Что такое силовой трансформатор

Содержание

Отличия ТМ от ТМГ


Рис. 5. Сравнение трансформаторов ТМГ и ТМ

Трансформаторы ТМГ нередко сравнивают со схожим по маркировке ТМ, давайте рассмотрим сравнительную характеристику с одним из таких агрегатов на примере следующей таблицы:

Таблица: сравнительные характеристики трансформаторов ТМГ и ТМ

ТМГ ТМ
Отличается более эффективной конструкцией бака, что позволяет улучшить охлаждение, применяя менее сложную конструкцию Применяется классический толстостенный бак с радиаторами устаревшего типа.
За счет герметизации трансформатора масло не контактирует с атмосферным воздухом, что позволяет сохранять диэлектрические свойства. На жидкий диэлектрик оказывают воздействие не только внутренние процессы, но и влага из окружающего воздуха.
Широко используется конструкция без расширителя. На крышке устанавливается расширительный бак для обеспечения наполнения емкости.
Сигнализатор уровня масла поплавкового типа Сигнализатор уровня масла трубчатый
Проблемы с избыточным давлением из-за отсутствия расширительного бака, газы сбрасываются через клапан. Избыток газа или масла при нагреве легко перемещается в расширитель или через дыхательный патрон в окружающее пространство.
Необходимо постоянно контролировать давление на манометре. Давление самостоятельно стабилизируется за счет расширителя.
Низкие показатели надежности от механических или вибрационных воздействий на трансформатор. Высокая степень надежности, трансформатор не боится механических воздействий.
Непригоден к проведению капитального ремонта со вскрытием крышки, так как затруднена повторная герметизация с закачкой масла. Капитальный ремонт может производиться любое количество раз.
Срок службы от 20 до 30 лет Срок службы от 40 до 50лет

Защиты и автоматика

Силовой трансформатор – это дорогое и сложное оборудование, поэтому для снижения риска поломки, негативного воздействия короткого замыкания на изделие используются различные виды защит. Этот вопрос также будет рассмотрен подробно в следующих статьях. Высоковольтный трансформатор защищает:

  1. Газовая защита. Срабатывает при интенсивном движении газа в баке, при повышении температуры или качании. Обычно газовая защита в таких моделях исполнена для РПН и активной части отдельно. Струйное реле срабатывает сразу на отключение, газовое реле на сигнал, потом на отключение.
  2. Дифзащита. Это еще один вид защиты, который используется для отключения оборудования при появлении межвиткового КЗ или перекрытия на шинном мосту. Для этого сводится баланс токов, который берется с ТТ 110 и 10 кВ. Это и является зоной срабатывания, поэтому ТСН также попадает сюда.

Еще одной защитным реле считается резервная защита по типу ПУМА или подобных. Служит в качестве последнего «оплота».

ПРИМЕРЫ РАСШИФРОВКИ НАИМЕНОВАНИЙ ТРАНСФОРМАТОРОВ НАПРЯЖЕНИЯ

НОСК-3-У5 — трансформатор напряжения однофазный с сухой изоляцией, комплектующий, номинальное напряжение обмотки ВН 3 кВ, климатическое исполнение — У5;

НОМ-15-77У1 — трансформатор напряжения однофазный с масляной изоляцией, номинальное напряжение обмотки ВН 15 кВ, 1977 года разработки, климатическое исполнение — У1;

ЗНОМ-15-63У2 — трансформатор напряжения с заземляемым концом обмотки ВН, однофазный с масляной изоляцией, номинальное напряжение обмотки ВН 15 кВ, 1963 года разработки, климатическое исполнение — У2;

ЗНОЛ-06-6У3 — трансформатор напряжения с заземляемым концом обмотки ВН, однофазный с литой эпоксидной изоляцией, для встраивания в закрытые токопроводы, ЗРУ и КРУ внутренней установки, климатическое исполнение — У3;

НТС-05-УХЛ4 — трансформатор напряжения трёхфазный с сухой изоляцией, номинальное напряжение обмотки ВН 0,5 кВ, климатическое исполнение — УХЛ4;

НТМК-10-71У3 — трансформатор напряжения трёхфазный с масляной изоляцией и компенсационной обмоткой, номинальное напряжение обмотки ВН 10 кВ, 1971 года разработки, климатическое исполнение — У3;

НТМИ-10-66У3 — трансформатор напряжения трёхфазный с масляной изоляцией и обмоткой для контроля изоляции сети, номинальное напряжение обмотки ВН 10 кВ, 1966 года разработки, климатическое исполнение — У3;

НКФ-110-58У1 — трансформатор напряжения каскадный в фарфоровой покрышке, номинальное напряжение обмотки ВН 110 кВ, 1958 года разработки, климатическое исполнение — У1;

НДЕ-500-72У1 — трансформатор напряжения с ёмкостным делителем, номинальное напряжение обмотки ВН 500 кВ, 1972 года разработки, климатическое исполнение — У1;

Схемы соединений обмоток треугольник и звезда для чайников.

Наиболее распространенный вопрос у начинающих изучения устройства трансформаторов или иных электротехнических устройств это «Что такое звезда и треугольник?». Чем же они отличаются и как устроены, попробуем разъяснить в нашей статье.

Рассмотрим схемы соединений обмоток на примере трехфазного трансформатора. В своем строении он имеет магнитопровод, состоящий из трёх стержней. На каждом стержне есть две обмотки – первичная и вторичная. На первичную подается высокое напряжения, а со вторичной снимается низкое напряжение и идет к потребителю. В условном обозначении схема соединений обозначается дробью (например, Y⁄∆ или Y/D или У/Д), значение числителя – соединение обмотки высшего напряжения (ВН), а значение знаменателя – низшего напряжения (НН).

Каждый стержень имеет как первичную обмотку так и вторичную (три первичных и три вторичных обмотки). У каждой обмотки есть начало и конец. Обмотки можно соединить между собой способом звезда или треугольник. Для наглядности обозначим вышеперечисленное схематически (рис. 1)

При соединении звездой, концы обмоток соединяются вместе, а из начал идут три фазы к потребителю. Из вывода соединений концов обмоток, выводят нейтральный провод N (он же нулевой). В итоге получается четырёх — проводная, трёхфазная система, которая часто встречается вдоль линий воздушных электропередач.(рис. 2)

Преимущества такой схемы соединения в том, что мы можем получить 2 вида напряжения: фазное (фаза+нейтраль) и линейное. В таком соединении линейное напряжение больше фазного в √3 раз. Зная, что фазное напряжение дает нам 220В, то умножив его на √3 = 1,73, получим примерно 380В – напряжение линейное. Но что касается электрического тока, то в этом случае фазный ток равен линейному, т.к. что линейный, что фазный токи одинаково выходят из обмотки, и другого пути у него нет. Так же стоит отметить что только в соединении звезда имеется нейтральный провод, который является «уравнителем» нагрузки, чтобы напряжение не менялось и не скакало.

Рассмотрим теперь соединение обмоток треугольником. Если мы конец фазы А, соединим с началом фазы В, конец фазы В соединим с началом фазы С, а конец фазы С соединим с началом фазы А, то получим схему соединения обмотки треугольником. Т.е. в этой схеме обмотки соединены последовательно. (рис. 3)

В основном такая схема соединения применяется для симметричной нагрузки, где по фазам нагрузка не изменяется. В таком соединении фазное напряжение равно линейному, а вот электрический ток, наоборот, в такой схеме разный. Ток линейный больше фазного тока в √3 раз. Соединение обмотки треугольником обеспечивает баланс ампер-виток для тока нулевой

последовательности. Простыми словами, схема соединения треугольником обеспечивает сбалансированное напряжение.

Подведем итоги. Для базового определения схем соединения обмоток силовых трансформаторов, необходимо понимать, что разница между этими соединениями состоит в том, что в звезде все три обмотки соединены вместе одним концом каждой из обмоток в одной (нейтральной) точке, а в треугольнике обмотки соединены последовательно. Соединение звезда позволяет нам создавать два вида напряжения: линейное (380В) и фазное (220В), а в треугольнике только 380В.

Выбор схемы соединения обмоток зависит от ряда причин:

  • Схемы питания трансформатора
  • Мощности трансформатора
  • Уровня напряжения
  • Асимметрии нагрузки
  • Экономических соображений

Так например, для сетей с напряжением 35 кВ и более выгодно соединить обмотку трансформатора схемой звезда, заземлив нулевую точку. В данном случае получится, что напряжение выводов трансформатора и проводов линии передачи относительно земли будет всегда в √3 раз меньше линейного, что приведёт к снижению стоимости изоляции.

На практике чаще всего встречаются следующие группы соединений: Y/Y, D/Y, Y/D.

Группа соединений обмоток Y/Y (звезда/звезда) чаще всего применяется в трансформаторах небольшой мощности, питающих симметричные трёхфазные электроприборы/электроприемники. Так же иногда применяется в схемах большой мощности, когда требуется заземление нейтральной точки.

Группа соединения обмоток D/Y (треугольник/звезда) применяется, в основном в понижающих трансформаторах больших мощностей. Чаще всего трансформаторы с таким соединением работают в составе систем питания токораспределительных сетей низкого напряжения. Как правило, нейтральная точка звезды заземляется, для использования как линейного, так и фазного напряжений.

Группа соединений обмоток Y/D (звезда/треугольник) используется, в основном, в главных трансформаторах больших силовых станций и подстанций, не служащих для распределения.

Классификация

Различают несколько типов РПН, отличающихся следующими характеристиками:

  • разновидностью токоограничивающего элемента – с реакторами или резисторами;
  • наличием или отсутствием контактора;
  • количеством фаз – однофазные и трёхфазные;
  • типом токовой коммутации.

Расшифровка маркировки для РПН типа UBB… В зависимости от способа коммутации тока, существуют следующие разновидности устройств:

  • дуга разрывается в объёме, заполненном трансформаторным маслом – устройство предполагает использование дугогасительных контактов, не требующих применения специальных элементов для гашения дуги;
  • дуга разрывается в разреженном пространстве – предполагают использование вакуумных дугогасительных камер, производимых промышленным способом;
  • отключение производится посредством тиристоров, бездуговым способом;
  • комбинированные способы – с сочетанием различных типов коммутации.

Также читайте: Почему моргает светодиодная лампочка при выключенном свете

Чтобы обеспечить безопасность и функциональность РПН, они снабжаются автоматическими контролирующими элементами и регуляторами напряжения.

Кроме указанных устройств, для изменения характеристик напряжения в мощных агрегатах могут применяться специальные вольтодобавочные трансформаторы. Данное оборудование подключается последовательно и используется вместе с основным агрегатом в качестве вспомогательного. Но указанный способ не получил широкого применения в связи с дороговизной и высокой сложностью схемы.

Типы трансформаторов тока

Общие технические условия, которые регламентируют устройство, номенклатурный ряд и нормированные параметры, приведены в ГОСТ 7746-2015. Данный стандарт распространяется на агрегаты, устанавливаемые в КРУ или отдельно от них.

К числу наиболее распространённых типов данных устройств относится опорный трансформатор ТОЛ, расшифровка обозначения которого приводится ниже:

  • Т – указывает на вид устройства (трансформатор тока);
  • О – определяет конструктивное исполнение – опорный. Такие схемы включают установочный угольник или (для более мощных конструкций) цоколь, на котором монтируются все остальные части агрегата;
  • Л – указывает на исполнение изоляции: литая (она обладает более высокой стойкостью к высоким напряжениям и температуре, чем изоляция на основе эпоксидных композиций; такие трансформаторы получили обозначение ТОК);
  • 10…2000 – номинальное значение первичного тока, А. Параметр обязательно указывается в конце обозначения, поскольку определяет технологические возможности устройства.

ТОЛ – трансформатор тока, расшифровка которого определяет границы его применимости, может функционировать в следующих условиях:

  • При эксплуатации во взрывобезопасной среде, которая не содержит паров химически агрессивных веществ.
  • Подключаемые энергоустановки должны работать на промышленной частоте 50 – 60 Гц.
  • Минимально допустимая нагрузка не должна быть меньше 1 ВА.
  • Сила внешних статических воздействий не должна превышать 2000 Н, при однократном ветровом усилии до 500 Н.

Трансформаторы двухобмоточные ТДНС 10000\35 У1

1. Бак трансформатора 6. Радиатор Наименование Масса, кг
2. Расширитель 7. Устройство РПН Масло, подлежащее доливке 1800
3. Ввод «0»ВН 8. Шкаф Транспортная с маслом 22000
4. Ввод ВН 9. Фильтр термосифонный Полная масса масла 7000
5. Ввод НН 10. Реле Бухгольца Полная масса 26000

Трансформатор силовой масляный трехфазный двухобмоточный с регулированием напряжения под нагрузкой типа ТДНС-10000/35-У1, УХЛ1 класса напряжения 35 кВ предназначен для работы в электрических сетях и в комплектных трансформаторных подстанциях.

Технические характеристики и расшифровка ТДНС 10000\35 У1

ТДНС-10000/35-У1, УХЛ1: Т — трансформатор трехфазный; Д — принудительная циркуляция воздуха и естественная циркуляция масла; Н — регулирование напряжения под нагрузкой; С — исполнение трансформатора собственных нужд электростанций; 10000 — номинальная мощность, кВ·А; 35 — класс напряжения обмотки ВН, кВ; У1, УХЛ1 — климатическое исполнение и категория размещения по ГОСТ 15150-69.

Условия эксплуатации

Высота над уровнем моря не более 1000 м. Температура окружающего воздуха от минус 45 до 40°С. Окружающая среда невзрывоопасная, не содержащая токопроводящей пыли, газов и паров в концентрациях, разрушающих металлы и изоляцию. Трансформаторы по технике безопасности соответствуют ГОСТ 12.2.007.2-75, выпускаются в соответствии с ГОСТ 11677-85 и ГОСТ 11920-85. ГОСТ 11677-85;ГОСТ 11920-85

  • Номинальная мощность, кВ·А — 10000
  • Номинальная частота, Гц — 50
  • Напряжение обмоток, кВ: ВН — 35; 36,75 НН — 6,3; 11,0
  • Схема и группа соединения обмоток — Ун/Д-11
  • Напряжение короткого замыкания на основном ответвлении, % — 8
  • Потери, кВт: холостого хода — 12
  • короткого замыкания — 60
  • Ток холостого хода, % — 0,75
  • Пределы регулирования напряжения ВН, % — +8×1,5 Масса, кг:
  • активной части — 12300
  • масла трансформаторного — 7000
  • транспортная — 22000
  • полная — 26000
  • Гарантийный срок — 3 года со дня ввода трансформатора в эксплуатацию.

Конструкция и принцип действия

Трансформатор включает в себя следующие составные части: остов, обмотки, изоляцию главную, отводы, устройство регулирования напряжения, бак, систему охлаждения, защитные устройства, вводы. Остов трансформатора состоит из вертикальных стержней, перекрытых вверху и внизу ярмами, образующих замкнутую трехфазную магнитную цепь. Шихтовка пластин магнитной системы производится по схеме с полным косым стыком на крайних стержнях и комбинированным — на среднем стержне. Стяжка стержней производится при помощи прессующих пластин и неразъемных бандажей из стеклоленты, ярм — ярмовыми балками и металлическими полубандажами. Обмотки цилиндрические, выполнены из провода прямоугольного сечения марки АПБ и расположены концентрически на стержне остова в следующем порядке, считая от стержня: НН, ВН, РО.

Изоляция малобарьерного типа, электрокартон чередуется с масляным промежутком. На крышке бака установлены расширитель, вводы «О» ВН, НН, ВН, установки ТВТ-35 кВ, газоотводящая система. Бак трансформатора сварной, с верхним разъемом. Для перемещения в пределах подстанции трансформатор снабжается каретками с катками. Колея для продольного и поперечного перемещения 1524 мм.

Система охлаждения трансформатора состоит из радиаторов, шкафа автоматического управления дутьем, электродвигателем вентиляторов обдува. Трансформатор снабжается лестницей для обслуживания газового реле. Предельные отклонения установочных размеров соответствуют РД 16 20 1.05-88

Трансформаторы 110 кВ

Трёхфазные двухобмоточные трансформаторы 110 кВ
Тип Sном,

МВА

Пределы

регулирования

Каталожные данные Расчетные данные
Uном обмоток Uк, % ΔРк, кВт Рх, кВт Iх, % Rт, Ом Хт, Ом ΔQх, квар
ВН НН
ТМН-2500/110 2,5 +10*1,5 % −8*1,5 % 110 6,6;11 10,5 22 5,5 1,5 42,6 508,2 37,5
ТМН-6300/110 6,3 ±9*1,78 % 115 6,6;11 10,5 44 11,5 0,8 14,7 220,4 50,4
ТДН-10000/110 10 ±9*1,78 % 115 6,6;11 10,5 60 14 0,7 7,95 139 70
ТДН-16000/110 16 ±9*1,78 % 115 6,5;11 10,5 85 19 0,7 4,38 86,7 112
ТРДН(ТРДНФ25000/110 25 ±9*1,78 % 115 6,3/6,5;6,3/10,5;10,5/10,5 10,5 120 27 0,7 2,54 55,9 175
ТДНЖ-25000/110 25 ±9*1,78 % 115 27,5 10,5 120 30 0,7 2,5 55,5 175
ТД-40000/110 40 ±2*2,5 % 121 3,15;6,3;10,5 10,5 160 50 0,65 1,46 38,4 260
ТРДН-40000/110 40 ±9*1,78 % 115 6,3/6,3;6,3/10,5;10,5/10,5 10,5 172 36 0,65 1,4 34,7 260
ТРДЦН-63000/110 63 ±9*1,78 % 115 6,3/6,3;6,3/10,5;10,5/10,5 10,5 260 59 0,6 0,87 22 410
ТРДЦНК-63000/110 63 ±9*1,78 % 115 6,3/6,3;6,3/10,5;10,5/10,5 10,5 245 59 0,6 0,8 22 378
ТДЦ-80000/110 80 ±2*2,5 % 121 6,3;10,5;13,8 10,5 310 70 0,6 0,71 19,2 480
ТРДЦН(ТРДЦНК)-80000/110 80 ±9*1,78 % 115 6,3/6,3;6,3/10,5;10,5/10,5 10,5 310 70 0,6 0,6 17,4 480
ТДЦ-125000/110 125 ±2*2,5 % 121 10,5;13,8 10,5 400 120 0,55 0,37 12,3 687,5
ТРДЦН-125000/110 125 ±9*1,78 % 115 10,5/10,5 10,5 400 100 0,55 0,4 11,1 687,5
ТДЦ-200000/110 200 ±2*2,5 % 121 13,8;15,75;18 10,5 550 170 0,5 0,2 7,7 1000
ТДЦ-250000/110 250 ±2*2,5 % 121 15,75 10,5 640 200 0,5 0,15 6,1 1250
ТДЦ-400000/110 400 ±2*2,5 % 121 20 10,5 900 320 0,45 0,08 3,8 1800

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, трансформатор 25 МВА — с 27,5 кВ (для электрификации железных дорог).

Трёхфазные трехобмоточные трансформаторы 110 кВ
Тип Sном,

МВА

Каталожные данные Расчетные данные
Uном обмоток Uк, % ΔРк, кВт Рх, кВт Iх, % Rт, Ом Хт, Ом ΔQх, квар
ВН СН НН В-С В-Н С-Н ВН СН НН ВН СН НН
ТМТН-6300/110 6,3 115 38,5 6,6;11 10,5 17 6 58 14 1,2 9,7 9,7 9,7 225,7 131,2 75,6
ТДТН-10000/110 10 115 38,5 6,6;11 10,5 17 6 76 17 1,1 5 5 5 142,2 82,7 110
ТДТН-16000/110* 16 115 38,5 6,6;11 10,5 17 6 100 23 1 2,6 2,6 2,6 88,9 52 160
ТДТН-25000/110 25 115 11;38,5 6,6;11 10,5 17,5 6,5 140 31 0,7 1,5 1,5 1,5 56,9 35,7 175
ТДТНЖ-25000/110 25 115 38,5;27,5 6,6;11; 27,5 10,5(17) 17(10,5) 6 140 42 0,9 1,5 1,5 1,5 57 0(33) 33(0) 225
ТДТН-40000/110* 40 115 11;22;38, 5 6,6;11 10,5(17) 17(10,5) 6 200 43 0,6 0,8 0,8 0,8 35,5 0(22,3) 22,3(0) 240
ТДТНЖ-40000/110 40 115 27,5;35,5 6,6;11; 27,5 10,5(17) 17(10,5) 6 200 63 0,8 0,9 0,9 0,9 35,5 0(20,7) 20,7(0) 320
ТДТН(ТДЦНТ) −63000/110* 63 115 38,5 6,6;11 10,5 17 6,5 290 56 0,7 0,5 0,5 0,5 22 13,6 441
ТДТН(ТДЦТН, ТДЦТНК) −80000/110* 80 115 38,5 6,6;11 11(17) 18,5(10,5) 7(6,5) 390 82 0,6 0,4 0,4 0,4 18,6(21,7) 0(10,7) 11,9(0) 480

При Хт 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.

Схемы включения мощных преобразователей постоянного тока

Построение преобразователей большой мощности производится по тому же принципу что и маломощных. Существенная разница заключается лишь в том, что при питании преобразователей большой мощности осуществляется от трехфазных цепей переменного тока. Это обусловлено лучшими энергетическими показателями трехфазной сети по сравнению с однофазной для выпрямителей.

Трехфазная нулевая схема

Давайте начнем знакомство с мощными выпрямителями с трехфазной нулевой схемой включения. Она показана ниже:

При данном типе включения ток будет проходить только через ту вторичную обмотку, на которой напряжение будет наибольшим в данный момент.

Если допустить что диоды идеальные, то падение напряжения на них равно нулю, а это значит что при работе фазы с наибольшим напряжением на катоде положительный потенциал будет приложен к анодам других диодов, что делает физически невозможным протекания тока через них.

Поэтому в каждый промежуток времени в течении электрических градусов будет работать только одна из фаз и выпрямленное напряжение будет иметь вид верхушек синусоид с трехфазными пульсациями. Таким образом у такого типа выпрямителя пульсность равна трем – m=3.

Коэффициент пульсаций для данного случая будет равен . Это значит что коэффициент пульсаций для данной схемы значительно ниже чем для однофазной, где он равен 0,67.

Среднее значение выпрямленного напряжения будет равно:

Откуда можем получить:

Схема соединения «зигзаг»

Значительным недостатком трехфазных нулевых схем является то, что сердечник магнитопровода при его работе будет намагничен постоянным магнитным потоком, в следствии чего в каждой вторичной обмотке будет протекать ток, направленный только в одну сторону. Это довольно сильно ухудшает работу трансформатора и требует завышения поперечного сечения сердечника. Чтобы избежать этого недостатка вторичную обмотку трансформатора могут выполнять по так называемой схеме «зигзаг». Она приведена ниже:

При таком соединении ток каждой фазы проходит по двум обмоткам, которые принадлежат различным сердечникам и соединены таким образом, что в каждом сердечнике магнитные потоки направлены встречно и уничтожают друг друга. Но при этом вторичное напряжение формируется двумя обмотками, как указано на векторной диаграмме:

Алгебраическая сумма напряжений которых в больше той, которая прикладывается к диодам. Такое соединение приводит к увеличению мощности трансформатора и усложняет его изготовление.

Схема Ларионова или мостовая схема

Можно сделать вывод что ни нулевая схема соединения, ни зигзаг не есть достаточно универсальными схемами и обладают достаточно весомыми недостатками. Поэтому более совершенной как в выпрямителях однофазных, так и трехфазных стала схема Ларионова или как ее еще называют мостовая схема, которая показана ниже:

В мощных выпрямителях нагрузка как правило носит индуктивный характер из – за применения сглаживающих дросселей. При этом ток почти полностью сглажен:

Как видим из диаграммы ток в нагрузке будет проходить под действием линейного напряжения вторичных обмоток трансформатора последовательно через два диода моста. При этом обмотка каждой из фаз будет работать последовательно с обмоткой той фазы, по отношению к которой линейное напряжение будет в данный момент самым большим.

Как мы можем убедится из диаграммы приведенной выше, что эти условия для прохождения тока будут повторятся шесть раз за период, то есть данная схема будет иметь шестифазные пульсации (m=6) с амплитудой . Каждая из вторичных обмоток трансформатора будет проводить ток треть периода в обеих направлениях.

Таким образом токи вторичных напряжений изменяются и намагничивание сердечника постоянным магнитным потоком отсутствует. Токи первичной обмотки повторяют действия вторичной с учетом коэффициента трансформации.

Действующее напряжение вторичной обмотки:

Поскольку амплитуда выпрямленного напряжения равна , а m=6 :

Коэффициент трансформации будет иметь вид:

  • Среднее значение выпрямленного тока: Id (допускаем что ток полностью сглажен)
  • Действующее значение тока во вторичной обмотке трансформатора:

Действующее значения тока первичной обмотки:

Наибольшее обратное напряжение на диоде:

Для каждого диода, как и в нулевой схеме, приложенное линейное напряжение . Но соответственно к выпрямленному напряжению Ud в этом случае:

Потребители ТСН

Основные потребители трансформатора собственных нужд:

  1. оперативные цепи переменного и выпрямленного тока,
  2. система охлаждения трансформаторов (автотрансформаторов),
  3. устройства регулирования напряжения под нагрузкой (РПН),
  4. система охлаждения и смазки подшипников синхронных компенсаторов (СК),
  5. водородные установки,
  6. зарядные и под зарядные агрегаты аккумуляторных батарей,
  7. освещение (аварийное, внутреннее, наружное, охранное),
  8. устройства связи и телемеханики,
  9. устройства системы управления, релейной защиты, сигнализации, автоматики и телемеханики.
  10. насосные установки (пожаротушения, хозяйственные, технического водоснабжения),
  11. компрессорные установки и их автоматика для воздушных выключателей и других целей,
  12. устройства электроподогрева помещений аккумуляторных батарей, выключателей, разъединителей и их приводов, ресиверов, КРУН, различных шкафов наружной установки,
  13. бойлерная, дистилляторы, вентиляция и др.

схема подключения потребителей подстанции

Мощность трансформаторов собственных нужд

Обычно суммарная мощность потребителей С.Н. мала, поэтому они подключаются к понижающим трансформаторам с низкой стороны 380/220 В. На двухтрансформаторных подстанциях 35-220 кВ устанавливают 2 рабочих ТСН,номинальная мощность которых выбирается исходя из нагрузки, при учете допустимых перегрузок.

Граничная мощность ТСН напряжением 3 – 10/0,4 кВ может быть 1000 -1600 кВа при напряжении. Граничная мощность ограничивается коммутационной возможностью автоматов 0,4 кВ.

Место подключения трансформаторов собственных нужд и их количество в общем случае определяются схемой электрических соединений подстанций, числом и мощностью установленных силовых трансформаторов и режимом их работы, количеством питающих линий и другими факторами, вытекающими из конкретных условий работы подстанции.

Из двух трансформаторов собственных нужд работает только один, другой находится в резерве, причем его включение, как правило, автоматизировано. Количество преобразовательных агрегатов на тяговых подстанциях при сосредоточенной системе питания колеблется ( в зависимости от размеров движения поездов) в пределах от трех до шести, из которых один агрегат является резервным.

Повреждение трансформатора собственных нужд также вызывает перерыв в работе на время, необходимое для отсоединения поврежденного трансформатора и восстановления работы системы собственных нужд через резервный трансформатор.

Трансформаторы силовые трехфазные, двухобмоточные, герметичные распределительные серии ТМГ

Мощность от 16 до 2500 кВА, класс напряжения до 20 кВ общего назначения с естественным масляным охлаждением с переключением ответвлений без возбуждения (ПБВ), включаемые в сеть переменного тока частотой 50 Гц. Предназначены для преобразования переменного тока и служат для передачи и распределения электрической энергии в энергетических установках.

Трансформаторы ТМГ предназначены для работы в следующих условиях:

  • высота установки над уровнем моря не более 1000 м;
  • температура окружающего воздуха от минус 45 °С до плюс 40 °С – для трансформаторов исполнения «У»; от минус 60 °С до плюс 40 °С – для трансформаторов исполнения «УХЛ».
  • Категория размещения трансформаторов – 1.

Трансформаторы масляные герметичные ТМГ допускают эксплуатацию в условиях категорий размещения 2, 3, 4.

Трансформаторы серии ТМГ не предназначены для работы в условиях тряски, вибрации, ударов, во взрывоопасной и химически активной среде.

Регулирование напряжения осуществляется на полностью отключенном трансформаторе переключателем без возбуждения (ПБВ), позволяющим регулировать напряжение ступенями по 2,5% в диапазоне до ±5%.

Трансформаторы ТМГ герметичного исполнения, не имеют расширителей. Гофрированные баки трансформаторов безопасны и имеют высокую надежность. Температурные изменения объема масла компенсируются изменением объема гофров бака за счет их упругой деформации.

Трансформаторы ТМГ комплектуются маслоуказателями поплавкового типа и предохранительными клапанами пружинного типа, настроенными на срабатывание при избыточном давлении 40 кПА.

По заказу потребителя в трансформаторах мощностью 100 кВА и выше, размещаемых в помещении, возможна установка электроконтактного мановакуумметра.

Для измерения температуры верхних слоев масла трансформаторы ТМГ комплектуются жидкостными термометрами типа ТТЖ-М 240/66 150С ТУ25-2022.0006.90.

Трансформаторы мощностью от 1000 до 2500 кВА, предназначенные для эксплуатации в помещении или под навесом, по заказу потребителя комплектуются манометрическим сигнализирующим термометром типа ТКП.

В нижней части бака имеется пластина заземления и сливная пробка. Конструкция пробки позволяет, при частичном отворачивании ее, производить отбор пробы масла.

Советуем изучить Дифференциальный автомат надежная защита электрических цепей и человека

Трансформатор ТМГ снабжается прикрепленной на видное место табличкой с основными техническими данными.

Трансформаторы мощностью от 400 кВА и выше поставляются с транспортными роликами, позволяющими осуществлять продольное или поперечное перемещение трансформатора. По специальному заказу потребителя завод может доукомплектовать транспортными роликами трансформаторы мощностью от 63 кВА.

Требования безопасности и охрана окружающей среды

Общие технические условия для силовых трансформаторов приведены в []. ГОСТ включает в себя технические требования, требования безопасности, включая требования пожарной безопасности, требования охраны окружающей среды, указания по эксплуатации, транспортирование и хранение. Требования безопасности, должны так же соответствовать . По стандарту [] выполняется заземление баков трансформаторов.

Степень защиты трансформаторов определяет стандарт []. В нем говорится, что все трансформаторы, кроме встроенных, должны выполняться с 1 или 2 классом защиты и иметь степень защиты не ниже IP20. Стационарные трансформаторы, в свою очередь, допускается изготовлять со степенью защиты IP00. Система стандартов [] приводит требования по утилизации трансформатора. В нем описан следующий ряд действий:

  • трансформаторное масло следует слить и отправить на регенерацию;
  • металлические составляющие трансформатора необходимо сдать на переработку;
  • фарфоровые изоляторы, электрокартон, резиновые уплотнения нужно отправить на полигон твердых бытовых отходов.

ТСМ расшифровка

Эти электромагнитные устройства предназначены для трёхфазных цепей и сделаны без дополнительного охлаждения, то есть сухими. Мощность их колеблется от 0,16 до 1 кВА, чаще всего применяются для выпрямителей и полупроводниковых блоков питания. Одним из преимуществ такого устройства является то, что он может располагаться в корпусе в любом положении, горизонтальном или вертикальном.

Советуем изучить Пульсации или мерцание светодиодных ламп и других источников света?

Расшифровка его маркировки такая:

После чего указывается его мощность и дополнительные условия климатического применения.

В промышленности и в быту применяется множество сухих и масляных трансформаторов различного назначения. Если есть на них табличка заводского исполнения, то расшифровать его не составляет труда. Главное применять в соответствии с типом электроустановки, мощностью, а также чтобы напряжения и токи всех обмоток были использованы в нормальных условиях без перегрузок. Тогда эти непривередливые, надёжные и неприхотливые в обслуживании устройства могут прослужить десятки лет.

Как расшифровать данные

Трансформаторы имеют обозначение в виде набора букв и цифр вида ХХХХХХ – 1234 / 1234 – Х1, где вместо литеры «Х» ставится определенная буква, которая по порядку показывает тип, количество фаз, сколько обмоток низшего напряжения, систему охлаждения и специальные обозначения для особых видов трансформаторов.

Не всегда в обозначении трансформатора буду присутствовать все буквы, их присутствие в маркировке зависит только от наличия этих характеристик.

Цифровые обозначения несут в себе основные характеристики трансформаторов: номинальная мощность, класс номинального напряжения обмотки ВН, а последние две цифры – год начала производства.

Тип

Если в начале условного обозначения будет стоять буква «А», то перед вами автотрансформатор. Если она отсутствует, то силовой трансформатор – повышающий или понижающий.

Для обозначения числа фаз используются буквы «Т» – трехфазный и «О» – однофазный.

Расщепленная обмотка

После этой буквы идет информация о расщепленной обмотке – «Р». Это означает, что на понижающем напряжении находятся две или три обмотки.

Отвод тепла

Система охлаждения обозначается следующими буквами:

  • С – сухой трансформатор, то есть охлаждение воздушное;
  • СЗ – то же самое, но в защищенном исполнении;
  • СГ – герметичный с воздушным охлаждением;
  • СД – воздушное охлаждение с помощью вентилятора;
  • М – охлаждение масляное с естественной циркуляцией;
  • Д – бак с маслом охлаждается с помощью вентилятора (дутье);
  • Ц – принудительная циркуляция масла;
  • ДЦ – комбинация двух способов охлаждения: обдув и циркуляция.

Число обмоток

После системы охлаждения может стоять буква «Т», которая обозначает трехобмоточный трансформатор. Интересно, что двухобмоточный условного обозначения не имеет.

Регулировка напряжения под нагрузкой

В случае, когда количество витков на трансформаторе можно изменять без разъединения электрической цепи, то в этом случае это означает, что регулирование напряжения может происходить под нагрузкой и маркируется буквой «Н». При регулировке с выключением – переключение без возбуждения – буква отсутствует.

Исполнение

Существуют устройства с особыми конструкционными решениями. Подвесные трансформаторы обозначаются буквой «П», с литой изоляцией – «Л», энергосберегающие прописываются буквой «Э», а усовершенствованные – буквой «У».

Назначение

В зависимости от сферы применения, в конце маркировки может стоять литера, дающая об этом информацию. Для работы на самой электростанции – «С», при использовании на железных дорогах – «Ж», на металлургических предприятиях – «М».

Особые обозначения

Существуют отдельные категории трансформаторов, для которых применяются другие обозначения. В частности, это трансформаторы тока и напряжения. Тип сразу указывается в начале буквенного кода: «Т» для первого вида и «Н» для второго. Далее следует информация о способе установки: «П» для проходных, «О» для опорных и «Ш» для шинных. Изоляция также обозначается специальными буквами: «Л» – для литой изоляции, «Ф» – для фарфоровой и «В» – для встроенного изолятора.

Цифры

Цифровая маркировка дает только самые основные характеристики трансформатора. Следующие через тире цифры сразу же после букв – это номинальная мощность в киловольт-амперах (кВА). Затем через наклонную черту указывается мощность обмотки, а для автотрансформаторов еще через один слэш – класс напряжения обмотки. После этого указывается климатическое исполнение, то есть условия местности, в которых может эксплуатироваться данный экземпляр («У» – для умеренных зон, «Х» – для холодных и так далее) и тип его размещения – на открытом воздухе или внутри помещения. В некоторых случаях через тире указывается год выпуска или начала производства устройств данной конструкции.

Вывод в ремонт

Трансформатор силовой ТРДН 110/35/10 кВ выводят в ремонт по оперативным бланкам переключения. Последние разрабатываются на основании первичной схемы подключения и используемых коммутационных аппаратов. При проведении поставленной задачи потребуется:

  1. Для вывода в ремонт снимается нагрузка по стороне 10 и 35 киловольт.
  2. Отключение стороны 110 кВ выполняется через связку короткозамыкатель-отделитель или с использованием элегазовых выключателей.
  3. Вывод накладок и автоматики выполняется на основании релейной схемы. Переводится нагрузка ТСН. По режиму включается ЗОН-110 кВ.

Заземление выполняется с каждой стороны, откуда может подаваться напряжение. Включаются заземляющие ножи на выключателе или на трансформаторном разъединителе РЛНДз-110, включаются з/н на МВ 35 кВ и устанавливается переносное заземление на шинный мост 10 кВ.