузках.
- Экологическая безопасность: Снижен риск разлива масла при повреждении бака (гофры имеют малый объем).
- Компактность: Относительно малые габариты по сравнению с трансформаторами открытого типа (ТМ) той же мощности.
- Неремонтопригодность бака: При повреждении гофров (вмятины, коррозия) восстановление их герметичности сложно и часто нерентабельно. Требуется замена всего бака или трансформатора.
- Чувствительность к перепадам температуры окружающей среды: При резких похолоданиях после работы под нагрузкой внутри бака может создаваться вакуум, что требует наличия надежных механических компенсаторов (гофров).
- Более высокая начальная стоимость: По сравнению с трансформаторами ТМ (открытого типа).
- Сложность диагностики состояния масла: Для отбора проб масла на анализ требуется специальное оборудование (клапан для отбора).
- Электроснабжение жилых микрорайонов, коттеджных поселков.
- Питание промышленных объектов, цехов, мастерских со стабильной нагрузкой.
- Обеспечение электроэнергией торговых центров, офисных зданий, социальных учреждений.
- Использование в качестве резервного или основного источника на сельскохозяйственных объектах.
- Очистку бака и изоляторов от загрязнений.
- Контроль отсутствия подтеков масла, деформаций гофров.
- Проверку состояния лакокрасочного покрытия.
- Контроль затяжки контактных соединений на вводах НН (под нагрузкой с помощью тепловизора).
- Измерение сопротивления изоляции и испытание диэлектрических свойств масла раз в несколько лет.
Основные технические характеристики
Технические параметры трансформаторов ТМГ 250 регламентируются ГОСТ 11677-85, ГОСТ 52719-2007 и ТУ производителя. Ниже приведены усредненные данные.
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Номинальная мощность, Sном | 250 кВА |
| Номинальное напряжение обмотки ВН, UВН | 6000 или 10000 В |
| Номинальное напряжение обмотки НН, UНН | 400 В (230 В для фазы) |
| Схема и группа соединения обмоток | D/Yн-11 (Δ/Y0-11) |
| Напряжение короткого замыкания, Uк | 4.5% или 5.5% (в зависимости от класса напряжения) |
| Потери холостого хода, Pхх | ~ 540-590 Вт (зависит от материала и технологии) |
| Потери короткого замыкания, Pкз | ~ 3650-4100 Вт |
| Ток холостого хода, Iхх | ~ 1.2-2.0% |
| Уровень шума | Не более 63 дБА |
| Масса масла | ~ 200 кг |
| Масса полная | ~ 950-1100 кг |
| Способ охлаждения | М (масляное естественное) |
Преимущества и недостатки конструкции ТМГ
Преимущества:
Недостатки:
Области применения и условия эксплуатации
Трансформаторы ТМГ 250 широко применяются в комплектных трансформаторных подстанциях (КТП) тупикового и проходного типа, встроенных и пристроенных подстанциях зданий. Основные сферы использования:
Условия эксплуатации: Трансформатор рассчитан для работы в умеренном (У3) и холодном (ХЛ1) климате. Установка – на открытом воздухе (в КТП) или в закрытых помещениях с естественной вентиляцией. Высота установки над уровнем моря – не более 1000 м. Температура окружающей среды: от -45°C до +40°C. Режим работы – длительный.
Сравнение с аналогами (ТМ, ТМЗ, сухие трансформаторы)
| Параметр / Тип | ТМГ 250 (Герметичный) | ТМ 250 (Открытый) | ТМЗ 250 (С маслонаполненным баком с азотной подушкой) | Сухой ТСЗ 250 |
|---|---|---|---|---|
| Конструкция бака | Герметичный, с гофрами | С расширительным баком, сообщается с атмосферой | Герметичный, с азотной подушкой и маслорасширителем | Открытый, воздушное охлаждение |
| Обслуживание | Практически не требует | Регулярный контроль уровня и качества масла | Контроль давления азота, состояния мембраны | Не требует |
| Пожароопасность | Есть (масло) | Есть (масло) | Есть (масло) | Нет |
| Установка | В помещениях и на улице | Преимущественно на улице | В помещениях и на улице | Внутри помещений (цехов, зданий) |
| Стойкость к среде | Высокая | Низкая (гигроскопичность масла) | Высокая | Чувствителен к влаге, пыли |
| Стоимость | Средняя | Ниже средней | Выше средней | Высокая |
Монтаж, ввод в эксплуатацию и техническое обслуживание
Монтаж включает установку трансформатора на подготовленное основание, выверку по уровню, заземление корпуса (двумя отдельными проводниками к разным заземляющим стержням), подключение силовых кабелей или шин к вводам ВН и НН, подключение цепи сигнализации от термосигнализатора. Необходимо обеспечить естественную вентиляцию вокруг трансформатора согласно ПУЭ.
Ввод в эксплуатацию предусматривает внешний осмотр, проверку сопротивления изоляции обмоток (мегаомметром на 2500 В), испытание повышенным напряжением промышленной частоты, анализ масла (при наличии возможности отбора пробы), проверку срабатывания термосигнализатора. Обязательна проверка установки переключателя ПБВ в положение, соответствующее напряжению питающей сети.
Техническое обслуживание (ТО) для ТМГ носит преимущественно визуальный характер и проводится по графику (ежеквартально, ежегодно). Включает:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем трансформатор ТМГ принципиально отличается от ТМ?
Основное отличие – в конструкции масляной системы. ТМ имеет открытый расширительный бак, сообщающийся с атмосферой, что приводит к старению масла. ТМГ полностью герметичен, объем масла постоянен, а изменение его объема компенсируется деформацией гофрированных стенок бака.
Каков реальный срок службы трансформатора ТМГ 250?
Номинальный срок службы, заявленный производителями, составляет 25 лет. Однако при соблюдении условий эксплуатации, отсутствии системных перегрузок и качественном монтаже этот срок может превышать 30-35 лет. Ключевым фактором является сохранение герметичности бака и термостабильности масла.
Что делать, если на трансформаторе ТМГ помялся гофр (радиатор)?
Незначительные вмятины, не приведшие к разгерметизации (отсутствуют следы масла), не критичны и лишь ухудшают теплоотдачу. При серьезных повреждениях с утечкой масла трансформатор должен быть отключен. Ремонт в полевых условиях невозможен. Требуется заводской ремонт с заменой бака или всего трансформатора.
Как часто нужно отбирать пробы масла на анализ у ТМГ?
Благодаря герметичности, периодичность анализа масла значительно реже, чем у трансформаторов открытого типа. Первый отбор рекомендуется провести через 5-8 лет эксплуатации. В дальнейшем – по результатам предыдущего анализа или в случае подозрений на неисправность (перегрев, аварийные режимы).
Можно ли использовать трансформатор ТМГ 10/0.4 кВ в сети 6/0.4 кВ?
Нет, без пересоединения обмоток это недопустимо. Трансформатор, рассчитанный на первичное напряжение 10 кВ, при подключении на 6 кВ будет работать в режиме недонапряжения, что приведет к повышенным потерям и искажению магнитного потока. Существуют трансформаторы с универсальной обмоткой ВН (например, 10/6.3/0.4 кВ), но в стандартном исполнении ТМГ 250 имеет фиксированное напряжение ВН.
Какой материал обмоток – медь или алюминий – предпочтительнее для ТМГ 250?
Медные обмотки имеют меньшее активное сопротивление, что обеспечивает несколько более низкие потери короткого замыкания (Pкз) и лучшую стойкость к термическим и динамическим нагрузкам при КЗ. Алюминиевые обмотки дешевле и легче. Выбор зависит от бюджета и требований проекта. В паспортных данных материал всегда указывается.
Как правильно выбрать положение переключателя ПБВ (ответвлений)?
Положение переключателя выбирается таким образом, чтобы выходное напряжение НН было как можно ближе к 400 В (230 В) при номинальной нагрузке. Обычно на шильде трансформатора указаны напряжения для каждого положения. Например, для сети с фактическим напряжением ~9500 В при номинальном 10000 В следует выбрать ответвление, понижающее коэффициент трансформации (например, положение «10050 В» или «-5%»).