Трансформаторы ТМГ 63
Трансформаторы ТМГ 63: полный технический обзор, конструкция и применение
Трансформатор масляный герметичный ТМГ 63 – это силовой трехфазный двухобмоточный трансформатор общего назначения мощностью 63 кВА, предназначенный для преобразования электрической энергии в сетях переменного тока частотой 50 Гц. Ключевая особенность серии ТМГ – полная герметичность бака, исключающая контакт масла и изоляции с атмосферным кислородом, что кардинально повышает эксплуатационную надежность и снижает затраты на обслуживание. Агрегаты данного типа рассчитаны на номинальное напряжение класса 6 или 10 кВ и применяются для электроснабжения промышленных, сельскохозяйственных, коммунальных объектов и небольших населенных пунктов.
Конструктивные особенности и принцип герметизации
Конструкция трансформатора ТМГ 63 базируется на принципе компенсации температурных расширений масла без использования расширительного бака и дыхательной системы. Это достигается за счет применения эластичной гофрированной стенки бака (сильфона) или специальной гибкой мембраны, изолирующей внутренний объем от атмосферы.
- Активная часть: Состоит из магнитопровода шихтованной конструкции из холоднокатаной электротехнической стали с низкими удельными потерями и обмоток из алюминиевой или медной проволоки/фольги. Изоляция – бумажно-пропитанная, класс нагревостойкости А (105°С).
- Бак: Выполнен в виде герметичного корпуса, внутри которого размещена активная часть, погруженная в очищенное и дегазированное трансформаторное масло. Верхняя часть бака или его стенки имеют гофрированную структуру, играющую роль термокомпенсатора.
- Система герметизации: При нагреве под нагрузкой масло расширяется, растягивая сильфон. При остывании сильфон сжимается. Таким образом, внутри бака поддерживается постоянное избыточное давление, исключающее подсос воздуха и влаги. Отсутствие кислорода замедляет процессы старения масла и окисления целлюлозной изоляции.
- Вводы: Используются проходные изоляторы (фарфоровые или полимерные) на рабочее напряжение 6 или 10 кВ для стороны ВН и 0,4 кВ для стороны НН. Вводы имеют герметичное соединение с баком.
- Система охлаждения: Естественное масляное охлаждение (тип М). Тепло от активной части передается маслу, которое циркулирует внутри бака, а тепло от масла отводится через стенки бака и гофры в окружающую среду.
- Отсутствие необходимости в обслуживании масляной системы: Герметичная конструкция исключает необходимость контроля уровня масла, его доливки, замены силикагеля в воздухоосушителе, что резко снижает эксплуатационные расходы.
- Повышенная стойкость изоляции: Отсутствие доступа кислорода и влаги замедляет старение масла и деградацию твердой изоляции, увеличивая ресурс трансформатора.
- Высокая надежность и безопасность: Исключена возможность всасывания влажного воздуха при колебаниях нагрузки и температуры, что предотвращает резкое снижение электрической прочности изоляции. Нет риска утечки масла.
- Устойчивость к среде: Защита IP44 позволяет устанавливать трансформатор на открытых площадках без дополнительных кожухов, в условиях повышенной запыленности и влажности.
- Экологичность: Исключен контакт масла с атмосферой, нет испарений.
- Сложность ремонта: В случае внутреннего повреждения или необходимости замены масла требуется вскрытие герметичного бака в заводских условиях с последующей вакуумной сушкой и заливкой.
- Чувствительность к перегрузкам: Из-за фиксированного объема масла и отсутствия расширителя возможен избыточный рост давления при значительных и длительных перегрузках, что может привести к деформации сильфона.
- Более высокая начальная стоимость по сравнению с трансформаторами типа ТМ (масляные с расширительным баком) аналогичной мощности.
- Ограничение по мощности: Конструкция с гофрированным баком эффективна для трансформаторов малой и средней мощности (до 2500-4000 кВА). Для больших мощностей применяются другие системы герметизации.
- Комплексные трансформаторные подстанции (КТП) тупикового и проходного типа для снабжения небольших производств, поселков, микрорайонов.
- Сельскохозяйственные объекты (животноводческие комплексы, зернохранилища).
- Объекты инфраструктуры (железнодорожные станции, насосные станции, небольшие котельные).
- В качестве вводных или распределительных трансформаторов на промышленных предприятиях.
- Подготовка фундамента: Установка на заранее подготовленное ровное основание (фундамент) с предусмотренными заземляющими контурами.
- Наружный осмотр: Проверка целостности сварных швов, гофров, изоляторов, отсутствия вмятин и следов коррозии. Контроль давления внутри бака (визуально по состоянию гофр).
- Проверка электрических характеристик: Обязательное проведение приемо-сдаточных испытаний: измерение сопротивления изоляции обмоток (мегаомметром на 2500 В), коэффициента трансформации, потерь холостого хода и короткого замыкания, проверка работы переключателя ответвлений (ПБВ, если предусмотрено).
- Подключение: Присоединение кабелей или шин к выводам ВН и НН через соответствующие наконечники с требуемым моментом затяжки. Подключение контура защитного заземления к заземляющему выводу на баке.
- Ввод в работу: После проведения всех испытаний и согласования документации трансформатор включается под напряжение холостого хода на 24 часа для контроля отсутствия аномальных шумов, нагрева, течей. После этого подключается нагрузка.
Основные технические характеристики и параметры
Трансформаторы ТМГ 63 изготавливаются в соответствии с ГОСТ 11677-85 (трансформаторы силовые общего назначения) и другими отраслевыми стандартами. Ниже приведены ключевые параметры для данной мощности.
| Параметр | Значение / Описание |
|---|---|
| Номинальная мощность, Sном | 63 кВА |
| Номинальное напряжение обмотки ВН (UномВН) | 6; 6,3; 10; 10,5 кВ |
| Номинальное напряжение обмотки НН (UномНН) | 0,4 кВ (линейное) |
| Схема и группа соединения обмоток | Y/Yн-0 (звезда/звезда с нулем) |
| Напряжение короткого замыкания, Uк | 4,5% или 5,5% (в зависимости от напряжения ВН) |
| Потери холостого хода, Pх | Не более 190-210 Вт (в зависимости от года выпуска и материала) |
| Потери короткого замыкания, Pк | Не более 1250-1280 Вт |
| Ток холостого хода, I0 | Не более 1,8-2,2% |
| Уровень шума | Не более 55 дБА |
| Степень защиты по IP | IP44 (защита от брызг и твердых тел >1 мм) |
| Климатическое исполнение и категория размещения | УХЛ1, У1 (для умеренного и холодного климата, на открытом воздухе) |
| Масса масла / Полная масса | Около 100 кг / Около 400 кг (зависит от производителя) |
Преимущества и недостатки трансформаторов ТМГ 63
Преимущества:
Недостатки и ограничения:
Области применения и условия эксплуатации
Трансформатор ТМГ 63 является оптимальным решением для объектов, где требуется надежное и бесперебойное электроснабжение с минимальным вмешательством персонала:
Условия эксплуатации: Трансформатор рассчитан для работы в диапазоне температур окружающей среды от -60°С до +40°С. Допускается установка на высоте до 1000 м над уровнем моря. Номинальный режим работы – длительный. Допускаются кратковременные систематические перегрузки в соответствии с нормативными документами (ПТЭЭП, руководство по эксплуатации).
Монтаж, подключение и ввод в эксплуатацию
Монтаж трансформатора ТМГ 63 должен производиться в соответствии с ПУЭ 7-го издания и инструкцией завода-изготовителя. Основные этапы:
Сравнение с аналогами других типов
| Тип трансформатора | ТМГ 63 (герметичный масляный) | ТМ 63 (масляный с расширителем) | ТСГЛ 63 (сухой, литой) |
|---|---|---|---|
| Принцип охлаждения/изоляции | Масляное, герметичный бак | Масляное, с расширительным баком | Воздушное, обмотки залиты эпоксидным компаундом |
| Обслуживание | Практически не требуется | Регулярный контроль уровня и качества масла, очистка/замена силикагеля | Не требуется |
| Пожароопасность | Пожароопасен (масло) | Пожароопасен (масло) | Пожаробезопасен |
| Установка | Наружная, в помещениях с ограничениями | Наружная, в отдельных камерах | Внутри помещений (цехов, жилых зданий) |
| Стойкость к среде | Высокая (IP44) | Средняя (обычно IP20-IP23) | Чувствителен к влаге и пыли без фильтров |
| Стоимость (относительная) | Средняя | Ниже | Выше |
| Основное применение | Наружные КТП, сложные климатические условия | Традиционные подстанции с обслуживающим персоналом | Встроенные подстанции в зданиях, объекты с высокими требованиями пожарной безопасности |
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
1. Как часто нужно проводить техническое обслуживание трансформатора ТМГ 63?
Для ТМГ 63 регламентные работы сводятся к минимуму. Ежегодно необходим визуальный осмотр состояния бака, вводов, проверка заземления, измерение сопротивления изоляции. Углубленный контроль (химический анализ масла, измерение тангенса угла диэлектрических потерь масла) рекомендуется проводить не чаще 1 раза в 5-8 лет, так как старение масла в герметичной конструкции замедлено.
2. Что делать, если гофры (сильфон) на баке втянуты или чрезмерно растянуты?
Положение гофр – индикатор внутреннего давления. Легкое втягивание при низкой температуре (-20°С и ниже) – норма. Сильное втягивание или вздутие при комнатной температуре указывает на разгерметизацию или внутреннее повреждение (например, газообразование при дефектах изоляции). В таком случае трансформатор должен быть отключен и отправлен на экспертизу и ремонт в специализированную организацию.
3. Можно ли перевозить ТМГ 63 без масла?
Нет. Трансформаторы ТМГ поставляются только в заправленном и герметично запаянном состоянии. Транспортировка без масла невозможна, так как это приведет к увлажнению активной части и необратимому ухудшению изоляционных свойств. При транспортировке должен быть установлен датчик удара (ударограф).
4. Какие перегрузки допускаются для трансформатора ТМГ 63?
Допустимые перегрузки регламентируются ГОСТ 14209-97 и инструкцией завода-изготовителя. Они зависят от начальной нагрузки, температуры окружающей среды и длительности. Например, при предварительной нагрузке 70% от номинала и температуре охлаждающей среды +10°С, допустима перегрузка 20% на 2 часа. Систематические перегрузки более 10% не рекомендуются из-за риска перегрева и ускоренного старения изоляции.
5. Чем отличается ТМГ от ТМГФ?
ТМГФ – это трансформатор масляный герметичный с фланцевым креплением вводов. Основное отличие в способе крепления вводов низкого напряжения (0.4 кВ). В ТМГФ они устанавливаются на фланце, что часто удобнее для подключения шин или кабелей в конкретной ячейке КРУН. Конструктивно и по основным параметрам агрегаты идентичны.
6. Как правильно выбрать напряжение короткого замыкания (Uк) для ТМГ 63?
Выбор Uк (4.5% или 5.5%) определяется требованиями энергосистемы и условиями работы. Большее Uк ограничивает токи короткого замыкания в сети 0.4 кВ, что позволяет использовать менее мощную коммутационную аппаратуру. Однако при этом возрастает падение напряжения на трансформаторе при нагрузке. Стандартный выбор для одиночной работы – 4.5%. Для параллельной работы или в сетях с ожидаемыми большими токами КЗ – 5.5% или 6%.
7. Каков средний срок службы трансформатора ТМГ 63?
Номинальный срок службы, заложенный производителями, составляет 25 лет. Однако фактический ресурс может превышать 30-40 лет при соблюдении условий эксплуатации (отсутствие систематических перегрузок, качественное питание, отсутствие внешних повреждений). Ключевым фактором является температура и скорость старения изоляции, которая в герметичном исполнении значительно ниже, чем в трансформаторах с расширительным баком.