Понятие номинальной мощности трансформатора, в чем указывается и измеряется

Габариты трансформаторов

Таблица 5.11

Примечание: трансформаторы, имеющие мощность или напряжение, не соответствующие стандартной шкале, относятся к габариту и группе ближайшей стандартной мощности или напряжения.

Понятие номинальной мощности трансформатора

Номинальная мощность трансформатора – это полная мощность, на которую рассчитан прибор его изготовителем. То есть, напряжение, которое в течение всего срока эксплуатации трансформатор выдерживает без перерыва.

Заводы дают гарантию службы от 20 до 25 лет.

Данный показатель всегда связан с температурным режимом работы: насколько допускается нагрев обмоток и при каких условиях охлаждается агрегат. При разных мощностях обмоток трансформатора номинальной считают наибольшую. В основном, в трансформаторах установлено масляное охлаждение, которое напрямую зависит от температуры окружающей среды.

Поскольку погодные условия постоянно изменяются, наибольший нагрев обмоток при максимальной теплоте воздуха считается верхним пределом среднего показателя сопротивления температуры, возможной для соблюдения безопасности.

У приборов с другим типом охлаждения в паспорте от производителя прописываются номинальные температурные условия.

Помимо номинальной, есть типовая мощность трансформатора, которая считается, как сумма величин нагрузки на все обмотки, поделенная на два. А максимальная нагрузка на обмотки рассчитывается, как произведение наибольшей величины тока на максимально разрешенное напряжение данной части цепи.

Трехфазные двухобмоточные трансформаторы 35 кВ

Таблица 5.12

Примечания:

1. Регулирование напряжения осуществляется на стороне ВН путем РПН или ПБВ.
2. Трансформаторы типа ТМ, указанные в скобках, имеют ПБВ ±2×2,5 % на стороне ВН.

Шкала стандартных мощностей силовых трансформаторов

На территории России используется единая шкала стандартных мощностей. Она разделяется на два шага: 1,35 и 1,6, каждый включает ряд величин, представленных в таблице ниже.

В настоящее время заводы выпускают трансформаторные подстанции (ТП), применяя мощности шага 1,6. Шкала шага 1,35 уже не используется на производствах, но старые установки, выпущенные в советское время, проектировались именно по этой шкале. При этом, исследования определили старые приборы как более выгодные, поскольку они могут работать в полную силу, в отличие от современных агрегатов.

При выборе разных видов приборов, учитывается, что они должны быть максимально близкими по наибольшему показателю нагрузки в обычном режиме и предельному напряжению в аварийном.

При выборе трансформаторов для промышленных производств важно учитывать их количество для рационального распределения электроэнергии и их типовые мощности при определенной номинальной нагрузке.

Трехфазные двухобмоточные трансформаторы 110 кВ

Таблица 5.13

Примечания:

1. Регулирование напряжения осуществляется за счет РПН в нейтрали, за ис­ключением трансформаторов типа ТМН-2500/110 с РПН на стороне НН и ТД с ПБВ на стороне ВН.
2. Трансформаторы типа ТРДН могут изготавливаться также с нерасщепленной обмоткой НН 38,5 кВ, трансформаторы 25 МВА – с 27,5 кВ (для электри­фикации железных дорог).

Трехфазные трехобмоточные трансформаторы 110 кВ

Таблица 5.14

* При Xт обмотки СН, равном нулю, обмотки НН изготавливаются с Uном, равным 6,3 или 10,5 кВ.

Примечание: все трансформаторы имеют РПН ±9×1,78 % в нейтрали ВН, за исключением трансформатора ТНДТЖ-40000 с РПН ±8×1,5 % на ВН. Трансформаторы ТДТН-10000, 16000, 25000, 40000, 63000/110 имеют также ПБВ на стороне 34,5 кВ ± (2х2,5,5 %)

Как выбрать силовой трансформатор по мощности

Сбор и анализ мощностей потребителей, запитанных от одного трансформатора, не всегда оказывается достаточным.

Для производственных объектов руководствуются порядком ввода оборудования в работу. При этом учитывают, что все потребители не могут быть включены одновременно. Однако также принимают во внимание возможное увеличение производственной мощности.

Поэтому при расчете и выборе мощности силового трансформатора руководствуются графиком среднесуточной и полной активной нагрузки подстанции, а также длительностью максимальной нагрузки. Если рассчитывается трансформатор, который будет участвовать в электроснабжении объектов жилой инфраструктуры, то учитывают и время года. В зимнее время нагрузка увеличивается за счет включения электрического обогрева, летом – кондиционеров.

Таблица №1 — Выбор силового трансформатора по мощности и допустимым аварийным нагрузкам

При отсутствии точных сведений активная нагрузка определяется по формуле:

Sном ≥ ∑ Pmax ≥ Pp;

Где ∑ Pmax

– максимальная активная мощность;

Pp– проектная мощность подстанции.

Если график работы подстанции характеризуется кратковременным пиковым режимом мощности – 30 мин или не более 1 часа, то тр-ор будет работать в недогруженном режиме. Поэтому выгоднее подбирать трансформатор с мощностью, приближенной к продолжительной максимальной нагрузке и полностью использовать перегрузочные возможности трансформатора с учетом систематических перегрузок в нормальном режиме.

В реальных условиях значение допустимой перегрузки определяется коэффициентом начальной загрузки. На выбор величины нагрузки влияет температура окружающего воздуха, в котором находится работающий трансформатор.

Коэффициент загрузки всегда меньше единицы.

Kн = Pc/Pmax = Ic/Imax ; где Pc, Pmax и Ic, Imax – среднесуточные и максимальные мощности и тока.

Таблица №2 — Рекомендуемые коэффициенты загрузки силовых трансформаторов цеховых ТП. Коэффициент ограничивает перегрузку трансформатора оставляя по мощности некоторый запас.

Таблица №3 — длительности и величины перегрузки при аварийных режимах с принудительным охлаждением масла устанавливается по заводским параметрам. ПТЭ и ПТБ электроустановок тб. ЭП-4-1

Характер суточной нагрузки эквивалентен температуре окружающей среды, постоянной времени трансформатора, типу охлаждения, допускаются периодические перегрузки.

Рисунок 1 — Расчетный график нагрузки. 1 – суточный по факту; 2 – двухступенчатый эквивалентный фактическому

Согласно графику, начальный период нагрузки характеризуется работой трансформатора с номинальной нагрузкой за 20 часов и коэффициентом начальной нагрузки – 0,705.

Второй период – коэффициент перегруза kпер.= 1,27 и временем – 4 часа. Значит, перегрузки определяются графиком нагрузки преобразованном в эквивалентный график с учетом тепла. Допустимая нагрузка тр-ра зависит от номинальной нагрузки, ее длительности и максимального пика, определяется по коэффициенту превышения нагрузки:

kпер = Iэ max / Iном

коэффициент начальной нагрузки

kн.н. = Iэ.н./ Iном

Iэ max – эквивалентный максимум нагрузки;

Iэ.н — эквивалентная начальная нагрузка.

Перегрузки трансформаторов допустимы, но их возможности: время и величина ограничены нормативами, установленными заводом изготовителем. Правила ПТЭЭП, глава 2. 1. 20 и гл. 2. 1. 21. ограничивают перегрузку трансформатора до 5%.

Таблица №4 — Перегрузка по времени для масляных трансформаторов

Таблица №5 — Перегрузка по времени для сухого трансформатора

Вентиляция помещения электроустановки должна обеспечить отвод тепла, чтобы при перегрузке и максимальной температуре воздуха нагрев трансформатора не превышал допустимое значение. Часто в условиях жары на отдаленных от населенных пунктов месторождений прибегают к естественной вентиляции, открывая двери трансформаторного отсека.

Правила ПУЭ разрешают максимальный послеаварийный перегруз трансформатора до 40% на время не более 6 часов в течение 5 суток.

Трехфазные двухобмоточные трансформаторы 150 кВ

Таблица 5.15

Примечание: регулирование напряжения осуществляется за счет РПН в нейтрали ВН (трансформаторы 16-63 МВА) или ПБВ (трансфор­матор 250 МВА).

Трехфазные трехобмоточные трансформаторы и автотрансформаторы 150 кВ

Таблица 5.16

Примечания:

1. Для автотрансформатора мощность обмотки НН равна 20 % номинальной.
2. Регулирование напряжения осуществляется за счет РПН в нейтрали ВН или (для автотрансформатора 100 МВА) на стороне СН.

Пример выбора трансформатора

Выбрать трансформатор можно исходя из их конструктивного исполнения, ориентируясь на необходимые характеристики, или по номинальной нагрузке.

Выбор по конструктивному исполнению

Силовые трансформаторы бывают нескольких видов:

• масляные – устанавливаются внутри или снаружи зданий, где нет опасности возгорания или взрыва веществ;
• сухие – находятся в пожароопасных помещениях;
• с негорючим жидким диэлектриком – устанавливаются внутри строений, отличающихся высокой взрыво- и пожароопасностью.

Масляные лучше остальных отводят тепло от сердечника и обмоток, составные части хорошо защищены от внешних воздействий. Также, данные трансформаторы меньше других по стоимости. К недостаткам относится необходимость установки в специальных помещениях или снаружи строений, из-за высокой вероятности возгорания или взрыва при поврежденной защите активных частей.

Сухие трансформаторы устанавливают в тех помещениях, где высокая вероятность возгорания и большое электрическое напряжение. Такие установки обладают повышенными огнеупорными свойствами благодаря жаропрочным изоляционным материалам. Но условия охлаждения уступают масляным, из-за чего плотность тока в обмотках меньше.

Агрегаты с негорючим диэлектриком обладают схожими огнеупорными свойствами с сухими, не наносят вред окружающей среде, за счет характеристик охлаждающей жидкостей и считаются более долговечными.

Выбор по мощности

Агрегаты для главных понизительных подстанций (ГПП) и цеховых трансформаторных подстанций выбирают по среднему напряжению за максимально загруженный период работы с контролем удельного расхода электроэнергии.

Фактор, которым характеризуется необходимая полная мощность трансформатора – это допустимое значение относительной аварийной нагрузки. Этот показатель регламентируется ГОСТом и определяется, как возможный тепловой износ изоляции агрегата за аварийный период с учетом температуры охлаждения, типа прибора и графика режима аварийной работы.

При определении необходимой номинальной нагрузки трансформатора используют два подхода, зависящие от наличия исходных данных:

1. По заранее определенному суточному плану нагрузки производства за типичные сутки года в режиме аварийной и стандартной работы.
2. По расчетной нагрузке в этих же режимах. По Государственному стандарту, цеховые ТП имеют мощности, указанные в таблице выше.

Трехфазные двухобмоточные трансформаторы 220 кВ

Таблица 5.17

Примечания:

1. Регулирование напряжения осуществляется в нейтрали ВН.
2. Трансформаторы с расщепленной обмоткой могут изготавливаться также с нерасщепленной обмоткой НН на 38,5 кВ.

Е

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СТАНДАРТОВ СОВЕТА МИНИСТРОВ СССР

Москва

РАЗРАБОТАН Всесоюзным научно-исследовательским, проектно-конструкторским и технологическим институтом трансформаторе-строения (ВИТ)

Директор И. Д. Воеводин Руководитель темы Л. И. Винтюк Исполнитель В. Н. Красильников

ВНЕСЕН Министерством электротехнической промышленности

Зам. министра Ю. А. Никитин

ПОДГОТОВЛЕН К УТВЕРЖДЕНИЮ Всесоюзным научно-исследовательским институтом по нормализации в машиностроении (ВНИННМАШ)

Директор В. А. Грешников

УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 27 октяб ря 1977 г. № 2511

УДК 621.314.222.6 : 006.354 Группа Е64

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ТРАНСФОРМАТОРЫ СИЛОВЫЕ МОЩНОСТЬЮ 0,01 кВ А И БОЛЕЕ Ряд номинальных мощностей

Power transformers from 0,01 kVA and above. Series of power ratings

гост

9680—77

Взамен

ГОСТ 9680—61

Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 27 октября 1977 г. № 2511 срок введения установлен

с 01.01 1979 г.

Несоблюдение стандарта преследуется по закону

1. Настоящий стандарт распространяется на трехфазные и однофазные силовые трансформаторы и автотрансформаторы мощностью от 0,01 кВ-А и выше, включая трансформаторы, предназначенные для экспорта, и устанавливает для них ряд номинальных мощностей.

Стандарт не распространяется на трансформаторы для питания радиотехнических и электронных устройств, трансформаторы для питания бытовых электроприборов и измерительные трансформаторы, однако и для этих трансформаторов, когда это возможно, рекомендуется руководствоваться требованиями, установленными настоящим стандартом.

Термины, применяемые в настоящем стандарте, — по ГОСТ 16110—70 и ГОСТ 19294—73.

Стандарт в части регламентации номинальных мощностей соответствует Публикации МЭК № 76—1 (1976 г.) и рекомендациям СЭВ по стандартизации PC 676—66 и PC 2592—70.

Издание официальное Перепечатка воспрещена

★

Е

©Издательство стандартов, 1977

2. Номинальные мощности трехфазных трансформаторов должны выбираться из следующего ряда кВ*А:

0,010 0,100 1,00 10,0 100 1000 10000 100000 1000000

(0,012) (0,125) (1,25) (12,5) (125) (1250) (12500) 125000 1250000 0,016 0,160 1,60 16,0 160 1600 16000 160000 1600000

Трехфазные трехобмоточные трансформаторы и автотрансформаторы 220 кВ

Таблица 5.18

* Предназначены для связи электрических сетей напряжением 220 и 110 кВ и питания собственных нужд ПС мощностью 0,63 и 1,25 МВ-А напряжением 0,4 кВ соответственно.

Примечания.

1. Для AT мощность обмотки НН равна 50 % от номинальной.

2. Регулирование напряжения осуществляется за счет РПН в нейтрали ВН (±8×1,5 %; ±12×1 %) или на стороне СН (± 6×2 %).

Силовые трансформаторы

Трансформаторы предназначены для преобразования посредством электромагнитной индукции одной или нескольких систем переменного тока в одну или несколько других систем переменного тока. Различают двух-, трех- и многообмоточные трансформаторы, имеющие соответственно две, три и более гальванически не связанные обмотки. Передача энергии из первичной цепи трансформатора во вторичную происходит посредством магнитного поля.

Силовые трансформаторы. Основные определения и обозначения.

Трансформаторы предназначены для преобразования посредством электромагнитной индукции одной или нескольких систем переменного тока в одну или несколько других систем переменного тока. Различают двух-, трех- и многообмоточные трансформаторы, имеющие соответственно две, три и более гальванически не связанные обмотки. Передача энергии из первичной цепи трансформатора во вторичную происходит посредством магнитного поля.

Различают силовые трансформаторы общего назначения, предназначенные для включения в сети, не отличающиеся особыми условиями работы, или для непосредственного питания совокупности приемников электрической энергии, не отличающихся особыми условиями работы, характером нагрузки или режимом работы. Силовые трансформаторы специального назначения, предназначены для непосредственного питания сетей и приемников электроэнергии, если эти сети и приемники отличаются особыми условиями работы, характером нагрузки или режимом работы. К числу таких сетей и приемников электроэнергии относятся, например, подземные рудничные и шахтные сети и установки, выпрямительные установки, электрические печи и т. п.

Номинальной мощностью двухобмоточного трансформатора является номинальная мощность каждой из его обмоток, в трехобмоточном трансформаторе — наибольшая из номинальных мощностей трех его обмоток.

За номинальное напряжение обмотки принимается напряжение между соответствующими зажимами, связанными с данной обмоткой при холостом ходе трансформатора.

По исполнению трансформаторы могут быть трехфазными и однофазными. В трехфазном трансформаторе под обмоткой обычно понимают совокупность соединенных между собой обмоток одного напряжения разных фаз. В двухобмоточном трансформаторе различают обмотку ВН, присоединяемую к сети высокого напряжения, и обмотку НН, присоединяемую к сети низкого напряжения. Обмотку трансформатора, к которой подводится электрическая энергия, называют первичной, а обмотку, от которой энергия отводится, – вторичной. В трехобмоточном трансформаторе различают обмотки ВН, СН и НН.

По виду охлаждающей среды различают сухие и масляные трансформаторы. Трансформаторы с естественным воздушным охлаждением (сухие трансформаторы) обычно не имеют специальной системы охлаждения. В масляных трансформаторах в систему охлаждения входят: бак трансформатора, заливаемый маслом, для мощных трансформаторов – охладители, вентиляторы, масляные насосы, теплообменники и т. д.

Номенклатура силовых трансформаторов.

Разнообразие применения силовых трансформаторов вызвало необходимость изготовления их весьма широкой номенклатуры. Силовые трансформаторы отличаются номинальной мощностью, классом напряжения, условиями и режимами работы, конструктивным исполнением. В зависимости от номинальной мощности и класса напряжения силовые трансформаторы подразделяются на несколько групп, так называемых габаритов, приведенных в таблице 1.

Таблица 1

В зависимости от условий работы, характера нагрузки или режима работы силовые трансформаторы разделяются на трансформаторы общего назначения, регулировочные и трансформаторы специального назначения (шахтные, тяговые, преобразовательные, пусковые, электропечные и др.).

Промышленностью выпускаются силовые трансформаторы, предназначенные для работы в районах с умеренным, холодным и тропическим климатом, для установки на открытом воздухе или в помещении.

В зависимости от вида охлаждения различают: сухие, масляные трансформаторы и трансформаторы с негорючим жидким диэлектриком. Условное обозначение различных типов трансформаторов включает в себя: 1) буквенное обозначение, характеризующее число фаз, вид охлаждения, число обмоток и вид переключения ответвлений. Кроме вышеуказанных обозначений стандартами и техническими условиями на отдельные виды исполнений трансформаторов могут предусматриваться дополнительные буквенные обозначения, характеризующие специальные особенности данного типа трансформатора; 2) обозначение номинальной мощности и класса напряжения; 3) обозначение года выпуска рабочих чертежей трансформаторов данной конструкции; указываются последние две цифры; 4) обозначение климатического исполнения и категории размещения по ГОСТ 15150-69.

Буквенное обозначение трансформаторов, приведенное в п. 1, состоит из следующих по порядку букв. Первая указывает число фаз: О — для однофазных трансформаторов; Т — для трехфазных. Следующие одна или две буквы указывают условное обозначение вида охлаждения (таблица 2).

Таблица 2

Буква Т указывает условное обозначение трехобмоточных трансформаторов; двухобмоточные обозначения не имеют. Буква Н указывает условное обозначение трансформаторов с устройством РПН. Кроме того, для условного буквенного обозначения трансформаторов применяют следующие буквы: А – перед условным буквенным обозначением числа фаз для автотрансформаторов; Р – после условного обозначения числа фаз для трансформаторов с расщепленной обмоткой НН; 3 – после условного обозначения вида охлаждения для герметичных масляных трансформаторов или с негорючим жидким диэлектриком с защитой при помощи азотной подушки; С или П – в конце условного буквенного обозначения для трансформаторов собственных нужд или для линий передачи постоянного тока.

Номинальная мощность и класс напряжения указываются через тире после буквенного обозначения в виде дроби, числитель которой — номинальная мощность в киловольт-амперах, знаменатель — класс напряжения трансформатора в киловольтах. Если автотрансформатор имеет обмотку СН напряжением 110 кВ и выше, то в виде сложной дроби добавляется обозначение класса напряжения обмотки СН.

Исполнения трансформаторов, предназначенных для работы в соответствующих климатических районах, обозначают следующими буквами: У – в районах с умеренным климатом; ХЛ – в районах с холодным климатом; Т – в районах с тропическим климатом. В зависимости от места размещения при эксплуатации различают следующие исполнения трансформаторов (по категориям): 1 – установка на открытом воздухе; 2 – установка в помещениях, где колебания температуры и влажности несущественно отличаются от внешней среды; 3 – закрытые помещения с естественной вентиляцией, где колебания температуры и влажности значительно меньше, чем на открытом воздухе; 4 – закрытые помещения с искусственно регулируемыми климатическими условиями; 5 – помещения с повышенной влажностью.

Примеры условных обозначений: ТМ-100/10-77У1 — трехфазный двухобмоточный трансформатор с естественным масляным охлаждением, номинальная мощность 100 кВА, класс напряжения 10 кВ, конструкция 1977 г., для районов с умеренным климатом, установка на открытом воздухе. ТСЗ-100/10-75УЗ — трехфазный сухой трансформатор защищенного исполнения, номинальная мощность 100 кВА, класс напряжения 10 кВ, конструкция 1975 г., для районов с умеренным климатом, установка в помещениях с естественной вентиляцией. ТРДНС-40000/35 74Т1 — трехфазный двухобмоточный трансформатор с расщепленной обмоткой НН, с принудительной циркуляцией воздуха в системе охлаждения, с РПН, для собственных нужд электростанций, номинальная мощность 40 MBА, класс напряжения 35 кВ, конструкция 1974 г., тропического исполнения, для наружной установки. АТДЦНТ-125000/220/110-98У1 — трехфазный трехобмоточный автотрансформатор с принудительной циркуляцией масла и воздуха в системе охлаждения, с РПН, номинальная мощность 125 MBА, с обмоткой ВН напряжением 220 кВ и обмоткой СН напряжением 110 кВ, конструкция 1998 г., для районов с умеренным климатом, для наружной установки. ТЦ250000/500-86ХЛ1 — трехфазный двухобмоточный трансформатор с принудительной циркуляцией масла и воды в системе охлаждения, номинальная мощность 250 MBА, класс напряжения 500 кВ, конструкция 1986 г., для районов с холодным климатом, для наружной установки. ОДЦНГТ-175000/750-85У1 — однофазный трансформатор с принудительной циркуляцией масла и воздуха в системе охлаждения, с РПН, для линий передачи постоянного тока, номинальная мощность 175 MBА, класс напряжения 750 кВ, конструкция 1985 г., для районов с умеренным климатом, для наружной установки.

Основную номенклатуру силовых трансформаторов составляют масляные трансформаторы, в которых в качестве диэлектрика и охлаждающей жидкости применяется трансформаторное масло.

Сухие силовые трансформаторы выпускаются сравнительно небольшой мощности (I—IV габариты). Сухие трансформаторы с негерметичным кожухом предназначены для установки только в закрытых помещениях.

Трансформаторы с негорючим жидким диэлектриком предназначены для работы в местах с повышенной загрязненностью и пожароопасностью, где установка сухих или масляных трансформаторов недопустима.

Характеристики силовых трансформаторов.

Трансформаторы силовые типа ТМ

Силовые масляные трехфазные двухобмоточные понижающие общепромышленного назначения трансформаторы ТМ мощностью от 25 до 2500 кВА предназначены для внутренней и наружной установки.

Для увеличения поверхности охлаждения в трансформаторах ТМ-25…2500 с маслорасширителем, применяются гофрированные стенки, ТМ-1600-2500 – радиаторы.

Силовые трансформаторы ТМ-25-2500 выпускаются с номинальным напряжением первичной обмотки (высокого напряжения) до 10 кВ, включительно, и вторичной обмотки (низкого напряжения) – 0,4 кВ. Схема и группа соединений – У/Ун-0, Д/Ун-11.

Технические характеристики. Силовые трансформаторы ТМ-25 – 2500 выпускаются с номинальным напряжением первичной обмотки (высокого напряжения) до 35 кВ включительно и вторичной обмотки (низкого напряжения) – 0.4 кВ, по согласованию с заказчиком возможны и другие сочетания напряжений.

Схема и группа соединений – У/Ун -0; Д/Ун -11. Напряжение регулируется без возбуждения. Для этого трансформаторы оснащены высоковольтными переключателями, которые присоединяются к обмотке высокого напряжения и позволяют регулировать напряжение ступенями при отключенном от сети трансформаторе со стороны НН и ВН с диапазоном ±2 х 2.5 %.

Трансформаторы силовые типа ТМГ.

Силовые масляные трансформаторны ТМГ понижающие двухобмоточные трехфазные герметичные с защитой масла мощностью от 10 до 2500 кВА напряжением до 10 кВ предназначены для нужд народного хозяйства для внутренней и наружной установки

Технические характеристики. Силовые трансформаторы ТМГ- 10-2500кВА выпускаются с номинальным напряжением первичной обмотки (высокого напряжения) до 10кВ включительно и вторичной обмотки (низкого напряжения) – 0,4кВ и группы соединений – У/УН-0; Д/УН-11.

Напряжение регулируется без возбуждения. Для этого трансформаторы ТМГ оснащены высоковольтным переключателем, позволяющим регулировать напряжение ступенями по 2,5 % на величину +2X 2,5% от номинального значения при отключении от сети трансформаторе со стороны ВН и НН.

Условия эксплуатации силовых трансформаторов ТМГ. Высота над уровнем моря – 1000 м. температура окружающего воздуха: – для умеренного климата – от -45ОС до +40ОС (исполнение “У”) – для холодного климата – от -60ОС до +40ОС (исполнение “ХЛ”) относительная влажность воздуха – не более 80% при температуре +25ОС. Трансформаторы ТМГ не рассчитаны для работы: – во взрывоопасной и агрессивной среде (содержащей газы, испарения, пыль повышенной концентрации и т.д.); – вибрации и тряске; – при частых выключениях со стороны питания до 10 раз в сутки

Конструкция силовых трансформаторов типа ТМГ. Баки силовых трансформаторов ТМГ-10-250 сварные, овальной формы, а ТМГ-400-2500 – прямоугольной формы изготовлены с гофрированными стенками.

Подъем бака масляных трансформаторов ТМГ в сборе осуществляется с помощью крюков, расположенных на крышке бака. В нижней части стенки бака силового трансформатора ТМГ имеется пробка для спуска масла, кран (пробка) для взятия пробы, болт заземления.

Активная часть трансформатора ТМГ состоит из магнитопровода, изготовленного из холоднокатной электротехнической стали, обмоток и высоковольтного переключателя. Обмотка силового трансформатора ТМГ алюминиевые.

Вводы трансформатора ВН и НН наружной установки, съемные, изоляторы проходные фарфоровые (ИПТ 10/250). При токе вводе 1000А и выше в верхней части токоведущего стержня крепится специальный контактный зажим с лопаткой, обеспечивающий подсоединение плоской шины. Вводы расположены на крыше масляного трансформатора. Для контроля уровня масла на крышке бака силового трансформатора устанавливается поплавковый маслоуказатель. Для измерения температуры верхних слоев масла устанавливается термометр.

В герметичных трансформаторах типа ТМГ масло не соприкасается с воздухом и не окисляется, они не требуют дополнительных расходов при вводе в эксплуатацию и не нуждаются в профилактическом ремонте, ревизиях в течение всего срока службы и отпадает необходимость в анализе и регенерации масла. В масляных трансформаторах ТМГ мощностью от 160 до 2500 кВА устанавливаются катки, которые служат для продольного и поперечного перемещения силовых трансформаторов.

Соответствуют стандартам МЭК – 76, ГОСТ 11677

Трансформаторы силовые типа ТМЗ.

Силовые трансформаторы масляные понижающие двухобмоточные трехфазные герметичные с защитой масла мощностью от 400 кВА до 2500 кВА напряжением до 10 кВ предназначены для трансформации подстанций внутренней и наружной установки

Технические характеристики трансформаторов ТМЗ. Силовые трансформаторы ТМЗ выпускаются с номинальным напряжением первичной обмотки (высокого напряжения) до 10кВ включительно и вторичной обмотки (низкого напряжения) – 0,4; 0.69 кВ.

Для регулирования напряжения трансформаторы ТМЗ оснащены высоковольтным переключателем, позволяющим регулировать напряжение ступенями по 2,5 % на величину +2X 2,5% от номинального значения при отключении от сети трансформаторе со стороны ВН и НН. Переключатель трансформатора присоединен к обмотке высокого напряжения (ВН).

Условия эксплуатации силового трансформатора типа ТМЗ: высота над уровнем моря – 1000 м, температура окружающего воздуха: – для умеренного климата – от -45ОС до +40ОС (исполнение “У”) – для холодного климата – от -60ОС до +40ОС (исполнение“ХЛ”) относительная влажность воздуха – не более 80% при температуре +25ОС. Трансформаторы не рассчитаны для работы: -во взрывоопасной и агрессивной среде (содержащей газы, испарения , пыль повышенной концентрации и т.д.); – вибрации и тряске; – при частых выключениях со стороны питания до 10 раз в сутки

Конструкция силовых трансформаторов ТМЗ. Баки силовых трансформаторов сварные, прямоугольной формы. Для увеличения поверхности охлаждения применяются радиаторы.

Подъем бака масляного трансформатора и силовых трансформаторов в сборе осуществляется с помощью крюков, расположенных под верхней рамой бака силового трансформатора. В нижней части стенки бака трансформатора имеются пробка для спуска масла , кран (пробка) для взятия пробы, болт заземления.

Активная часть силового трансформатора состоит из магнитопровода, изготовленного из холоднокатной электротехнической стали, обмоток и высоковольтного переключателя. Подъем ее производится за ушки, расположенные в верхней части остова. Обмотки силового трансформатора алюминиевые.

Вводы ВН и НН наружной установки, съемные, изоляторы проходные фарфоровые. При токе вводе 1000А и выше в верхней части токоведущего стержня крепится специальный контактный зажим с лопаткой, обеспечивающий надежное соединение с плоской шины. Вводы расположены либо на узких стенках бака силового трансформатора ТМЗ устанавливается маслоуказатель для контроля уровня масла. На маслоуказателе масляного трансформатора нанесены три контрольные метки, соответствующие уровню масла в неработающем трансформаторе при различных условиях: -45?С, +15?С, +40?С – исполнение “У”; -60?С, +15?С, +40?С – исполнение “ХЛ”, а так же контрольная черта, соответствующая уровню масла при температуре герметизации.

Азотная подушка трансформатора ТМЗ обеспечивает защиту масла от окисления и компенсирует температурные колебания уровня масла. Для измерения температуры верхних слоев масла в баке силового трансформатора устанавливается термометрические сигнализаторы. Для контроля внутреннего давления и сигнализации о предельно допустимых величинах давления устанавливаются мановакуумометры ЭКМВУ, либо ДА 2005, либо ДА 2010..

Для защиты устанавливается на трансформаторах ТМЗ предохранительная диафрагма или реле давления, которые срабатывают при достижении в баке трансформатора давления 0,75 атм и газы выходят наружу.

Трансформаторы типа ТМФ.

Силовые масляные понижающие трехфазные двухобмоточные трансформаторы мощностью от 400 до 1600 кВА предназначены для внутренней и наружной установки.

Технические характеристики силовых трансформаторов ТМФ. Силовые трансформаторы ТМФ выпускаются с номинальным напряжением первичной обмотки (высокого напряжения) до 10 кВ включительно и вторичной обмотки (низкого напряжения) – 0.4 кВ. Для регулирования напряжения трансформаторы оснащаются высоковольтными переключателями, которые присоединяются к обмотке высокого напряжения и позволяют регулировать напряжение ступенями по 2.5% на величину +2 х 2.5 % от номинального значения при отключенном от сети трансформаторе со стороны НН и ВН.

Условия эксплуатации трансорматоров ТМФ. Высота над уровнем моря – до 1000 м. Температура окружающего воздуха: – для умеренного климата – от – 45?С до + 40?С (исполнение «У»); – для холодного климата – от – 60?С до + 40?С (исполнение «ХЛ»); – для тропического климата – от – 10?С до + 50?С (исполнение «Т»). Относительная влажность воздуха: – не более 80% для исполнения «У»; – не более 95% для исполнения «ХЛ» и «Т». Допускается работа трансформатора в условиях тряски и вибрации, связанной с работой трансформатора. При условии периодической очистки от пыли трансформаторы могут работать при запыленности воздуха 400 мг/м3. Силовые трансформаторы типа ТМФ не предназначены для работы во взрывоопасной и агрессивной среде.

Конструкция масляных трансформаторов ТМФ. Баки силовых трансформаторов – прямоугольные. На узких противоположных стенках бака расположены вводы, которые закрываются коробами с уплотнениями. Вводы съемные, изоляторы проходные фарфоровые, не рассчитаны для работы в среде, загрязненной активными газами и токопроводящей пылью. Активная часть трансформатора силового состоит из магнитопровода, изготовленного из холоднокатанной электротехнической стали, обмоток и высоковольтного переключателя. Обмотки трансформаторов алюминиевые, для исполнения «Т» – медные. Маслорасширитель обеспечивает наличие масла при всех режимах работы трансформатора и колебаниях температуры окружающей среды. Для контроля уровня масла на торце маслорасширителя устанавливается маслоуказатель. На маслоуказателе нанесены три контрольные метки, соответствующие уровню масла в неработающем трансформаторе при различных температурах: –45?С, +15?С, +40?С – исполнение «У»; –60?С, +15?С, +40?С – исполнение «ХЛ»; –10?С, +20?С, +50?С – исполнение «Т».

Трансформаторы типа ТМФ мощностью 1000, 1600 кВА снабжаются газовым реле и предохранительной (выхлопной) трубой, срабатывающей при внутреннем давлении выше 0.5 атм. Для перемещения волоком на небольшие расстояния и крепления к платформе экскаваторов трансформаторы имеют салазки с отверстиями.

Методы диагностики.

На основании проведенных многочисленных обследований были рассмотрены вероятные сценарии повреждения трансформаторного оборудования со сроком эксплуатации 25 лет и более и сделаны следующие предположения. • Блочные трансформаторы длительно работают на номинальной мощности, они имеют дефекты старения изоляции активной части. Вероятным сценарием повреждения при длительной эксплуатации будут межвитковые или межкатушечные разряды. • ТСН длительно работают на номинальной мощности, также имеют дефекты старения изоляции активной части. РПН выработали свой ресурс. Сценарий их повреждения будет, вероятно, связан с разрушением изоляции отводов, а также повреждениями контактов РПН.

По этой причине для повышения эксплуатационной надежности блочных трансформаторов, ТСН необходимо увеличение объема диагностических обследований.

В то же время для поддержания эксплуатационной надежности автотрансформаторов связи и резервных трансформаторов на электростанциях достаточно уже сложившейся практики технического обслуживания и ремонтов, поскольку: • Резервные трансформаторы признаков ухудшения изоляции активной части практически не имеют, так как они работают в сравнительно легких условиях на 10-20% номинальной мощности. • Автотрансформаторы связи также практически не имеют признаков ухудшения изоляции активной части, так как их загрузка по перетокам мощности невелика (30-40% номинальной). Наиболее слабый элемент — РПН и регулировочная обмотка активной части в связи с возможным электродинамическим воздействием при близких к.з.

Таким образом, с учетом приведенных выше обследований и анализа на мощных станциях в последующие годы следует уделить основное внимание блочным трансформаторам и ТСН в части обеспечения их эксплуатационной надежности. При этом главным является предотвращение повреждения силового трансформатора в эксплуатации за счет эшелонированного по нескольким уровням использования обследований и ремонта «по состоянию». Указанный вид эшелонированного контроля и диагностики позволяет определять ресурс высоковольтной изоляции при выполнении следующих мероприятий. • Проведение серии последовательных испытаний с углублением контроля. При этом определяется оборудование, требующее внимания, а также группы риска. • В группу риска попадают трансформаторы с исчерпанным сроком службы для обоснования его замены на новый, а также трансформаторы, по которым еще возможна эксплуатация с выполнением объема дополнительных ремонтных работ.

Указанные обстоятельства требуют (особенно для трансформаторов, выработавших срок службы) проведения систематических длительных наблюдений за техническим состоянием трансформаторов.

Представление о методах диагностики силовых трансформаторов дает стилизованный рисунок (рис. 1).

рисунок 1

При проведении обследований использовались нижеследующие виды обследований, которые позволяли выполнять: 1) Контрольные обследования: • оперативно (100% охват 1-2 раза в год) проводить контроль за состоянием всего парка трансформаторного оборудования; • своевременно выявлять по результатам диагностики факты появления грубых дефектов; • ставить своевременно вопрос об увеличении глубины обследований до расширенного или комплексного. 2) Расширенные обследования: • выявлять факторы, способствующие ускоренному развитию дефектов в твердой изоляции и, как следствие, сокращению срока его эксплуатации; • устанавливать объем дополнительных диагностических мероприятий по эксплуатации трансформатора; • обосновывать необходимость комплексных обследований и определять целесообразность и объем ремонтных мероприятий. 3) Комплексные обследования: • оценивать техническое состояние трансформатора и обоснованно устанавливать срок службы и ресурс трансформатора в эксплуатации; • определять объем, сроки ремонтных и профилактических работ. Основные виды обследований и методы диагностики для каждого вида обследования силовых трансформаторов приведены в таблице 1.

Достоверность видов диагностических обследований трансформаторов.

Данные, полученные в последние годы с выполнением обследований различных видов, позволили дать оценку достоверности заключения для нескольких выборок трансформаторов. 1. Достоверность диагностики блочных трансформаторов.

Анализ данных о достоверности диагностики в зависимости от видов обследования (глубины и числа методов) по блочным трансформаторам показывает, что достоверность оценки технического состояния блочных трансформаторов следующая: • 40% обследованного оборудования имеет состояние
«НОРМА»
, при этом для этой группы с наращиванием объема обследований диагноз не изменяется. • 20% обследований в объеме
«контрольных»
выявляют наличие дефектов. • 20 % обследований в объеме
«контрольных»
не выявляют наличия дефектов. Однако эти дефектыпроявляются при
«расширенных»
обследованиях. • 15% обследований в объеме
«расширенных»
не выявляют дефектов, которые фиксируются только при
«комплексном»
обследовании. • Для 85% оборудования при
«расширенном»
обследовании заключение достоверно. 2.
Достоверность диагностики ТСН
. Анализ данных о достоверности диагностики в зависимости от видов обследования (глубины и числа методов) по ТСН показывает: • 90% — дефекты выявляются при диагностике в объеме
«расширенного»
обследования. • Для 10% при
«расширенном»
обследовании возможны ошибки.

Как показывает анализ данных, контроль разрядной активности и особенно их локация позволяют получать наиболее оперативно максимальный объем информации о наличии дефекта и, главным образом, о его динамике. По этой причине ниже анализируются схемы измерения разрядной активности.

Производители.

В нижеприведенной таблице представлены заводы, производящие силовые трансформаторы и занимающие лидирующие позиции на рынке отрасли.

Трехфазные двухобмоточные трансформаторы 330 кВ

Таблица 5.19

Трехфазные и однофазные автотрансформаторы 330 кВ

Таблица 5.20

Примечания.

1. Для AT мощность обмотки НН составляет 50 % номинальной, за исключением AT мощностью 200 и 250, 240 и 133 МВ-А, для которых она составляет 40 и 25 % номинальной соответственно.

2. Регулирование напряжения осуществляется на стороне СН за счет РПН ±6×2 %, за исключением AT мощностью 240 MB А, не имеющего регулирования

3. С 2004 г. группа выпускает трансформаторы напряжением 330 кВ и выше.

В чем измеряется и указывается

Номинальную мощность трансформаторов измеряют в кВА (киловольт-амперах), а не в кВТ (киловаттах). Эти два показателя отличаются друг от друга и не тождественны. Первый – это полная (номинальная) мощность, второй – активная. Номинальная потребляется в работу не в полном объеме, поскольку часть ее распространяется на электромагнитные поля цепи, и только оставшаяся часть – это активная мощность – действует по назначению.

Нагрузка на трансформатор обуславливается потребляемым током, а не энергией, которая используется фактически. То есть, полная мощность представляет собой все напряжение, налагаемое во время работы прибора на все составляющие электрической цепочки. Поэтому данную номинальную величину указывают в единицах вольт-ампер.

В работе электроприборов также учитывают коэффициент, который выражается в отношении активной к номинальной (cos фи). Данный коэффициент отражает величину сдвижения переменного тока по фазе относительно нагрузки, приложенной к ней.

Трехфазные и однофазные двухобмоточные трансформаторы 500-750 кВ

(без регулирования напряжения)

Таблица 5.21

* Обмотка НН выполняется расщепленной на две мощностью 50 % каждая.

Трехфазные и однофазные автотрансформаторы 500-750-1150 кВ

Таблица 5.22

Последовательные регулировочные трансформаторы

Таблица 5.23

Стандартные напряжения

Международные стандарты в рассматриваемой области разрабатываются Техническим комитетом (ТК) № 8 Международной электротехнической комиссии (МЭК) «Стандартные напряжения, токи и частоты».

Системы электроснабжения общего назначения, используемые в различных странах, имеют частоту тока 50 или 60 Гц. Частоту 60 Гц имеют в основном энергосистемы Американского континента и окружающих его островов, некоторых азиатских стран (Японии, Южной Кореи, Тайваня, Филиппин, Саудовской Аравии, Бахрейна) и одной африканской страны – Либерии. В некоторых странах этих регионов используются обе системы (Бразилия, Боливия, Япония, Бахрейн, Гваделупа). Низковольтные напряжения в этих странах, как правило, 240/120 В (Америка) или 200/100 В (Япония и Южная Корея). Напряжение для питания бытовых ЭП получают, выводя среднюю точку одной из фаз и заземляя ее; ЭП подключают на одно из плеч фазы. Однофазные ЭП промышленных предприятий и мощное коммунально-бытовое оборудование подключают на 240 В. Трехфазные сети имеют напряжения 277/480 В и 347/600 В.

Большинство стран мира используют частоту 50 Гц. В части низковольтных напряжений эти страны могут быть разделены на две группы: использующие напряжение 220/380 В и 240/415 В. Последнее напряжение используется в Великобритании, Австралии, Новой Зеландии, Малайзии, Новой Гвинее, Саудовской Аравии, Кении, Кувейте, Кипре и некоторых малых островных государствах, бывших ранее колониями Великобритании.

В течение длительного времени в рамках ТК № 8 велась работа по унификации этих напряжений. До 1975 г. в Публикации 38 ТК № 8 оба напряжения присутствовали как стандартные. Впоследствии к ним дополнительно было введено рекомендуемое напряжение 230/400 В, а в 1983 г. напряжения 220/380 В и 240/415 В были исключены и заменены на единое стандартное напряжение 230/400 В. Напряжение 380/660 В, используемое в основном в СССР и в Финляндии, заменено на 400/690 В.

Указанной публикацией установлен 20-летний переходный период, к концу которого (2003 г.) все эксплуатируемые ЭП должны иметь номинальные напряжения 230/400 В, а рабочие напряжения в электрических сетях должны находиться в диапазоне ±10 % от указанного напряжения.

Электропромышленность с самого начала переходного периода должна выпускать ЭП напряжением 230/400 В. Для того чтобы старые и новые ЭП нормально работали в общей сети, накладываются 418 ограничения на диапазоны рабочих напряжений в сетях: страны с напряжениями 220/380 В уменьшают нижний предел с –10 % до –6 %, а страны с напряжениями 240/415 В – верхний предел с +10 % до +6 %. В течение переходного периода и те и другие сети будут работать с несимметричными диапазонами допустимых отклонений напряжения шириной 16 % (10 % в одну сторону и 6% – в другую).

В течение 20 лет подавляющее большинство старых ЭП будет заменено новыми. В конце переходного периода диапазоны рабочих напряжений сетей могут быть расширены до ±10 %, но уже по отношению к напряжению 230/400 В.

В 1992 г. методом прямого применения международного стандарта МЭК 38–83 «Стандартные напряжения, рекомендуемые МЭК» был введен ГОСТ 29322–92 «Стандартные напряжения», устанавливающий для распределительных сетей и систем электроснабжения потребителей переменного тока, а также оборудования, работающего в этих системах, стандартные напряжения 230/400 В и 400/690 В.

Развитие экономической ситуации в России в последние 15 лет привело к тому, что большинство бытовых электроприборов стало поставляться из-за рубежа (с номинальным напряжением 230/400 В), их выпуск отечественной электропромышленностью практически сошел на нет, и проблема соответствия низковольтных напряжений решилась сама собой.

Стандартные напряжения сетей и оборудования свыше 1000 В установлены ГОСТ 721 «Номинальные напряжения свыше 1000 В» (табл. П8.1).

Таблица П8.1