Трансформаторы ТМГ 40

Трансформаторы ТМГ 40: полное техническое описание, конструкция и применение

Трансформатор ТМГ 40 – это силовой масляный трансформатор общего назначения трехфазный, двухобмоточный, с естественным масляным охлаждением, номинальной мощностью 40 кВА. Аббревиатура расшифровывается следующим образом: Т – трехфазный, М – масляный, Г – герметичный (или «глухое» исполнение бака). Мощность 40 кВА определяет его место в линейке распределительных трансформаторов малой мощности, предназначенных для конечного преобразования электроэнергии в сетях 6/0,4 кВ или 10/0,4 кВ.

Конструктивные особенности трансформатора ТМГ 40

Конструкция трансформатора ТМГ 40 является классической для герметичных аппаратов данного класса и включает несколько ключевых узлов, обеспечивающих надежность и долговечность.

Активная часть (Магнитопровод и обмотки)

Магнитопровод собирается из листов холоднокатаной электротехнической стали марки 3406-3408 с жаростойким изоляционным покрытием. Для трансформаторов ТМГ, как правило, используется стержневая броневая конструкция с плоской шихтовкой. Стыки магнитопровода в соседних слоях выполняются вперекрышку для снижения сопротивления магнитному потоку и уменьшения потерь холостого хода. Обмотки низкого (НН) и высокого напряжения (ВН) изготавливаются из алюминиевой или медной проволоки (в зависимости от производителя и заказа). Обмотка НН, как правило, цилиндрическая, многослойная. Обмотка ВН может быть также цилиндрической или иметь сложную конфигурацию для обеспечения необходимых изоляционных промежутков. Между обмотками и стержнями магнитопровода устанавливаются изоляционные цилиндры из электрокартона. Активная часть прессуется и фиксируется для предотвращения смещений при транспортировке и коротких замыканиях.

Бак и система охлаждения

Отличительная черта серии ТМГ – герметичный бак без расширителя. Бак выполняется из листовой стали, имеет ребристую или трубчатую поверхность (радиаторы) для увеличения площади теплообмена. Внутренний объем бака заполняется высококачественным трансформаторным маслом (обычно марки ГК или АК). Принцип герметичности основан на компенсации теплового расширения масла за счет эластичности стенок бака или специальных гофрированных металлических сильфонов (баки-гармошки). При нагреве масла сильфон растягивается, при остывании – сжимается, что исключает контакт масла с атмосферным кислородом и влагой. Это главное преимущество перед трансформаторами типа ТМ с расширительным баком, так как резко замедляются процессы окисления масла и старения изоляции, отпадает необходимость в системах осушки воздуха (термосифонных фильтрах) и существенно сокращается объем технического обслуживания.

Вводы и дополнительные устройства

Трансформатор ТМГ 40 оснащается тремя вводами ВН и четырьмя вводами НН (три фазы и нейтраль). Вводы ВН на напряжение 6 или 10 кВ выполняются, как правило, керамическими проходными изоляторами. Вводы НН на 0,4 кВ – литыми полимерными или фарфоровыми. На баке устанавливается коробка с переключателем ответвлений (ПБВ – переключение без возбуждения), позволяющим регулировать коэффициент трансформации в небольшом диапазоне (обычно ±2×2.5%) для компенсации колебаний напряжения в питающей сети. Обязательным элементом является пробка для залива и отбора масла. На современных моделях может устанавливаться индикатор температуры масла и сигнальное реле давления (газовое реле в ТМГ не применяется из-за герметичности).

Основные технические характеристики и параметры

Трансформаторы ТМГ 40 изготавливаются в соответствии с ГОСТ 11677-85 (или более новыми ТУ производителей). Их ключевые параметры приведены в таблице.

Область применения и условия эксплуатации

Трансформаторы ТМГ 40 являются основными элементами распределительных сетей 0,4 кВ. Их типовое применение включает:

• Электроснабжение небольших населенных пунктов, коттеджных поселков, фермерских хозяйств.
• Питание отдельно стоящих зданий и сооружений: магазинов, АЗС, медицинских пунктов, школ.
• Использование в качестве вводных трансформаторов на небольших промышленных предприятиях, в мастерских, на стройплощадках.
• Установка в комплектных трансформаторных подстанциях (КТП) мачтового, столбового или наземного типа.

Условия эксплуатации регламентированы стандартами: высота над уровнем моря до 1000 м, температура окружающей среды от -45°С до +40°С (для исполнения У1, ХЛ1). Трансформатор рассчитан на длительную работу при 100% нагрузке в непрерывном режиме с допустимыми кратковременными перегрузками согласно нормативным документам (ПТЭЭП, ГОСТ).

Преимущества и недостатки по сравнению с другими типами трансформаторов

Преимущества ТМГ 40:

• Минимальное обслуживание: Отсутствие расширителя и контакта масла с воздухом устраняет необходимость регулярной проверки уровня масла, его очистки и замены силикагеля в термосифонном фильтре. Контроль сводится к внешнему осмотру и измерению сопротивления изоляции.
• Повышенная надежность изоляции: Стабильность диэлектрических свойств масла за счет отсутствия окисления.
• Защита от окружающей среды: Герметичный бак предохраняет активную часть от попадания влаги, пыли и агрессивных паров.
• Экологическая безопасность: Исключены утечки масла через расширитель, меньше риск загрязнения территории.
• Удобство монтажа: Отсутствие расширительного бака упрощает установку, особенно в стесненных условиях КТП.

Недостатки ТМГ 40:

• Чувствительность к перегреву: При значительных или длительных перегрузках давление внутри бака может критически возрасти из-за теплового расширения масла и разложения твердой изоляции. Существует риск деформации сильфона или срабатывания реле давления.
• Сложность ремонта: В случае внутреннего повреждения требуется полная замена трансформатора или сложный ремонт в специализированной мастерской с вакуумной сушкой и заливкой масла.
• Отсутствие газовой защиты: Невозможность установки стандартного газового реле (РГЧЗ) для сигнализации о медленно развивающихся дефектах, так как бак не сообщается с атмосферой.
• Более высокая начальная стоимость по сравнению с трансформаторами ТМ аналогичной мощности.

Сравнение с трансформаторами ТМ, ТМЗ и сухими трансформаторами (ТСЗ)

Параметр / Тип	ТМГ 40	ТМ 40 (с расширителем)	ТМЗ 40 (с защитным цилиндром)	ТСЗ 40 (сухой)
Принцип охлаждения	Масляное, герметичный бак	Масляное, с расширителем	Масляное, с расширителем и защитным цилиндром	Воздушное (естественное или принудительное)
Обслуживание	Минимальное	Регулярный контроль уровня и качества масла, замена силикагеля	Регулярный контроль уровня и качества масла, замена силикагеля	Минимальное (очистка от пыли)
Пожароопасность	Есть (горючее масло)	Есть (горючее масло)	Есть (горючее масло)	Нет (не содержит масла)
Установка внутри помещений	Требуется маслоприемник и противопожарные меры	Требуется маслоприемник и противопожарные меры	Требуется маслоприемник и противопожарные меры	Разрешается без ограничений, в т.ч. в жилых зданиях
Устойчивость к перегрузкам	Ограниченная	Хорошая	Хорошая	Зависит от класса изоляции, обычно хорошая
Стоимость	Средняя	Ниже	Выше (из-за сложности конструкции)	Значительно выше
Основное применение	КТП наружной установки, где важен низкий уровень обслуживания	Распределительные сети при наличии регулярного обслуживающего персонала	Промышленные предприятия, важные объекты с повышенными требованиями к надежности	Внутри зданий, торговых центров, больниц, объектов со строгими противопожарными нормами

Требования к монтажу, пусконаладке и техническому обслуживанию

Монтаж трансформатора ТМГ 40 должен производиться на подготовленное горизонтальное основание (фундамент, раму КТП) с креплением бака через проушины. Необходимо обеспечить естественную вентиляцию радиаторов. Перед включением обязательны следующие процедуры:

• Внешний осмотр на отсутствие повреждений, вмятин, течи масла.
• Проверка уровня масла через смотровое окно (при его наличии) или по индикатору сильфона.
• Измерение сопротивления изоляции обмоток (мегаомметром на 2500 В для ВН и 1000 В для НН). Значение должно быть не ниже нормированного заводом-изготовителем (обычно сотни МОм).
• Проверка состояния переключателя ПБВ и его установка на номинальную ступень.
• Измерение коэффициента трансформации и проверка группы соединений.
• Контроль сопротивления обмоток постоянному току (для выявления плохих контактов).

Техническое обслуживание в процессе эксплуатации включает периодический внешний осмотр (очистка от загрязнений, контроль целостности сильфона, состояния изоляторов), проверку отсутствия течи, контроль температуры (термометром или тепловизором) и измерение сопротивления изоляции по графику ППР. В отличие от ТМ, отбор проб масла для химического анализа проводится реже (раз в 5-10 лет).

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем принципиально отличается ТМГ от обычного трансформатора ТМ?

Главное отличие – в конструкции бака. ТМГ – герметичный, без расширителя, с компенсацией объема масла за счет деформации сильфона или стенок бака. ТМ имеет открытый бак, соединенный с расширителем, где масло контактирует с воздухом через воздухоосушитель (термосифонный фильтр). Это определяет разницу в обслуживании и условиях старения изоляции.

Можно ли устанавливать ТМГ 40 внутри жилого дома или общественного здания?

Нет, напрямую – нельзя. Согласно ПУЭ (п. 4.2.8, 7.4.33), установка маслонаполненных трансформаторов внутри жилых, общественных и других зданий с пребыванием людей, как правило, не допускается. Допускается их установка в пристройках к зданиям или отдельных камерах, отвечающих строгим противопожарным требованиям (огнестойкие стены и перекрытия, маслоприемники, автоматическое пожаротушение). Для внутренней установки предпочтительны сухие трансформаторы (ТСЗ).

Как часто нужно менять масло в трансформаторе ТМГ 40?

Благодаря герметичности, масло в ТМГ не окисляется так быстро, как в ТМ. Периодичность его замены не регламентирована строгими сроками и определяется результатами лабораторного химического анализа, который рекомендуется проводить раз в 5-10 лет. Замена производится только при значительном ухудшении его электроизоляционных и физико-химических свойств (снижение пробивного напряжения, увеличение кислотного числа, содержание влаги).

Что делать, если на трансформаторе ТМГ смялся или поврежден сильфон (гармошка)?

Деформация сильфона – серьезный дефект. Если он втянут внутрь – это свидетельствует о разрежении при остывании, возможно, из-за негерметичности. Если раздут – о значительном перегреве или внутреннем дефекте с газовыделением. Трансформатор должен быть немедленно отключен от сети и отправлен на экспертизу и ремонт в специализированную организацию. Эксплуатация с поврежденным сильфоном запрещена.

Каков реальный срок службы трансформатора ТМГ 40?

Номинальный срок службы, заложенный производителем, составляет 25 лет. Однако фактический ресурс сильно зависит от условий эксплуатации: качества питающего напряжения (уровень высших гармоник, перекос фаз), величины и характера нагрузки (наличие перегрузок), климатических условий, качества монтажа и обслуживания. При соблюдении паспортных условий и отсутствии аварийных ситуаций трансформаторы ТМГ могут работать 30 и более лет.

Как правильно выбрать между ТМГ 40 и сухим трансформатором ТСЗ 40?

Выбор определяется местом установки и экономическими соображениями. ТМГ 40 выбирают для наружной установки (в КТПН, на столбах, мачтах) или в отдельных трансформаторных камерах, где стоимость объекта критична, а пожарная опасность контролируется. ТСЗ 40 выбирают для установки внутри зданий (подвалы, технические этажи, встроенные подстанции), где требования пожарной и экологической безопасности первостепенны, а более высокая начальная стоимость компенсируется экономией на строительстве специальных камер и противопожарных систем.

Какие токи холостого хода и короткого замыкания у ТМГ 40?

Ток холостого хода I_хх обычно не превышает 2.0-2.8% от номинального тока. Номинальный ток для стороны 10 кВ составляет примерно 2.3 А, для стороны 0.4 кВ – около 57.7 А. Ток короткого замыкания на выводах НН рассчитывается по формуле I_к.з. = I_ном.НН / (U_к / 100). При U_к=4.5% и I_ном.НН=57.7 А, ток КЗ составит примерно 1280 А. Это значение необходимо для выбора и настройки защитной аппаратуры.