Трансформаторы ТМГ 2500

Трансформаторы ТМГ 2500: полный технический обзор и особенности эксплуатации

Трансформатор ТМГ 2500 представляет собой трехфазный двухобмоточный масляный трансформатор общего назначения с естественным масляным охлаждением и естественной циркуляцией воздуха (система охлаждения «М»). Номинальная мощность 2500 кВА является одной из ключевых в линейке силовых трансформаторов для распределительных сетей 6(10)/0,4 кВ, что определяет его широкое применение в качестве главного понижающего трансформатора на промышленных предприятиях, в городских и сельских распределительных сетях, для электроснабжения крупных жилых и коммерческих комплексов.

Конструктивные особенности и устройство

Конструкция трансформатора ТМГ 2500 выполнена в соответствии с ГОСТ 11677-85 (трансформаторы силовые общего назначения) и другими сопутствующими стандартами. Аббревиатура «ТМГ» расшифровывается как: Т – трехфазный, М – масляный, Г – герметичный (в отличие от трансформаторов с расширительным баком).

• Активная часть: Состоит из магнитопровода и обмоток. Магнитопровод собирается из холоднокатаной рулонной электротехнической стали с ориентированной зернистой структурой (анизотропной), что обеспечивает низкие значения потерь холостого хода. Обмотки НН (низкого напряжения, 0.4 кВ) и ВН (высокого напряжения, 6 или 10 кВ) выполняются из медного или алюминиевого провода (в зависимости от модификации и завода-изготовителя). Обмотка НН, как правило, цилиндрическая, многослойная. Обмотка ВН – цилиндрическая или винтовая, что обеспечивает необходимую электрическую и механическую прочность.
• Бак и система охлаждения: Бак трансформатора – герметичный, сварной конструкции, без расширительного бака. Изменение объема масла при колебаниях температуры компенсируется за счет деформации гофрированных стенок бака (гармошки) или специальных эластичных элементов. Это исключает контакт масла с атмосферным кислородом и влагой, замедляя процессы старения масла. Охлаждение – естественное, масляное (тип «М»). Тепло от обмоток и магнитопровода передается маслу, которое, нагреваясь, циркулирует внутри бака, отдавая тепло через стенки бака и приваренные охладители (радиаторы) в окружающую среду.
• Вводы: Для подключения к сети высокого напряжения используются вводы типа «Темп» или аналогичные на напряжение 6 или 10 кВ. Вводы низкого напряжения – обычно шинные, с фарфоровыми или полимерными проходными изоляторами, рассчитанные на большие токи (до 3608 А при 0.4 кВ).
• Система защиты: В базовой комплектации трансформатор оснащен газовым реле (реле РГЧЗ), установленным в наклонном патрубке между баком и крышкой, для сигнализации о легких газообразованиях и отключения при интенсивном газовыделении (например, при внутренних повреждениях). Также предусмотрен термосигнализатор (термометр манометрический биметаллический) для контроля температуры верхних слоев масла.
• Дополнительное оборудование: Может комплектоваться устройствами РПН (редукционно-регулирующий привод) для регулирования напряжения под нагрузкой (ТМГН 2500), системой термосигнализации с выносом показаний, устройствами для взятия проб масла.

Основные технические характеристики и параметры

Технические параметры трансформаторов ТМГ 2500 могут незначительно варьироваться в зависимости от производителя и года выпуска, однако их основные значения регламентированы стандартами и ТУ.

Таблица 1. Основные технические характеристики ТМГ 2500

Параметр	Значение	Примечание
Номинальная мощность, Sном	2500 кВА
Номинальное напряжение обмотки ВН, UВН	6000; 10000; 10500 В	Возможны другие значения по заказу
Номинальное напряжение обмотки НН, UНН	400; 690 В	Наиболее распространено 400/230 В
Схема и группа соединения обмоток	Y/Yн-0 (звезда/звезда с нулем)	Также возможна Y/Δ-11, но реже
Напряжение КЗ, uk	5.5% или 6%	Основное значение для расчета токов КЗ
Потери холостого хода, Pхх	~ 3.7 — 4.2 кВт	Зависит от класса стали и технологии
Потери короткого замыкания, Pk	~ 18 — 22 кВт	Измеряются при номинальном токе
Ток холостого хода, i0	~ 0.7 — 1.2 %
Номинальный ток обмотки ВН (при 10 кВ)	144.3 А	Iном = Sном / (√3 Uном)
Номинальный ток обмотки НН (при 0.4 кВ)	3608.5 А
Уровень шума	Не более 75 дБА	По ГОСТ
Масса масла	~ 1500 кг	Ориентировочно
Масса полная	~ 5000 — 6000 кг	Зависит от конструкции

Области применения и выбор места установки

Трансформаторы ТМГ 2500 предназначены для работы в закрытых распределительных устройствах (ЗРУ) или в комплектных трансформаторных подстанциях (КТП) наружной установки (в кожухе). Установка непосредственно на открытом воздухе возможна, но нежелательна из-за воздействия атмосферных осадков, ультрафиолета и перепадов температур на лакокрасочное покрытие и элементы конструкции.

• Промышленные предприятия: Основное питание цеховых подстанций, снабжение мощных электродвигателей, печных и выпрямительных установок через системы шин 0.4 кВ.
• Городское электроснабжение: Установка в подвальных или встроенных трансформаторных подстанциях жилых и административных зданий, торговых центров, больниц.
• Инфраструктурные объекты: Электроснабжение железнодорожных вокзалов, аэропортов, метрополитена, насосных и очистных станций.

При выборе места установки необходимо обеспечить естественную вентиляцию для эффективного отвода тепла, соблюдение противопожарных разрывов, удобство для монтажа, обслуживания и возможной замены. Помещение должно быть сухим, с температурой воздуха от -40°С до +40°С при эксплуатации.

Монтаж, эксплуатация и техническое обслуживание

Монтаж трансформатора должен производиться в соответствии с ПУЭ (Правила устройства электроустановок), ПТЭЭП (Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей) и инструкцией завода-изготовителя. Основные этапы включают: приемку и внешний осмотр, проверку целостности и состояния элементов, установку на подготовленный фундамент, заземление, присоединение силовых кабелей или шин, подключение цепей защиты и сигнализации.

Эксплуатация трансформатора ТМГ 2500 предполагает регулярное техническое обслуживание (ТО), которое включает:

• Внешний осмотр: Проверка состояния бака, сварных швов, гофр, отсутствие подтеков масла, целостность изоляторов, показаний термометра и газового реле.
• Контроль уровня и состояния масла: Визуальная проверка уровня через смотровое окно. Отбор проб масла для химического анализа и определения пробивного напряжения (не реже 1 раза в год, а также после транспортировки или длительного простоя).
• Измерение сопротивления изоляции: Мегаомметром на 2500 В для обмоток ВН и 1000 В для обмоток НН. Замер производится относительно корпуса и между обмотками.
• Измерение сопротивления обмоток постоянному току (Ом/фазе): Для выявления возможных дефектов в пайках и контактах.
• Проверка срабатывания газового реле и термосигнализатора.
• Профилактические испытания: Измерение коэффициента трансформации, потерь холостого хода и короткого замыкания, испытание повышенным напряжением промышленной частоты (для обмоток ВН – 21 кВ для 10 кВ трансформатора, для НН – 5 кВ).

Преимущества и недостатки трансформаторов типа ТМГ

По сравнению с трансформаторами открытого типа (с расширительным баком, например, ТМ), герметичные трансформаторы ТМГ имеют ряд особенностей.

• Преимущества:
  • Отсутствие контакта масла с воздухом, что резко снижает скорость его окисления и увлажнения.
  • Отсутствие необходимости в регулярной очистке расширительного бака и замене силикагеля в воздухоосушителе.
  • Меньшие габариты и масса из-за отсутствия расширительного бака.
  • Возможность установки в помещениях с повышенными требованиями к пожарной безопасности (за счет герметичности).
• Недостатки и ограничения:
  • Более сложный ремонт при повреждении активной части, связанный с необходимостью вскрытия герметичного бака и вакуумирования.
  • Чувствительность к перепадам нагрузки и температуры окружающей среды – деформация гофр имеет предел, при значительных перегрузках возможно срабатывание аварийного клапана или даже разгерметизация.
  • Невозможность визуального контроля уровня масла без специальных окон, сложность взятия проб масла в некоторых конструкциях.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается ТМГ от ТМ и ТМЗ?

ТМ – трансформатор масляный с расширительным баком (открытый). Масло контактирует с воздухом через силикагелевый фильтр (воздухоосушитель). Требует более частого контроля и замены масла. ТМГ – герметичный, без расширительного бака, объем компенсируется гофрами. ТМЗ – масляный с принудительной циркуляцией масла через воздушные охладители (дутье), имеет вентиляторы (система охлаждения «Д»), что позволяет увеличить нагрузку.

Какой ток холостого хода считается нормальным для ТМГ 2500?

Нормальным считается ток холостого хода в пределах 0.7-1.2% от номинального тока. Превышение этих значений может указывать на дефекты магнитопровода (замыкание между пластинами, некачественную сборку) или межвитковое замыкание в обмотке.

Как часто нужно брать пробы масла на анализ?

Для трансформаторов ТМГ 2500, работающих в нормальном режиме, отбор проб масла для химического анализа и определения электрической прочности рекомендуется проводить не реже 1 раза в год. После ввода в эксплуатацию, капитального ремонта или при возникновении подозрений на неисправность (например, по данным газовой защиты) анализ проводится внепланово.

Что делать, если сработало газовое реле на сигнал?

Срабатывание газового реле на сигнал (легкие газообразования) требует немедленного отключения трансформатора от сети (если это не было сделано автоматически) и тщательной проверки. Необходимо отобрать пробу газа из реле для анализа (газохроматография) и пробу масла. По составу газа (водород, метан, этан, этилен, ацетилен, оксиды углерода) можно определить вероятный характер и источник дефекта (перегрев, разряды, дуга). До выяснения причин и их устранения включение трансформатора запрещено.

Каков срок службы трансформатора ТМГ 2500?

Номинальный срок службы трансформаторов ТМГ, заявленный производителями, обычно составляет 25 лет. Фактический срок службы определяется условиями эксплуатации (режимом нагрузки, качеством обслуживания, климатическими факторами) и может превышать 30-40 лет при своевременном ремонте и замене масла. Критическим фактором является состояние твердой изоляции (бумаги, картона), которое оценивается по степени полимеризации целлюлозы в ходе химического анализа масла.

Можно ли перегружать трансформатор ТМГ 2500?

Кратковременная перегрузка допускается в соответствии с руководящими указаниями (например, РД 153-34.0-46.302-00). Допустимая величина и длительность перегрузки зависят от начальной нагрузки, температуры окружающей среды и системы охлаждения. Для трансформаторов с охлаждением «М» перегрузочная способность ограничена. Систематические или длительные перегрузки приводят к ускоренному старению изоляции и сокращению срока службы. Необходим расчет температурных режимов.