Силовой трансформатор что это: Силовые трансформаторы. Что это такое?

Содержание

Силовые трансформаторы

Категория:

   Передвижные электростанции

Публикация:

   Силовые трансформаторы

Читать далее:



Силовые трансформаторы

Силовым трансформатором называется статический (не имеющий вращающихся частей) аппарат, предназначенный для преобразования (трансформирования) переменного тока одного напряжения в переменный ток более высокого или более низкого напряжения.

Силовые трансформаторы в зависимости от того, повышают или понижают они напряжение, называются повышающи-м и или понижающими.

Для повышения и понижения напряжения при эксплуатации передвижных станций применяют трехфазные двухобмоточные силовые трансформаторы с масляным охлаждением обмоток.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Общий вид и расположение внутренних деталей трехфазных двухобмоточных масляных трансформаторов мощностью 50 и 320 ква. Эти трансформаторы одинаковы по устройству и принципу действия и несколько различаются только по размерам и расположению отдельных деталей.

Трансформатор состоит из следующих частей: стального бака, крышки и магнитопровода с обмотками.

Баки современных трансформаторов имеют чаще всего овальную форму.

В стенки бака вварены циркуляционные трубы, улучшающие охлаждение масла.

Внутри бака находится выемная часть, состоящая из магнитопровода и обмоток. Магнитопровод представляет собой конструкцию прямоугольной формы, собранную из листов электротехнической стали толщиной 0,35 мм. Листы стали магнито провода покрыты изолирующей лаковой пленкой, а у трансформаторов старых конструкций — тонкой папиросной бумагой для уменьшения вихревых токов. Магнитопровод имеет три стержня, соединенных верхним и нижним ярмами. По обеим сторонам ярем расположены ярмовые балки, которые с помощью нескольких горизонтальных прессующих шпилек (изолированных от стали ярма картонными гильзами и шайбами) стягивают (прессуют) ярма с двух сторон. Ярма магнитопровода служат для образования замкнутого магнитного контура и в то же время обеспечивают жесткость конструкций; на стержнях размещают обмотки.

Рис. 1. Трехфазный двухобмоточный трансформатор мощностью 320 ква 1 — рукоятка переключателя отводов обмотки ВН. 2 — ввод ВН, 3 — ввод НН, 4 — маслоуказатель, 5 — расширитель (консерватор), 6 — пробка с фильтром, 7 — радиатор, 8 — бак трансформатора, 9 — стержень магнитопровода, 10 — обмотка ВН, 11 — обмотка НН, 12 — катки

Обмотки трансформаторов выполняют из медных (ПБ и ПББО) и алюминиевых (ПБА и ПББОА) проводов в виде цилиндрических катушек (рис. 2). На стержнях магнитопровода обмотки располагают концентрически: непосредственно на стержень надевают катушку низшего напряжения (НН), а на нее — катушку высшего напряжения (ВН). Катушки изолированы друг от друга и от магнитопровода с помощью изолирующих цилиндров, изготовленных из листов электротехнического картона (прессшпана). Связь между катушками ВН и НН электромагнитная.

Из катушек выведены провода, которые называются выводами и служат для соединения катушек обмотки одного напряжения друг с другом согласно принятой схеме. Эти выводы называют основными или линейными.

Обмотки соединяют в звезду (Y) или треугольник (Л). Схемы соединения обмоток трехфазного силового трансформатора обозначают дробью: в числителе указывают соедигение обмотки ВН, а в знаменателе — обмотки НН. Если обмотки силового трансформатора соединены в звезду с выведенной нейтральной точкой (нейтралью), к значку звезды добавляют, индекс «О», например Y0.

Рис. 2. Конструкции обмоток силовых трансформаторов: а — однослойная цилиндрическая, б — двухслойная цилиндрическая, в — многослойная цилиндрическая, г. — непрерывная; 1 — выравнивающие кольца, 2 — коробочка из электрокартона для усиления изоляции крайних витков, 3 — охлаждающий канал, образованный планками между наружным и внутренним слоями обмотки, 4 — планка из бука, 5 — ответвления для регулирования напряжения, 6 — прокладки из электрокартона, образующие горизонтальные каналы, 7 — опорное изоляционное кольцо, 8 — бумажно-бакелитовый цилиндр

Трехфазные трансформаторы различают по группе соединений. Группа соединений — это обозначение углового смещения вектора ВН относительно вектора НН, сопоставленного условно с положением стрелок на циферблате часов. Так, например, трансформатор, обмотки ВН и НН которого соединены в звезду с выведенной нейтралью на стороне НН, будет иметь обозначение Y/Y0- 12 (векторы ВН и НН совпадают по фазе).

Катушки обмотки ВН имеют отводы, при помощи которых можно в небольших пределах изменять коэффициент трансформации. Эти отводы присоединены к контактным стержням переключателя и называются регулировочными.

Переключатель позволяет регулировать напряжение трансформатора в пределах ±5%. В трансформаторах мощностью до 100 ква применяют переключатели ТПСУ-9-120/6, ТПСУ-9-120/10, ТПСУ-9-120/11 и др., которые позволяют регулировать напряжение вручную после снятия с трансформатора нагрузки. Переключатель ТПСУ устанавливают на магнито-проводе или под крышкой трансформатора, а рукоятку управления им размещают на крышке. В настоящее время Ереванским трансформаторным заводом выпускаются силовые трансформаторы с переключателями дистанционного управления, позволяющими регулировать напряжение трансформаторов мощностью 60 и 100 ква под нагрузкой.

На крышке трансформатора имеется термометр для контроля температуры масла. У трансформ-аторов мощностью от 30 ква и выше при напряжении на стороне высшего напряжения 10 кв на крышке установлен расширитель, соединенный с баком при помощи патрубка и служащий для компенсации изменяющегося объема масла в баке: при нагреве масло частично переходит из бака в расширитель, а при охлаждении возвращается из расширителя в бак.

Уровень масла в трансформаторе контролируют по масло-указателю, который устанавливают на расширителе, а при отсутствии расширителя — на стенке бака.

Крышка соединяется с баком при помощи болтов. Между крышкой и баком в целях герметизации бака устанавливают прокладку из пробки или маслостойкой резины.

В работающем трансформаторе при резком возрастании напряжения в питающей линии и ухудшении изоляции между обмотками ВН и НН может произойти пробой изоляции и вследствие этого переход высшего напряжения в обмотку низшего напряжения, а значит, и в присоединенную к ней сеть.

Если нулевая точка стороны НН трансформатора не заземлена, то защита обслуживающего персонала и низковольтных приборов от высокого потенциала при переходе напряжения осуществляется с помощью пробивного предохранителя.

Пробивной предохранитель представляет собой два контакта, между которыми установлена дистанционная пластинка из слюды. Один из контактов укреплен в фарфоровом корпусе и соединяется с обмоткой НН, а другой — в фарфоровой головке, ввертываемой в корпус, и соединяется с заземленным баком трансформатора.

Пластинка из слюды толщиной 0,25 мм имеет четыре круглых отверстия, расположенных, на одинаковом расстоянии друг от друга, благодаря которым создается необходимый воздушный зазор (разрыв) между заземленным контактом и контактом, соединенным с обмоткой НН. При появлении в обмотке НН высокого потенциала воздушные промежутки, созданные отверстиями в слюдяной пластинке, пробиваются и обмотка НН заземляется, в результате чего устраняется опасность поражения персонала и повреждения приборов высоким напряжением. После каждого пробоя контактные части предохранителя зачищают, а слюдяную пластинку заменяют новой.

Рис. 3. Пробивной предохранитель силового трансформатора: 1 — фарфоровая головка, 2 — слюдяная пластинка с отверстиями, 3 — центральный контакт, 4 — фарфоровый корпус

В практике эксплуатации передвижных станций нередко возникает необходимость в параллельной работе двух и более силовых трансформаторов.

Для включения на параллельную работу нескольких силовых трансформаторов необходимо соблюдать следующие условия:
1. Равенство номинальных напряжений трансформаторов. Различие в коэффициентах трансформации параллельно включаемых трансформаторов не должно быть более 0,5% их среднего значения.
2. Равенство напряжений короткого замыкания* трансформаторов, предназначенных для параллельной работы. Это требование объясняется тем, что при параллельной работе трансформаторов нагрузка между ними будет делиться пропорционально их номинальным мощностям. При неравенстве напряжений короткого замыкания двух трансформаторов один из них будет перегружаться, а другой недогружаться. Различие в напряжениях короткого замыкания допускается не более ±10% их среднего значения.

3. Одинаковые группы соединений трансформаторов. Несоблюдение этого требования делает невозможным параллельную работу трансформаторов. Например, если один трансформатор имеет группу соединения 12, а другой — 11, то они не могут быть включены на параллельную работу, так как при совпадении по фазе первичных напряжений вторичные напряжения не совпадут.

Силовые трехфазные трансформаторы состоят из магнитопровода, обмоток, размещенных на магнитопроводе и составляющих вместе с ним так называемую выемную часть, переключателя числа витков обмотки высшего напряжения, бака, трансформаторного масла, в которое погружена выемная часть, крышки, закрывающей кожух бака, вводов (проходных изоляторов) и расширителя, устанавливаемого над крышкой трансформатора.

Магнитопровод трансформатора состоит из стержней, верхнего и нижнего ярма. Их набирают из тонких покрытых лаком листов электротехнической стали и стягивают изолированными стальными шпильками. Такая конструкция магнитопровода уменьшает потери на нагрев от перемагничивания (гистерезиса) и от вихревых токов. Для безопасности обслуживания магнитопровод соединяют стальной полосой с заземленным баком трансформатора.

Рис. 1. Силовой трансформатор ТМ-250/6:
1 — болт заземления, 2 — бак, 3 — воздухоочиститель, 4 — расширитель, 5 и 6 — проходные изоляторы вводов 6 и 0,4 кВ, 7— термосифонный фильтр, 8 — выемная часть, 9 — радиатор

Поверх стержней магнитопровода накладывают обмотки. Обмотка, включаемая в сеть источника электроэнергии, называется первичной; обмотка, к которой присоединены электроприемники,— вторичной. В трехобмо-точных трансформаторах к ним добавляется третья обмотка—среднего напряжения (СН). Непосредственно на стержнях располагают обмотку низшего напряжения (НН). Обмотку высшего напряжения (ВН) наматывают на бакелитовые цилиндры, которые надевают поверх обмоток низшего напряжения. Обмотки изготовляют из медных или алюминиевых обмоточных проводов. Начала и концы обмоток располагают у верхнего ярма.

Для поддержания номинального напряжения на зажимах вторичной обмотки (при колебаниях напряжения в сети источника электроэнергии) на первичной обмотке устраивают регулировочные ответвления (отводы). Отводы обычно изготовляют из голых (иногда изолированных) медных проводов. Присоединяют их к переключающему устройству, которое устанавливают на выемной части трансформатора. Управляют переключающим устройством приводом, расположенным на крышке бака.

С помощью регулировочных ответвлений изменяют число витков обмотки ВН и соответственно коэффициент трансформации (отношение числа витков обмоток НН и ВН) и тем самым увеличивают или уменьшают вторичное напряжение. Регулировка может производиться как при снятом напряжении, т. е. переключением без возбуждения (ПБВ), так и под нагрузкой (РПН) без снятия напряжения. Применение того или иного вида регулирования зависит от конструкции силового трансформатора и его мощности.

Бак трансформатора обычно имеет овальную форму. Его изготовляют из листовой стали и заполняют трансформаторным маслом. Для увеличения поверхности охлаждения баки снабжают ребрами или радиаторами 9. На мощных трансформаторах применяют принудительную циркуляцию масла с водяным охлаждением или искусственный обдув радиаторов воздухом с помощью вентиляторов. В верхней части бака приваривают крюки для подъема трансформатора. В нижней части бака располагают болт заземления и сливную пробку. В днище бака трансформаторов мощностью свыше 100 кВ-А имеется также пробка для удаления остатков масла.

Масло, заполняющее бак трансформатора, служит для повышения изоляции между токоведущими частями и баком трансформатора, а также для охлаждения обмоток и магнитопровода.

Крышку трансформатора делают из листовой стали и закрепляют на баке с помощью болтов и прокладок из маслостойкой резины или других уплотнителей.

Для обеспечения полного заполнения бака трансформаторным маслом независимо от колебаний температуры трансформатора на крышке бака устанавливают дополнительный бачок — расширитель, соединенный трубопроводом с баком. Температурные колебания уровня масла происходят только в расширителе, не затрагивая масла в баке. Кроме того, расширитель уменьшает поверхность соприкосновения масла с воздухом, а установленный на нем воздухоочиститель очищает воздух от пыли и влаги.

Для очистки масла от продуктов окисления на трансформаторе устанавливают также термосифонный фильтр 7. Он представляет собой емкость, наполненную силикагелем и соединенную с верхней и нижней частями бака трансформатора. При циркуляции масло проходит через фильтр и непрерывно очищается. Фильтр устанавливают на трансформаторах мощностью от 160 кВ-А и выше.

Вводы представляют собой фарфоровые проходные изоляторы, через которые выводы обмоток трансформатора присоединяются к электрическим сетям.

Силовые трансформаторы мощностью 160—630 кВ-А снабжены катками, служащими для передвижения трансформатора на небольшие расстояния (в пределах подстанций или камеры трансформатора).

Трансформаторы мощностью 1000 кВ-А и выше снабжают выхлопными трубами и газовыми реле, предназначенными для защиты трансформаторов от внутренних повреждений, сопровождающихся выделением газов.

Во взрыво- и пожароопасных помещениях применяют сухие трансформаторы (ТС) или трансформаторы с негорючим заполнителем (совтол, пиранол и др.). Обмотки таких трансформаторов выполнены из медного провода и покрыты стеклопряжей, пропитанной глифталевыми лаками, и противосыростной эмалью.

Обозначают трансформаторы буквами в зависимости от конструкции. Первая буква обозначает число фаз: О — однофазный, Т— трехфазный; вторая (одна или две) —вид охлаждения: М — естественное масляное, С — сухое без масла, Д — дутьевое, Ц — принудительное циркуляционное, ДЦ — принудительное циркуляционное с дутьем; третья —число обмоток: Т — трехобмоточный (двухобмоточный — обозначения не имеет). Последующая буква Н указывает на наличие устройства для регулирования напряжения под нагрузкой. Буква Н, помещенная между первой и второй буквами, показывает, что трансформатор заполнен негорючим жидким диэлектриком. Буква А, расположенная вначале, обозначает автотрансформатор, который в отличие от трансформатора имеет только одну обмотку. Кроме того, трансформаторы напряжением 110 кВ и выше имеют дополнительные обозначения: Г — грозоупорное исполнение, В — со встроенными трансформаторами тока на вводах обмотки ВН.

Цифры после буквенного обозначения указывают на мощность трансформатора (кВ-А) и номинальное напряжение обмотки ВН (кВ).

В основные технические данные трансформатора входят также группы соединений обмоток и напряжение короткого замыкания.

Рекламные предложения:


Читать далее: Измерительные трансформаторы и токоограничивающие аппараты

Категория: - Передвижные электростанции

Главная → Справочник → Статьи → Форум


Основные узлы силового трансформатора | Справка

К основным узлам трансформатора относятся: магнитопровод (остов) с магнитной цепью из активной стали со всеми креплениями и деталями; обмотки с изоляцией, отводами и креплениями; переключатель ответвлений; бак с арматурой и элементами охлаждения; вводы; защитные и контрольно-измерительные устройства. На рисунке 1 показан общий вид силового трансформатора. 1 — бак; 2 — радиатор; 3 — расширитель; 4 — маслоуказатель; 5 — ввод ВН; 6 — привод переключающего устройства; 7 — ввод НН. Рисунок 1 - Внешний вид силового трансформатора.

Магнитопровод.

В трехфазных трансформаторах I—II габаритов наибольшее распространение получили несимметричные магнитопроводы трехстержневого шихтованного типа. Магнитопровод собран из отдельных тонких пластин электротехнической стали, изолированных друг от друга пленкой специального жаростойкого покрытия или лака КФ-965. Шихтовка — сборка пластин в переплет (рисунок 2), получается при чередовании слоев: пластины стержней переходят в ярма, а пластины ярм — в стержни. Поперечное сечение стержней — многоступенчатое, приближающееся по форме к кругу для лучшего использования пространства внутри обмоток (рисунок 3). Сечение ярм может применяться разное: многоступенчатое (повторяющее форму стержней) , прямоугольное (рисунок 4,а), Т-образное (рисунок 4,б) и крестообразное (рисунок 4,в). Рисунок 2 - Сборка пластин магнитопровода в переплет D0 — диаметр описанной окружности стержня Рисунок 3 - Форма поперечного сечения стержней магнитопровода Рисунок 4 - Поперечные сечения ярм магнитопроводов Пластины ярм как верхнего, так и нижнего скрепляют ярмовыми балками, стянутыми тремя горизонтальными прессующими шпильками. Шпильки изолируют от стали ярма бумажно-бакелитовыми трубками и изоляционными шайбами. Активную сталь магнитопровода заземляют луженой медной лентой 2 (рисунок 5), вставленной одним концом между пластинами первого пакета, а другим — между электрокартонной прокладкой и ярмовой балкой стороны низшего напряжения (НН). Рисунок 5 - Установка заземления магнитопровода

Обмотки трансформаторов

Трансформаторы I—II габаритов имеют в основном цилиндрические двух- и многослойные обмотки (рисунок 6). Обмотки НН наматывают проводом прямоугольного сечения, а ВН — круглого. Сечение витка обмотки НН значительно больше, чем ВН, так как число витков у обмотки НН меньше, а ток в ней больше (отношение токов в обмотках НН и ВН связано с отношением их напряжений и в зависимости от схемы и группы соединений обмоток входит в определение коэффициента трансформации). Виток обмотки НН с низким номинальным напряжением (230 В), изображенной на рисунке 6, состоит из двух параллельных проводов. Провода изолируют бумажной изоляцией, которая достаточна для изоляции между витками. Соседние слои изолируют дополнительно кабельной бумагой. Число слоев зависит от мощности трансформатора. Начиная с мощности 100 кВА все слои каждой обмотки разделяют на две части охлаждающим каналом, образуемым деревянными или электрокартонными рейками. а — обмотка НН — двухслойная с двумя параллельными проводами; б — обмотка ВН — многослойная Рисунок 6 - Обмотки трансформаторов I—II габаритов Трансформаторные заводы изготовляют обмотки НН и ВН раздельно. Каждую обмотку наматывают на бумажно-бакелитовый цилиндр толщиной 1,5—2,5 мм, а затем в обмотку ВН с натягом впрессовывают обмотку НН (вместе с рейками, образующими канал между обмотками). Раньше собранные и проверенные обмотки пропитывали глифталевым лаком, а затем запекали в печах при атмосферном давлении и температуре 80—90° С. Обмотки становились жесткими, монолитными, что, как предполагалось, должно было предохранить их от механических повреждений. Однако специальными испытаниями было доказано, что механическая прочность обмоток благодаря пропитке повышается незначительно, но это создает некоторое удобство при сборке. Но динамическую устойчивость обмоток при коротких замыканиях в трансформаторе пропитка не повышает. Более действенными мерами, которые сейчас применяют как трансформаторные, так и электроремонтные заводы, являются: введение магнитосимметричных схем обмоток; пофазная намотка, при которой непосредственно на обмотку НН, не снимая ее со станка, наматывают обмотку ВН, и др. Следует также учитывать, что трансформаторное масло с применяемыми сейчас присадками с течением времени растворяет глифталевый лак, который уходит в шлам. Была изготовлена опытная партия трансформаторов с непропитанными обмотками, она успешно прошла серию специальных испытаний. И сейчас обмотки трансформаторов I—II габаритов не пропитывают. Некоторые трансформаторы старых серий имели обмотки других типов: винтовые (ТСМАН), непрерывные (типа ТМ-560/10). Внутренняя изоляция трансформатора состоит из главной изоляции обмоток, продольной изоляции обмоток, изоляции отводов и переключателя ответвлений относительно бака и других заземленных частей. Главная изоляция обмоток изолирует обмотки друг от друга и от заземленных частей (рисунок 7). Это, кроме цилиндров обмоток и масляных каналов между стержнем магнитопровода и обмоткой НН и между обмотками НН и ВН, междуфазная перегородка (между обмоткой ВН разных фаз) из листа электрокартона толщиной 2—3 мм, а также ярмовая и уравнительная изоляции. а — схема изоляции обмоток фазы А; б — размещение деталей главной изоляции обмоток в трансформаторе Рисунок 7 - Главная изоляция обмоток Ярмовая изоляция изолирует обмотки от ярма и располагается вверху и внизу между торцовой частью обмотки и уравнительной изоляцией. Последняя выравнивает плоскость ярмовых балок с горизонтальной плоскостью ярма. Конструкции ярмовой и уравнительной изоляции у трансформаторов I—II габаритов самые различные. На рисунке 8 изображена ярмовая изоляция, представляющая собой кольцеобразную шайбу из электрокартона толщиной 2—3 мм с прикрепленными по обеим сторонам подкладками. Уравнительную изоляцию изготовляют в виде настила из деревянных планок. Иногда этот настил служит одновременно и ярмовой и уравнительной изоляцией, а между обмоткой и ярмом устанавливают электрокартонные щитки. Рисунок 8 - Ярмовая изоляция Продольная изоляция обмотки включает в себя витковую изоляцию и изоляцию между слоями обмотки. Изоляцией отводов и переключателя ответвлений относительно бака и других заземленных частей у трансформаторов I—II габаритов является только масляный промежуток, его величина зависит от напряжения и от формы заземленной и токоведущей частей: при заостренной форме масляный промежуток больше, а при плоской меньше. У трансформаторов 10 кВ обмотка ВН отстоит от стенки бака не менее чем на 25 мм; отвод с твердой изоляцией толщиной 2 мм на сторону — не менее чем на 10 мм. Отводы — это провода, соединяющие концы обмоток между собой, с вводами и с переключателем ответвлений. Отводы НН выполняют из алюминиевых шин. При напряжении до 525 В их не изолируют. Сечение отводов выбирают из расчета плотности тока не более 4,8 А/мм2. Отводы ВН выполняют из медных прутков или гибкого медного кабеля. Прутки диаметром до 5,2 мм изолируют кабельной бумагой, при большем диаметре на них насаживают бумажно-бакелитовые трубки. Для изолированных медных отводов допускаемая плотность тока составляет 2,5 А/мм2.

Переключатель ответвлений трансформатора

Все трансформаторы для распределительных сетей имеют устройства переключения ответвлений обмоток: либо под нагрузкой (устройства РПН), либо без возбуждения (устройства ПБВ). Устройства РПН для трансформаторов I—II габаритов практически не применяются. Устройства ПБВ применяются на стороне ВН для регулирования напряжения в диапазоне ±5% номинального значения. Устройство состоит из переключателя ответвлений, расположенного внутри трансформатора, на ярмовой балке магнитопровода или под крышкой бака, и ручного привода, выведенного наружу, на крышку бака. Переключатели ответвлений выполняют на три или на пять ступеней регулирования: «номинал» и два крайних положения или «номинал» и ±2X2,5%. На трансформаторах, выпущенных в разное время разными заводами, могут встретиться самые различные переключатели ответвлений. Это как «нулевые» так и строенные трехфазные системы. На рисунках 9—11 показаны наиболее распространенные переключатели трансформаторов I—II габаритов: ламельный «нулевой», сегментный «нулевой» и реечный строенный. 1, 9, 18, 26 — шайбы; 2 — винт; 3 — втулка; 4 — сальниковая набивка; 5 — гайка сальника; 6 — гайка фланца; 7 — болт; 8 — колпак; 10 — фланец; 11 и 12 — прокладки; 13, 21 — колпаки; 14 — корпус переключателя; 15 — неподвижный контакт; 16 — пружинная шайба; 17 — гайка; 19 — звезда; 20 - пружина; 22 — диск; 23 — контргайка; 24 — шплинт; 25 — вал Рисунок 9 - Высоковольтный переключатель ответвлений
а — внешний вид; б — схема контактов; 1 — неподвижные контакты; 2 — цилиндр; 3 — коленчатый вал; 4 — подвижные контакты; 5 — приводной вал; 6 — фланец; 7 — колпак; 8 — стопорный болт; 9 — стрелка; 10 — ось Рисунок 10 - Переключатель ответвлений типа ТПСУ-9-120/10

1 — бумажно-бакелитовая трубка; 2 — неподвижный контакт: 3 —подвижный контакт; 4 — пружина; 5 — болт; 6 — рейка; 7 — винт; 8 — держатель; 9 — колпак; 10 — указатель ступеней; 11 — фиксатор; 12 — шестерня; 13, 15 -- валы; 14 — бумажно-бакелитовая трубка; 16, 19 - втулки; 17 — сальниковая набивка; 18, 21 — гайки; 20, 22 — винты; 23 — кольцо Рисунок 11 - Реечный переключатель ответвлений типа ПТО-10/63-65

Вводы трансформатора

Вводы служат для подключения трансформатора к сети. Вводы устанавливают в отверстиях на крышке или реже на боковой стенке бака. Существуют разные конструкции вводов, они зависят от электрических параметров (класса напряжения и величины тока), рода установки (внутренней или наружной) и от способа присоединения к обмоткам трансформатора. Токоведущий стержень или провод изолируют от крышки фарфоровыми изоляторами. Фарфор и металл крышки имеют разное объемное расширение при колебаниях температуры и поэтому жесткое крепление между ними не может обеспечить необходимой маслоплотности. Ранее применяли соединение изоляторов с металлическими деталями через специальную армировочную замазку. На рисунке 12 показан ввод ВН. Изолятор армирован в круглый фланец. Вводы НН рассчитаны на большие токи порядка сотен и тысяч ампер, и во избежание нагрева фланцев возникающими в них вихревыми токами, все три изолятора вводов НН (рисунок 13) армируют в обойму, которая крепится в общем отверстии крышки шпильками и гайками на уплотнении. 1 — фарфоровый изолятор; 2 — токоведущая шпилька: 3 — резиновая шайба: 4 — колпак; 5 — фланец; б — прокладка; 7 — электрокартонная шайба; 8— стальная шайба; 9— крышка трансформатора; 10 — армировочная замазка Рисунок 12 - Армированный ввод ВН Рисунок 13 - Установка вводов НН в обойме Теперь все трансформаторные заводы перешли на изготовление съемных вводов, которые более технологичны в ремонте: для замены поврежденного фарфорового изолятора не требуется разборка трансформатора и отсоединение отводов внутри бака. Изолятор (рисунок 14) ввода ВН крепится к крышке через кулачки из алюминиевого сплава. Их фиксирует в строгом положении стальной фланец. 1 - контактный наконечник; 2 — болт с гайками и шайбами; 3 — болт наконечника; 4 — специальная гайка; 5 — латунная втулка; 6 — резиновое кольцо; 7 — латунный колпак; 8 — винт для выпуска воздуха; 9 — резиновая шайба; 10 — выступ шпильки: 11 — электрокартонная шайба; 12 — буртик шпильки; 13 — фарфоровый изолятор; 14 - токоведущая шпилька; 15 — установочная шпилька; 16 — гайка; 17 — фланец; 18 — кулачок; 19 — резиновая прокладка; 20 — крышка трансформатора; 21 — гетинаксовая втулка; 22 —медная шайба; 23 — гайка Рисунок 14 - Съемный ввод ВН Отверстия в крышке для вводов НН соединяются прорезью, заваренной немагнитным металлом. Магнитопровод с обмотками, внутренней изоляцией, переключателем ответвлений и отводами в собранном виде называют активной частью трансформатора. Активную часть устанавливают в баке трансформатора, закрывают крышкой и заливают трансформаторным маслом. Существуют две принципиально различные конструкции установки активной части в баке. В трансформаторах старых выпусков активная часть механически связана с крышкой при помощи вертикальных шпилек. После установки крышки производят полную сборку деталей и частей, компонуемых на ней: привода переключателя и вводов во фланцах или в обоймах. Затем активную часть вместе с крышкой опускают в бак, от перемещений она удерживается деревянными планками и раскосами. Такая конструкция имеет ряд недостатков. Требуется очень тщательная подгонка длины шпилек по месту; изменение размеров баков и магнитопроводов даже в пределах допусков ведет либо к вспучиванию крышки, либо к появлению зазора между активной частью и дном бака. В обоих случаях трансформатор при транспортировке может выйти из строя. Другим недостатком является необходимость уплотнять соединения шпилек с крышкой, что создает дополнительные возможности для просачивания масла. Теперь у всех трансформаторов I—II габаритов активную часть механически с крышкой не связывают; она крепится в баке двумя или четырьмя крюками. Бак закрывают крышкой и только затем собирают все наружные элементы.

Бак с арматурой.

Бак трансформатора выполняет много функций. Это, во-первых, механическая основа, на ней внутри и снаружи крепятся все элементы трансформатора; это также и элемент охлаждения, передающий в окружающий воздух тепловые потери, и резервуар для масла, обладающий достаточной маслоплотностью. Ранее изготовлялись волнистые и трубчатые баки. Теперь все баки гладкие, овальной или прямоугольной формы. Для охлаждения используются ребра, приваренные к баку, или радиаторы из тонколистовых труб овального сечения (см. рисунок 1). Радиаторы могут быть съемными или вваренными. Съемные радиаторы легче ремонтировать, но от вибрации в их уплотнениях часто возникает течь масла. На баке крепится табличка паспортных данных. На ней обозначены все данные, требуемые при включении трансформатора в сеть, а также основные массы. К арматуре трансформатора относятся все вспомогательные устройства для нормальной длительной работы в условиях, для которых этот трансформатор предназначен: термосифонный фильтр для постоянной очистки масла от продуктов старения и случайно попадающей в него влаги; расширитель, обеспечивающий заполнение бака маслом и отсутствие в нем воздуха при колебаниях наружной температуры от +40 до —45°С; воздухоосушитель, через который сообщается воздушная полость расширителя с окружающим воздухом. Сорбент, засыпанный в воздухоосушитель, отбирает влагу из воздуха, поступающего в трансформатор при охлаждении и понижении уровня масла в расширителе. Об увлажнении и необходимости замены сорбента или его восстановления свидетельствует изменение цвета с голубого на розовый индикаторного силикагеля, засыпанного в прозрачный колпак воздухоосушителя. У современных трансформаторов воздухоосушитель встраивают в расширитель. К арматуре относятся также все сливные и заливные пробки с уплотнениями и пробка для взятия пробы масла (она, как правило, совмещается со сливной пробкой).
Защитные и контрольно-измерительные устройства — несложные, но весьма ответственные; от их исправности зависят надежность работы трансформатора и безопасность людей, находящихся в непосредственной близости от подстанции.

Трансформаторы с низшим напряжением до 525 В снабжают пробивным предохранителем (рисунок 15), который при пробое изоляции между обмотками ВН и НН или между отводами и появлении высокого потенциала на стороне НН соединяет цепь с землей (показано пунктиром). Рабочий элемент предохранителя — слюдяная прокладка с отверстиями, образующими искровые промежутки, которые пробиваются, т. е. перекрываются электрической дугой. Правильно налаженная релейная защита должна своевременно отключить трансформатор от сети, чтобы повреждение не распространялось и его легко можно было устранить.

1 — обмотка ВН; 2 — обмотка НН; 3 — болт крепления крышки бака; 4 — перемычка; 5 — скоба; 6 — верхняя часть контактной головки; 7 — цокольный контакт; 8 — слюдяная прокладка с искровыми промежутками; 9 — нижняя часть контактной головки; 10 — центральный контакт; 11 — нулевой ввод; 12 — стенка бака; 13 — заземление бака Рисунок 15 - Пробивной предохранитель
Контрольно-измерительными приборами у трансформаторов I—II габаритов являются маслоуказатель и стеклянный термометр. Маслоуказатель (см. рисунок 1) у современных трансформаторов выполнен почти заподлицо со съемным дном расширителя. Он показан на рисунке 16. На масломерном стекле или на дне расширителя имеются три риски, соответствующие нормальному уровню масла в расширителе (при +15°С), минимальному (при —45° С) и максимальному (при +40° С). У трансформаторов старых выпусков маслоуказатели делались трубчатые. Риски на дне расширителя соответствовали другим минимальному и максимальному значениям температуры: —35 и +35° С.

1 — продольное окно в дне расширителя; 2 — плоский фасонный фланец; 3 — резиновая прокладка; 4 — плоское стекло; 5 — шпилька; 6 — гайка; 7 — шайба Рисунок 16 – Маслоуказатель трансформаторов
Термометр, показывающий температуру масла под крышкой трансформатора, устанавливают в специальной гильзе, пропущенной через крышку внутрь бака. Дно гильзы завальцовывают. Ранее допускалось применение ртутных термометров. Однако в связи со случаями их поломки и попаданием ртути внутрь бака на токоведущие части, что явилось причиной аварий трансформаторов, в настоящее время применяют только спиртовые термометры или электронные датчики.

СЗТТ :: Силовые трансформаторы

 

Скачать опросные листы на силовые трансформаторы

Скачать каталог на трансформаторы (pdf; 32 Мб)

Скачать каталог на трансформаторы ТВ (pdf; 3,5 Мб)

Скачать каталог "Трансформаторы для железных дорог" (pdf; 4,8 Мб)

Образец заполнения заявки на продукцию завода

Требования к оформлению заказов трансформаторов предназначенных на экспорт

Трехфазный масляный силовой трансформатор ТМГ

Класс напряжения, кВ: 6 или 10
Мощность, кВА: 100, 160, 250, 400, 630, 1000, 1600
Климатическое исполнение: У1; ХЛ1

Трехфазный силовой трансформатор с литой изоляцией ТЛС на напряжение 6-10 кВ

Класс напряжения, кВ: 6 или 10
Мощность, кВА: от 10 до 3150
Материал обмоток: медь или алюминий
Климатическое исполнение: УХЛ2

Трехфазный силовой трансформатор с литой изоляцией ТЛС на напряжение 20 кВ

Класс напряжения, кВ: 20
Мощность, кВА: 40
Материал обмоток: медь

Силовые однофазные трансформаторы ОЛ

Номинальная мощность: 0,63 кВА и 1,25 кВА

Однофазные силовые трансформаторы ОЛ-2,5(М), ОЛ-4(М)

!!! НОВИНКА !!!
Малогабартиный силовой трансформатор.

Класс напряжения, кВ: 6 или 10
Номинальная мощность, ВА: 2500 или 4000

Силовые однофазные трансформаторы ОЛ-6,3

Номинальная мощность: 6.3 кВА

Силовые однофазные трансформаторы ОЛ-10

Номинальная мощность: 10 кВА

Силовой трансформатор ОЛ-1,25/20(35)

!!! НОВИНКА !!!

Класс напряжения, кВ: 20 или 35
Номинальная мощность, ВА: 1250

 

Силовые однофазные трансформаторы ОЛС

Номинальная мощность: 0.63 кВА и 1.25 кВА

Силовые однофазные трансформаторы ОЛС-2,5(М), ОЛС-4(М)

!!! НОВИНКА !!!
Малогабартиный силовой трансформатор.

Класс напряжения, кВ: 6 или 10
Номинальная мощность, ВА: 2500 или 4000

Однофазные силовые трансформаторы ОЛС-6,3; ОЛС-2,5-20

Номинальная мощность, ВА: 2500 или 6300

Однофазный силовой трансформатор ОЛС-0,63(1,25)/35

Класс напряжения: 35 кВ
Мощность, кВА: 0,63 или 1,25

Трансформаторы ОЛСП со встроенным защитным предохранительным устройством

Мощность, кВА: 0,63 или 1,25

Трансформатор ОЛСП-0,4(0,63)/6(10)М

!!! НОВИНКА !!!

Трансформаторы ОЛСП-2,5 со встроенным защитным предохранительным устройством

Мощность, кВА: 2,5

Силовой трансформатор ОЛСП-2,5/20

!!! НОВИНКА !!!

Класс напряжения, кВ: 20
Номинальная мощность, ВА: 2500

Силовой трансформатор ОС

Трансформаторы разделительные ОЛ-1/10 У3

Трансформаторы ОЛЗ-1,25/27,5

Трансформатор разделительный ОЛ-0,3/35

Испытательные трансформаторы ИЛН-15 и ИЛН-35

Класс напряжения: 15 и 35 кВ
Напряжение вторичной обмотки, В: 3000-36000

Испытательный трансформатор ИЛТ-10, ИЛТ-15

В зависимости от функций трансформаторы делят на силовые трансформаторы, трансформаторы тока и трансформаторы напряжения. Наиболее распространенный тип преобразователя - силовой трансформатор, является устройством, изменяющим напряжение переменного тока различных энергосистем для  дальнейшей передачи  конечному потребителю (питание электрооборудования, освещения, пр.). Силовые трансформаторы стали неотъемлемыми спутниками промышленных предприятий и линий электропередачи железных дорог, а также частью урбанистического пейзажа любого города.

Использование силовых трансформаторов.

Генераторы электростанций вырабатывают энергию напряжением от 11 до 35 кВ. Столь высокий уровень напряжения непригоден для использования в промышленности или быту и обусловлен необходимостью экономной передачи электроэнергии на значительные расстояния. Однако даже 35 кВ – не всегда достаточная цифра для этой цели, поэтому, в дальнейшем, для увеличения напряжения линий электропередач используют повышающие  силовые трансформаторы. На пути к потребителю, преобразование напряжения происходит обычно несколько раз. Приемники электроэнергии (бытовые приборы, лампы накаливания, промышленные станки) потребляют,  значительно меньшее напряжение, что связано, с их конструктивными особенностями. Поэтому питание происходит посредством понижающего силового трансформатора. Устройство является понижающим, в случае более высокого первичного напряжения, при обратном соотношении трансформатор считают повышающим.

Компоненты силового трансформатора.

Силовые трансформаторы состоят из: магнитопровода,  нескольких взаимоизолированных обмоток, клемм, обычно, в виде болтового соединения, систем охлаждения и стабилизации.  Современные устройства этого типа оснащены также целым рядом систем так называемого навесного оборудования (индикаторы температуры, поглотители влаги, устройства защиты от перенапряжения и др.), их наличие и качество в значительной степени влияет на цену всего устройства. Преобразование электроэнергии в трансформаторе происходит за счет магнитного поля в магнитопроводе, который изготовляют из листового ферромагнитного материала. Потеря мощности от вихревых токов напрямую зависит от толщины металла и процента содержания в нем кремния.

Определяющими факторами классификации являются: номинальное напряжение, способ охлаждения (масляное или воздушное), а также  число фаз и обмоток. Еще один внешний способ типологии силовых трансформаторов – это зависимость от способа установки (наружная установка, закрытая, комплексные распределительные устройства). В связи с этим, в названии устройства обычно присутствует буквенная аббревиатура, указывающая на его принадлежность к определенному типу. Наиболее часто используются следующие сокращения: количество фаз (О- однофазные, Т – трехфазные), система охлаждения (С- сухое,М- масляное), особенности конструкции ( Т – наличие трехуровневой обмотки Л – литая изоляция). Реже указывается назначение трансформатора, расщепление обмоток и др.

Силовые трансформаторы и комплектные трансформаторные подстанции (КТП).

 

Силовые трансформаторы

 

Силовые трансформаторы ТМ ТМГ ТМСУ ТМГСУ ТМГМШ

 Трехфазные силовые масляные трансформаторы ТМГ предназначены для преобразования электроэнергии в сетях энергосистем и потребителей электроэнергии в условиях наружной или внутренней установки умеренного (от плюс 40оС до минус 45оС) или холодного (от плюс 40оС до минус 60оС) климата. Окружающая среда невзрывоопасная, не содержащая пыли в концентрациях, снижающих параметры изделий в недопустимых пределах. Трансформаторы не предназначены для работы в условиях тряски, вибрации, ударов, в химически активной среде. Высота установки над уровнем моря не более 1000 м.

 

 Номинальная частота 50 Гц. Регулирование напряжения осуществляется в диапазоне до ± 5 % на полностью отключенном трансформаторе (ПБВ) переключением ответвлений обмотки ВН ступенями по 2,5 %.
 Силовые трансформаторы ТМГ герметичного исполнения, без маслорасширителей. Температурные изменения объема масла компенсируются изменением объема гофров к бака за счет пластичной их деформации.
 Для контроля уровня масла силовые трансформаторы снабжаются маслоуказателем поплавкового типа.
 Для недопущения избыточного давления в баке сверх допустимого в трансформаторах мощностью от 16 до 63 кВ.А устанавливается предохранительный клапан. Для контроля внутреннего давления в баке и сигнализации в случае превышения им допустимых величин в трансформаторах мощностью 100 кВ.А и выше, размещаемых в помещении предусматривается (по заказу потребителя) установка электроконтактного мановакуумметра. Для измерения температуры верхних слоев масла на крышке трансформатора предусматривается гильза для установки термометра. Для измерения температуры верхних слоев масла и управления внешними электрическими цепями трансформатор мощностью 1000 кВ.А (по заказу потребителя) комплектуется манометрическим сигнализирующим термометром.

 

 Трансформаторы силовые мощностью 160 кВ.А и выше (по заказу потребителя) комплектуются роликами для перемещения трансформатора.
 Внутренний объем силовых трансформаторов ТМ имеет сообщение с окружающей средой, температурные изменения объема масла, происходящие во время эксплуатации, компенсируются за счет объема расширителя. Для очистки от влаги и промышленных загрязнений воздуха, поступающего в расширитель при температурных колебаниях уровня масла, расширитель снабжается воздухоосушителем.
 Силовые трансформаторы ТМГ имеют повышенную электрическую прочность изоляции вследствие применения при их заливке маслом глубокого вакуума, который полностью обеспечивает удаление воздуха из обмоток и изоляционных деталей активной части.

 

 Фиксация положений переключателя ответвлений обмоток ВН, позволяющего регулировать напряжение ступенями по 2,5% в диапазоне ±5%, осуществляется специальным фиксирующим устройством (расположенным в приводе внутри бака трансформатора), а также дополнительным фиксатором (расположенным в металлической рукоятке привода).
 Ко дну бака приварены пластины или швеллеры, имеющие отверстия для крепления трансформатора на фундаменте. На швеллерах, по заказу потребителя, устанавливаются переставные транспортные ролики, позволяющие производить продольное или поперечное перемещение трансформатора (в трансформаторах мощностью 160 кВ.А и выше). В нижней части бака имеются узел заземления и сливная пробка.
 По заказу потребителя силовые трансформаторы поставляются с пробивным предохранителем, предназначенным для защиты сети низшего напряжения от попадания повышенного потенциала.

 Магнитопроводы силовых трансформаторов изготавливаются из пластин, получаемых на линии раскроя электротехнической стали "Georg" (Германия). Это современное технологическое оборудование позволяет производить шихтовку магнитопроводов с косым стыком пластин по так называемой схеме "СТЭП-ЛЭП", что резко повышает качество изготовления магнитопроводов.
 По заказу потребителей силовые трансформаторы комплектуются:
- ТМГ - электроконтактным мановакуумметром;
- ТМ - газовым реле и электроконтактным термометром.

 Силовые трансформаторы ТМСУ и ТМГСУ (ТМ и ТМГ с симметрирующим устройством) - их использование обеспечивает равномерное напряжение по фазам даже при несимметричной нагрузке. Преимущество этих трансформаторов по сравнению с трансформаторами аналогичного назначения (имеющими схему и группу соединения обмоток Y/Zн-11), в более низких потерях короткого замыкания и в возможности их параллельной работы с уже установленными трансформаторами со схемой и группой соединения Y/Yн-0.
 Для потребителей с повышенными требованиями к уровню шума изготавливаются трансформаторы ТМГМШ. Эти трансформаторы предназначены для установки в подстанциях, встроенных в жилые дома, больницы, общественные здания и других местах с особыми требованиями по экологии. Кроме улучшенных шумовых характеристик, силовые трансформаторы ТМГМШ являются энергосберегающими, у них сниженные, по сравнению с трансформаторами ТМГ, потери холостого хода.

 

Силовые трансформаторы ТМЗ

 

 Силовые трансформаторы ТМЗ являются трансформаторами общепромышленного назначения и производятся как для внутренней, так и для наружной установки.

 Силовые трансформаторы ТМЗ выпускаются с номинальным напряжением первичной обмотки (высокого напряжения) до 10 кВ, включительно, и вторичной обмотки (низкого напряжения) - 0,4 кВ; 0,69 кВ. Схема и группа соединений - У/Ун-0, Д/Ун-11.

 

 Трансформаторы герметичные с защитой масла азотом.
 Напряжение регулируется без возбуждения. Для этого трансформаторы оснащены высоковольтными переключателями, которые присоединяются к обмотке высокого напряжения и позволяют регулировать напряжение ступенями с диапазоном + 2х 2,5 % при отключенном от сети трансформаторе со стороны НН и ВН.
 Условия эксплуатации:
Высота над уровнем моря - до 1000 м.
Температура окружающего воздуха:
- для умеренного климата: от -45°С до +40°С (исполнения <У>)
- для холодного климата: от -60°С до +40°С (исполнения <ХЛ>).
Относительная влажность воздуха - не более 80% при t 25°С.

 

Силовые трансформаторы ТС, ТСЗ

 

 Трехфазные сухие силовые трансформаторы без кожуха (ТС) и с кожухом (ТСЗ), мощностью 16 ... 100 кВ.А, класса напряжения 0,66 кВ предназначены для преобразования электроэнергии у потребителей. Трансформаторы имеют высокую надежность, практически не требуют затрат на обслуживание, экономичны, просты в эксплуатации. Трансформаторы ТС - незащищенного исполнения (степень защиты IP 00).
 Трансформаторы ТСЗ - защищенного исполнения (степень защиты IP 21).
Вид климатического исполнения УХЛ, категория размещения 4.
Температура окружающей среды от +1°С до + 40°С. 
Относительная влажность воздуха при 25°С не более 80%.
Корректированный уровень звуковой мощности не более 60 дБА.

 

Силовые трансформаторы ТСН и ТСЗН

 

 Сухие силовые трансформаторы ТСН и ТСЗН с обмотками, изготовленными из проводов с изоляцией класса нагревостойкости Н (180°С).

 Трансформаторы ТСН и ТСЗН предназначены для преобразования электрической энергии в электросетях трехфазного переменного тока частотой 50Гц; устанавливаются в промышленных помещениях, общественных зданиях, к которым представляются повышенные требования в части пожаробезопастности, взрывозащищенности, экологической чистоты.

 

 Условия эксплуатации:
- температура окружающего воздуха: от -5°С до +40°С;
- относительная влажность воздуха - не более 98% при температуре +25°С;
- высота установки над уровнем моря - не более 1000 м;
- окружающая среда - невзрывоопасная, не содержащая токопроводящей пыли.

Силовые трансформаторы ТСГЛ, ТСЗГЛ, ТСЗГЛФ

 

 Силовые сухие трехфазные трансформаторы ТСГЛ, ТСЗГЛ с геафолевой литой изоляцией (с вводами ВН внутри кожуха) и ТСЗГЛФ (с вводами ВН, выведенными на фланец, расположенный на торцевой поверхности кожуха) напряжением до 10 кВ предназначены для преобразования электроэнергии в сетях энергосистем и потребителей электроэнергии переменного тока номинальной частоты 50 Гц.

 

 Силовые трансформаторы СГЛ, ТСЗГЛ, ТСЗГЛФ предназначены для работы в помещениях, в условиях умеренного климата (от плюс 40оС до минус 45оС). Относительная влажность воздуха 75 % при 15оС. Окружающая среда невзрывоопасная, не содержащая пыли в концентрациях, снижающих параметры изделий в недопустимых пределах. Высота установки над уровнем моря не более 1000 м.
 Трансформаторы комплектуются обмотками фирмы "Siemens". Класс нагревостойкости обмоток F.
 Для изоляции обмоток используется эпоксидный компаунд с кварцевым наполнителем (геафоль). Дополнительно обмотки усилены стеклотканью, что исключает возникновение трещин в эпоксидном компаунде даже при перегрузке трансформаторов. Геафоль не оказывает вредного влияния на окружающую среду, не выделяет токсичных газов даже при воздействии дуговых разрядов. Благодаря такой изоляции обмотки не требуют технического обслуживания.
 Силовые трансформаторы могут работать в сетях, подверженных грозовым и коммутационным перенапряжениям, имеют низкий уровень шума, имеют высокую устойчивость к токам короткого замыкания.
 Трансформаторы обеспечивают полную экологическую и пожарную безопасность, могут устанавливаться в местах, требующих повышенной безопасности (метро, шахтах, кинотеатрах, жилых и общественных зданиях), в местах с повышенными требованиями к охране окружающей среды (водозаборных станциях, спортивных сооружениях, курортных зонах), на промышленных предприятиях, металлургических комбинатах, химических производствах, электростанциях в непосредственной близости от центра нагрузки, что позволяет избежать издержек, связанных со строительством подстанций, обеспечивает экономию распределительных шин и кабелей низкого напряжения, уменьшает в них потери электроэнергии.

 Регулирование напряжения до ±5 % ступенями 2,5 % осуществляется на полностью отключенном трансформаторе (ПБВ) путем перестановки перемычек.
 Для защиты от перегрева по заказу потребителя трансформаторы комплектуются устройством тепловой защиты, управляемым термисторами, встроенными в обмотки НН. По заказу потребителя могут поставляться виброгасящие подкладки.
 Степень защиты трансформаторов ТСГЛ - IР 00, ТСЗГЛ и ТСЗГЛФ - IР 21. Схема и группа соединения обмоток - Д/Ун-11, У/Ун-0, номинальное напряжение НН - 400В.

 

Сухие силовые трансформаторы ТП 1- и 3-фазные от 0,1 до 200 кВА

 в кожухе с различным количеством вторичных обмоток

 

Характеристики сухих силовых трансформаторов ТП

Наименование

К-во фаз

Вх. U

Вых. U

Масса, кг

ТП1-(0.1-0.63)

1

127-1000

5-1000

10

ТП1-(1.0-1.6)

1

10-1000

27

ТП1-(2.0-2.5)

1

30

ТП1-(3.0-4.0)

1

40

ТП1-(5.0-6.3)

1

50

ТП1-(7.0-8.0)

1

85

ТП1-(9.0-10.0)

1

100

ТП3-(1.0-1.6)

3

37

ТП3-(2.0-2.5)

3

127-1000

10-1000

40

ТП3-(3.0-3.5)

3

50

ТП3-(4.0-6.3)

3

60

ТП3-(7.0-8.0)

3

90

ТП3-(10.0)

3

110

ТП3-(16.0)

3

20-1000

160

ТП3-(20.0)

3

20-1000

180

ТП3-(25.0)

3

36-1000

190

ТП3-(30.0)

3

36-1000

200

ТП3-(35.0)

3

36-1000

220

ТП3-(40.0)

3

50-1000

240

ТП3-(63.0)

3

50-1000

260

ТП3-(100.0)

3

220-1000

100-1000

400

ТП3-(160.0)

3

220-1000

150-1000

750

ТП3-(200.0)

3

220-1000

200-1000

800

ТП3-(250.0)

3

220-1000

200-1000

900

 


 

Комплектные трансформаторные подстанции (КТП)

 

Трансформаторные подстанции КТПП и КТПТ - 63-400 кВ

.А, 6(10) кВ

 Трансформаторные подстанции КТП ТУПИКОВОГО И ПРОХОДНОГО ТИПА мощностью 63 - 400 кВ.А напряжением 6(10) кВ представляют собой однотрансформаторные подстанции наружной установки и служат для приема электрической энергии трёхфазного переменного тока частоты 50 Гц напряжением 6 или 10 кВ, преобразования в электроэнергию напряжением 0,4 кВ и снабжения ею потребителей в районах с умеренным климатом (от -45oC до +40oC). КТП выполняется с кабельными или воздушными вводами и выводами в различных сочетаниях. При воздушном вводе КТП подключается к ЛЭП посредством разъединителя, который поставляется комплектно с КТП и устанавливается на ближайшей опоре.

 В КТП на отходящих линиях установлены стационарные автоматы. Патроны высоковольтных предохранителей установлены внутри шкафа КТП. Подстанции обеспечивают учет активной электрической энергии. В КТП имеются электрические и механические блокировки, обеспечивающие безопасную работу обслуживающего персонала. В КТП имеется фидер наружного уличного освещения, который включается и отключается автоматически. Для создания нормальных условий работы низковольтной аппаратуры схемой предусмотрен обогрев.

 

Трансформаторные подстанции КТПП и КТПТ - 400-630 кВ

.А, 6(10) кВ

 Трансформаторные подстанции КТП ТУПИКОВОГО И ПРОХОДНОГО ТИПА мощностью 400 и 630 кВ.А напряжением 6 (10) кВ представляют собой однотрансформаторные подстанции наружной установки и служат для приема электрической энергии трехфазного переменного тока частоты 50 Гц напряжением 6 или 10 кВ, транзита её (КТП проходного типа), преобразования в электроэнергию напряжением 0,4 кВ и снабжения ею потребителей в районах с умеренным климатом (от -45oC до +40oС). КТП с воздушным вводом подключается к ЛЭП посредством разъединителя, который устанавливается на ближайшей опоре ЛЭП

Особенностями трансформаторных подстанций КТП являются:
-
наличие в шкафу трансформатора естественной вентиляции, обеспечивающей охлаждение силового трансформатора;
- РУНН выполнено с двухсторонним обслуживанием;
- наличие устройства, позволяющего закатывать и выкатывать трансформатор из шкафа трансформатора;
- на отходящих линиях установлены автоматические выключатели выдвижного исполнения.

 Трансформаторная подстанция обеспечивает учет активной электрической энергии. Для создания нормальных условий работы счетчика схемой предусмотрен его обогрев. В КТП имеется фидер наружного освещения с автоматическим включением и отключением. Ввод на стороне ВН - воздушный или кабельный, выводы отходящих линий НН - кабельные. В КТП имеются электрические и механические блокировки, обеспечивающие безопасную работу обслуживающего персонала. КТП устанавливаются на фундаменте или утрамбованной площадке. Имеется возможность на базе конструкции проходных и тупиковых КТП комплектовать двухтрансформаторные КТП.

 

Трансформаторные подстанции КТПТ - 630; 1000 кВ

.А, 6(10) кВ

 Трансформаторные подстанции КТП ТУПИКОВОГО ТИПА мощностью 630 и 1000 кВ.А напряжением 6 (10) кВ предназначена для приёма электрической энергии трёхфазного переменного тока частоты 50 Гц напряжением 6 или 10 кВ, преобразования в электроэнергию напряжением 0,4 кВ и снабжения ею отдельных населённых пунктов и промышленных объектов в районах с умеренным климатом (от -45oC до +40oC).
 Высоковольтный ввод в подстанцию - кабельный или воздушный, выводы линии 0,4 кВ - кабельные или воздушно-кабельные.
 На отходящих линиях установлены автоматические выключатели стационарного исполнения. В схеме предусмотрен учёт активной и реактивной электрической энергии, а также обогрев для создания нормальных условий работы низковольтной аппаратуры. Схемой КТП предусмотрена установка газовой защиты и манометрического термометра (по желанию заказчика). В КТП имеется фидер наружного уличного освещения, который включается и отключается автоматически. В КТП имеются электрические и механические блокировки, обеспечивающие безопасную работу обслуживающего персонала.
 Количество отходящих линий и их токи могут быть изменены по желанию заказчика.

Силовые трансформаторы ТМТО-80/0,38

 Трехфазные силовые масляные трехобмоточные трансформаторы ТМТО-80/0,38 предназначены:
- для термической обработки бетона и грунта;
- для питания ручного электроинструмента;
- для временного освещения;
- могут быть применены и для других целей, где требуются ниже приведенные напряжения.

 

Силовой трансформатор

                                     

2.5. Вложения. Системы защиты масла. (Protection systems oil)

Самой распространенной системой защиты масла является открытый расширительный бак, в котором воздух над уровнем масла вентилируется через vlagopoglotiteli устройства. в vlagopoglotiteli устройства покрыта гранулы силикагеля диаметром в среднем около 5 мм. в этой части vlagopoglotiteli устройства находится снаружи и имеет прозрачное окно, которое т. н. силикагель, пропитанный солями кобальта. В нормальном состоянии индикаторный силикагель имеет голубую окраску, при увлажнении он меняет цвет на розовый, что должно стать сигналом для обслуживающего персонала, чтобы заменить весь силикагель в vlagopoglotiteli устройства. часто в верхней части расширителя устанавливают устройство hydrostorage тип-это первая стадия сушки воздуха, поступающего в расширитель. устройство называется "масляной затвор". масло затвора его выход подключен к расширителю, и в верхней части чашки приварены к трубе. внутри чашки есть стена, отделяющая патрубок от чашки изнутри и образующая внутренний кольцевой канал сверху. чаша закрывается крышкой, также имеющей на внутренней стороне стены. конструкция предотвращает плотного закрытия крышки чашки и создает зазор между ними, кроме того, внутренняя стенка крышки при фиксации также имеет зазор с внутренней стенкой, т. о. лабиринт система создана. для того, чтобы использовать затвор масло налить в кольцевой канал чашки сухого трансформаторного масла до уровня, предписанного инструкцией, закрыть крышкой и зафиксировать последнюю. принцип действия устройства следующий: воздух, проникает в зазор между крышкой и стенкой чашки, затем проходит через масло в кольцевом канале частично отдавая влагу, и масло поступает через патрубок в silikagelya осушителя, и потом в расширитель. расширительный бак трансформатора может быть снабжен надувной подушке, надувная подушка. синтетического каучука, располагается над маслом. интерьер подушки соединена с атмосферой, поэтому она может вдыхать воздух, когда трансформатор охлаждается и объем масла сжимается, и выдыхать воздух, когда трансформатор нагревается.

Другим решением является расширительный бак, который разделен в горизонтальной плоскости мембраной или диафрагмой, которая позволяет маслу расширяться или сжиматься без прямого контакта с наружным воздухом. два вышеперечисленных способа защиты масла называются "плёночной защитой".

Пространство над маслом в расширительном баке можно заполнить азотом. это можно делать из баллона со сжатым газом через клапан. когда трансформатор вдыхает, клапан выпускает азот из баллона., когда объем увеличивается, азот уходит в атмосферу через вентиляционный клапан.

Для того, чтобы сэкономить потребление азота, можно задать некий шаг давления между наполнением азотом и высвобождение азота.

Трансформаторы могут иметь герметичную конструкцию. В маленьких маслонаполненных распределительных трансформаторов упругих гофрированный бак может компенсировать расширение масла. В противном случае необходимо обеспечить пространство над маслом внутри трансформаторного бака, заполненное сухим воздухом или азотом в качестве подушки во время расширения или сжатия масла.

Вы можете использовать комбинации различных решений. масляный бак может быть полностью заполнен маслом, и при этом иметь большой расширительный бак достаточного объема для расширения масла и необходимой газовой подушки. эта газовая подушка может иметь продолжение в следующий дополнительный бак, может быть, на уровне земли. для ограничения объема газовой подушки можно открыть сообщение с наружной атмосферой при заданных верхнем и Нижнем пределах давления.

Трансформаторы

ТМ(Г) – это силовые трехфазные двухобмоточные трансформаторы. Они относится к трансформаторам понижающего типа на масляном охлаждении. ТМ(Г) преобразуют переменный ток и распределяют электроэнергию в различных электротехнических установках. Силовые трансформаторы делятся на понижающие и повышающие. Рассмотрим расшифровку обозначения силовых трансформаторов на примере ТМ(Г) - Т1\Т2\Т3 У/Ун-0:

  • Т – трехфазный;
  • М – охлаждается от окружающей среды, с использованием масла;
  • (Г) – виды защиты масла: герметичные;
  • Т1 – номинальная мощность;
  • Т2/Т3– класс напряжения обмотки  ВН и НН;
  • У/Ун-0 – схема и группа соединения обмоток;

ТС(З)(Г)Л -  это сухие силовые трансформаторы и не имеют масляного охладителя, его заменяет естественная среда. Они являются разновидностью силовых трансформаторов. Если вы решили купить сухой трансформатор – то сделали правильный выбор. Они могут быть установлены вблизи от потребителей, так как являются пожаробезопасными. К тому же сухой трансформатор меньше размером, чем маслянный. Рассмотрим расшифровку обозначения силовых трансформаторов на примере ТС(З)(Г)Л - Т1\Т2\Т3 Д/Ун-11:

  • Т – трехфазный;
  • С – охлаждается от окружающей среды, без использования масла;
  • З – имеется защитный кожух;
  • Г – в обмотку добавлен кварцевый компаунд «ГЕАФОЛЬ»;
  • Л – эпоксидная изоляция обмотки;
  • Т1 – номинальная мощность;
  • Т2/Т3– класс напряжения обмотки  ВН и НН;
  • Д/Ун-11 – схема и группа соединения обмоток.

Трансформаторы серии ТМГ предназначены для работы в умеренном и холодном климате. Для работы необходима окружающая среда, не содержащая взрывоопасных и легковоспламеняющихся веществ. Также они не выдерживают тряски, вибрации и ударов. Напряжение настраивается на отключенном полностью трансформаторе переключением ответвлений его обмотки переключателем типа ПБВ.

На современных трансформаторах установлены поплавковые маслоуказатели, для того, чтобы измерять  уровень масла. Обезопасить трансформатор мощностью до 63 кВА от  избыточного давления поможет специальный предохранительный клапан. По желанию клиента на трансформаторах мощностью выше 100 кВА. устанавливается вакуумметр.

Также на такие трансформаторы устанавливаются термометры для измерения температуры масла. На большие трансформаторы (мощностью более 630 кВА) устанавливаются ролики для его перемещения по разным направлениям. Также можно установить ролики на меньшие трансформаторы.

При производстве трансформаторов ТМГ используются передовые технологии, благодаря чему повышаются эксплуатационные характеристики, долговечность и надежность. Изделие является герметичным и полностью заполняется маслом без воздушной подушки. Масло не вступает в контакт с окружающей средой, поэтому оно не окисляется и не загрязняется.

Перед использованием масла из него удаляются все газы. В бак оно заливается в вакуумной камере. Благодаря этому из масла выходит весь воздух. Также удаляются из емкости различные воздушные и газовые подушки. Благодаря этому обеспечивается высокая устойчивость изоляции трансформатора к электрическим нагрузкам и долговечность устройства. Масло при такой заливке не подвержено окислению и практически не портится на протяжении всего времени эксплуатации. Заявленный срок службы трансформатора – 25 лет.

Масло  силовых трансформаторов ТМ, ТМГ и т.д., большинства заводов изготовителей проходит процедуру дегазации. Что позволяет увеличить срок иксплуатации изделия.

У нас вы можете купить силовые трансформаторы как повышающие, так и понижающие, с минимальными сроками и наличием на складе (по заявке). Мы  продаем трансформаторы от 16 кВА до 3150кВА.Также мы предлагаем вам однофазные трансформаторы ОМП, которые предназначены для питания систем безопасности и прочих однофазных приборов. Производитель дает гарантию на трансформаторы от 3 до 5 лет.

Скачать опросный лист на ТМГ

Разница между силовым трансформатором и распределительным трансформатором

Основные отличия

Силовые трансформаторы используются в сети передачи с более высоким напряжением для повышения и понижения напряжения (400 кВ, 200 кВ, 110 кВ, 66 кВ, 33 кВ) и, как правило, имеют номинальное значение свыше 200 МВВА.

Разница между силовым трансформатором и распределительным трансформатором (фото: dorazioenterprises.com)

Распределительные трансформаторы используются для распределительных сетей с низким напряжением в качестве средства для подключения конечных пользователей. (11 кВ, 6, 6 кВ, 3, 3 кВ, 440 В, 230 В) и обычно имеют номинальное значение менее 200 МВА.

Размер трансформатора / уровень изоляции:

Силовой трансформатор используется для целей передачи при большой нагрузке, высокое напряжение более 33 КВ и 100% эффективности. Он также имеет большой размер по сравнению с распределительным трансформатором, он используется в генераторной станции и подстанции передачи. Высокий уровень изоляции.

Распределительный трансформатор используется для распределения электрической энергии при низком напряжении как менее 33 кВ в промышленном производстве и 440-220 вольт в быту. Он работает с низкой эффективностью при 50-70%, небольшого размера, прост в установке, имеет низкие магнитные потери и не всегда полностью загружен.

Потери железа и потери меди

Силовые трансформаторы используются в сети передачи, поэтому они напрямую не подключаются к потребителям, поэтому флуктуации нагрузки очень малы. Они загружаются полностью в течение 24 часов в день, поэтому потери Cu и потери Fe происходят в течение дня, когда удельный вес, т.е. (вес железа) / (вес cu), очень меньше.

Средние нагрузки ближе к полной нагрузке или полной нагрузке, и они сконструированы таким образом, что максимальная эффективность при полной нагрузке. Они не зависят от времени, поэтому при расчете эффективности достаточно только мощности.

Силовые трансформаторы используются в распределительной сети, поэтому напрямую связаны с потребителем, поэтому колебания нагрузки очень высоки. они полностью не загружаются полностью, так что потери железа происходят 24 часа в сутки, а потери cu происходят в зависимости от цикла нагрузки. удельный вес больше, т. е. (вес железа) / (вес cu). Средние нагрузки составляют всего лишь 75% от полной нагрузки, и они сконструированы таким образом, что максимальная эффективность достигается при 75% полной нагрузки.

Поскольку они зависят от времени, эффективность дня определяется для расчета эффективности.

Силовые трансформаторы используются для передачи в качестве ступенчатых устройств, так что потери I2r могут быть сведены к минимуму при заданном потоке мощности. Эти трансформаторы предназначены для использования ядра до максимума и будут работать очень близко к коленной точке кривой BH (чуть выше значения точки колена). Это значительно снижает массу ядра.

Естественно, эти трансформаторы имеют согласованные потери железа и потери меди при пиковой нагрузке (т.е. максимальная точка эффективности, в которой оба потерь совпадают).

Очевидно, что распределительные трансформаторы не могут быть спроектированы таким образом. Следовательно, при проектировании его эффективность на весь день приходит в себя. Это зависит от типичного цикла нагрузки, для которого он должен поставляться. Определенный дизайн сердечника будет сделан для того, чтобы заботиться о пиковой нагрузке, а также эффективности всего дня. Это сделка между этими двумя пунктами.

Силовой трансформатор обычно работает при полной нагрузке. Следовательно, он сконструирован таким образом, что потери меди минимальны. Однако распределительный трансформатор всегда подключен к сети и работает в течение большей части нагрузки, не превышающей полную нагрузку. Следовательно, он сконструирован таким образом, что потери ядра минимальны.

В Power Transformer плотность потока выше, чем распределительный трансформатор.

Максимальная эффективность

Основное различие между силовым и распределительным трансформатором - это распределительный трансформатор, рассчитанный на максимальную эффективность при нагрузке 60% -70%, как правило, не работает при полной нагрузке все время. Его загрузка зависит от спроса на дистрибуцию. В то время как силовой трансформатор рассчитан на максимальную эффективность при 100% нагрузке, поскольку он всегда работает при 100% нагрузке, находящейся вблизи генерирующей станции.

Распределительный трансформатор используется на уровне распределения, где напряжения имеют тенденцию быть ниже . Вторичное напряжение почти всегда является напряжением, доставляемым конечному потребителю. Из-за ограничений на падение напряжения, как правило, невозможно доставить это вторичное напряжение на большие расстояния.

В результате большинство систем распределения, как правило, включают в себя множество «кластеров» нагрузок, подаваемых из распределительных трансформаторов, а это, в свою очередь, означает, что тепловая мощность распределительных трансформаторов не должна быть очень высокой для поддержки нагрузок, которые они должны обслуживать,

,

Эффективность всего дня = (выход в KWhr) / (вход в KWhr) за 24 часа, что всегда меньше энергоэффективности.

Связанные электрические направляющие и изделия

Power Transformer Theory - Butler Winding

Наиболее распространенное назначение силового электронного трансформатора - преобразование мощности переменного тока (переменного тока) из одного переменного напряжения (или тока) в другое переменное напряжение (или ток). Другой распространенной целью является обеспечение гальванической развязки между электрическими цепями. Мощность - это произведение напряжения на ток. Силовые трансформаторы не изменяют уровни мощности, за исключением паразитных потерь. Входная мощность за вычетом паразитных потерь мощности равна выходной мощности.Идеальные силовые трансформаторы не имеют потерь, следовательно, выходная мощность равна входной. Увеличение выходного напряжения приведет к уменьшению выходного тока. Электроэнергетические компании предпочитают передавать электроэнергию при малых значениях тока, чтобы снизить резистивные потери в линиях электропередачи. Более низкие токи также позволяют использовать кабели передачи меньшего размера. Силовой трансформатор используется между генерирующим оборудованием и линией (ами) электропередачи для повышения (увеличения) напряжения передачи (до высокого напряжения) и уменьшения тока передачи.Распределительные трансформаторы, которые являются силовыми трансформаторами, используются для понижения (понижения) напряжения до уровней, необходимых для промышленного и бытового использования. Ниже приводится ограниченное обсуждение теории работы силового трансформатора.

Силовые электронные трансформаторы можно классифицировать по номинальной мощности (от дробной ВА до мега-ВА), типу конструкции и / или по предполагаемому применению. Один и тот же базовый силовой трансформатор может подходить для нескольких применений, поэтому один и тот же силовой трансформатор может быть отнесен к нескольким перекрывающимся типам категорий.Обычный человек связывает силовые трансформаторы с электросетью, поэтому они думают о полюсных трансформаторах и распределительных трансформаторах. На ум не сразу приходят силовые трансформаторы, используемые внутри их бытовой техники и электронных устройств. Две самые широкие категории силовых трансформаторов - это силовые трансформаторы электроснабжения и электронные силовые трансформаторы (1 и 3 фазы). Сетевые трансформаторы почти полностью представляют собой синусоидальные трансформаторы переменного тока. Электронный силовой трансформатор - это, по сути, любой электронный трансформатор, подающий питание на электронные схемы.Существует множество подкатегорий: импульсные, инвертирующие, переключающиеся (обратный преобразователь, прямой преобразователь), тороидальные, прямоугольные, изоляционные и другие. Измерительные трансформаторы (например, трансформаторы тока) не считаются силовыми трансформаторами. Они измеряют напряжение или ток вместо подачи питания.

Электронные трансформаторы / силовые трансформаторы имеют размер от кубического сантиметра до нескольких кубических метров. Вес может варьироваться от долей унции до нескольких тонн. Размер и вес силового трансформатора зависит от нескольких факторов.Неполный список включает: требуемая мощность, максимальная температура окружающей среды, допустимое повышение температуры, метод охлаждения (воздушное или жидкостное охлаждение, естественная конвекция или принудительное), форма трансформатора, требования к диэлектрической проницаемости напряжения, требуемое регулирование напряжения, рабочая частота, рабочая форма волны и материал сердечника. Из них двумя наиболее ограничивающими параметрами являются допустимый рост температуры и требуемое регулирование напряжения. Рабочая частота является основным параметром при выборе материала сердечника. В низкочастотных устройствах обычно используются сердечники из ленточной или многослойной кремнистой стали.В приложениях с умеренной частотой используются сердечники с ленточной намоткой или слоистые никелево-железные сердечники. В высокочастотных приложениях обычно используются ферритовые сердечники.

Силовые трансформаторы выпускаются различных форм. Тороидальные силовые трансформаторы - лучшие исполнители. Они имеют наименьший размер (по объему и весу), меньшую индуктивность рассеяния и меньшие электромагнитные помехи (EMI). Их обмотки лучше охлаждаются из-за пропорционально большей площади поверхности. Бобинные или трубчатые трансформаторы обычно более экономичны в изготовлении.Длинные тонкие сердечники больше подходят для низкочастотных высококвалифицированных трансформаторов. Некоторые формы, например сердечники электролизеров, обладают самозащитой (снижает электромагнитные помехи).

Butler Winding может производить (и уже производила) электронные трансформаторы и силовые трансформаторы самых разных форм и размеров. Это включает; различные стандартные типы «сердечника с бобиной» (E, EP, EFD, PQ, POT, U и другие), тороиды и некоторые нестандартные конструкции. Наши верхние пределы - 40 фунтов веса и 2 киловатта мощности.У нас есть опыт работы с обмотками из фольги, обмоток из тонкой проволоки и безупречного наслаивания. Для тороидов мы можем (и уже сделали) секторную обмотку, обмотку с прогрессивной обмоткой, обмотку в ряд и обмотку с прогрессивным блоком. Обмотка Батлера имеет множество намоточных машин, бобин / трубку и тороид. Сюда входят две программируемые автоматизированные машины и машина для заклейки тороидов. Butler Winding имеет вакуумную камеру (камеры) для вакуумной пропитки, а также может инкапсулировать. Для обеспечения качества компания Butler Winding приобрела две программируемые автоматизированные испытательные машины.Большая часть нашей продукции проходит 100% тестирование на этих машинах.

Основы силовых трансформаторов в электрических сетях T&D

Введение в силовой трансформатор

Трансформатор - это четырехконтактное устройство, которое преобразует входное напряжение переменного тока в более высокое или более низкое выходное напряжение переменного тока. Он преобразует мощность из одной цепи в другую без изменения частоты независимо от уровней напряжения.

Основы силовых трансформаторов в электрических передающих и распределительных сетях

Трансформаторы - важный компонент в нашей текущей жизни, и они делают возможными большие энергосистемы.Для эффективной передачи сотен мегаватт энергии на большие расстояния требуются очень высокие линейные напряжения - в диапазоне от 161 до 1000 кВ и . Однако наивысшее практическое расчетное напряжение для больших генераторов составляет около 25 кВ.

Как можно вырабатывать электроэнергию при напряжении 25 кВ и передавать ее при гораздо более высоком напряжении?

Трансформаторы могут решить эту проблему. Они могут на повышать или понижать напряжение на с очень небольшой потерей мощности. Подключение повышающего трансформатора между генератором и линией передачи позволяет создать практическое расчетное напряжение для генератора и в то же время эффективное напряжение в линии передачи.

При подключении понижающих трансформаторов между линией передачи и различными электрическими нагрузками, подключенными к ней, разрешается использовать передаваемую мощность при безопасном напряжении.

Без них, было бы невозможно развивать большие энергосистемы, существующие сегодня .

Рисунок 1 - Типовой силовой трансформатор

Трансформатор состоит из трех основных компонентов: первичной обмотки, которая действует как вход, вторичной обмотки второй катушки, которая действует как выход, и стального сердечника, который служит для усиления генерируемого магнитного поля. .

Трансформатор не имеет внутренних движущихся частей и передает энергию от одной цепи к другой за счет электромагнитной индукции. Внешнее охлаждение может включать теплообменники, радиаторы, вентиляторы и масляные насосы. Трансформаторы обычно используются, потому что необходимо изменение напряжения.

Силовые трансформаторы определяются как трансформаторы номиналом 500 кВА и более (на рисунке 1 показан типичный силовой трансформатор).

Трансформаторы передают электрическую энергию между цепями, полностью изолированными друг от друга, что позволяет использовать очень высокие (повышенные) напряжения для линий передачи, что приводит к более низкому (пониженному) току.Более высокое напряжение и более низкий ток уменьшают требуемый размер и стоимость линий передачи, а также уменьшают потери при передаче.

Они не требуют такого же внимания, как большинство других устройств. Тем не менее, уход и обслуживание, в которых они действительно нуждаются, абсолютно необходимы.

Из-за их надежности обслуживание иногда игнорируется, что сокращает срок службы, а иногда и полный отказ .

Название: Основы силовых трансформаторов в электрических сетях КиП (дипломная работа) - Айдана Ибатуллаева, электротехнический факультет, энергетический факультет
Формат: PDF
Размер: 2.2 MB
Страницы: 52
Скачать: Прямо здесь | Видео курсы | Членство | Скачать обновления
Основы силовых трансформаторов в электрических сетях T&D

Различия между силовым трансформатором и распределительным трансформатором

Основные различия

Силовые трансформаторы используются в передающих сетях высокого напряжения для повышающих и понижающих приложений ( 400 кВ, 200 кВ, 110 кВ, 66 кВ, 33 кВ) и обычно рассчитаны на мощность выше 200 МВА.

Разница между силовым трансформатором и распределительным трансформатором (фото предоставлено dorazioenterprises.com)

Распределительные трансформаторы используются в распределительных сетях низкого напряжения в качестве средства подключения конечных пользователей. (11 кВ, 6,6 кВ, 3,3 кВ, 440 В, 230 В) и обычно рассчитаны на менее 200 МВА.


Размер трансформатора / уровень изоляции:

Силовой трансформатор используется для передачи при большой нагрузке, высоком напряжении более 33 кВ и 100% КПД.Он также имеет большие размеры по сравнению с распределительным трансформатором, используется в генерирующих станциях и передающих подстанциях. Высокий уровень изоляции.

Распределительный трансформатор используется для распределения электроэнергии при низком напряжении менее 33 кВ в промышленных целях и 440-220 В в бытовых. Он работает с низким КПД (50-70%), имеет небольшие размеры, прост в установке, имеет низкие магнитные потери и не всегда полностью загружен.


Потери в железе и потери в меди

Силовые трансформаторы используются в передающих сетях, поэтому они не подключаются напрямую к потребителям, поэтому колебания нагрузки значительно меньше.Они полностью загружаются в течение 24 часов в сутки, поэтому потери Cu и Fe происходят в течение дня, удельный вес, то есть (вес чугуна) / (вес у.е.), очень меньше.

Средние нагрузки близки к полной или полной нагрузке, и они разработаны таким образом, чтобы обеспечить максимальную эффективность в условиях полной нагрузки. Они не зависят от времени, поэтому для расчета КПД достаточно только мощности.

Силовые трансформаторы используются в распределительных сетях, поэтому они напрямую подключены к потребителю, поэтому колебания нагрузки очень высоки.они не загружаются полностью в любое время, поэтому потери в стали происходят 24 часа в сутки, а потери Cu происходят в зависимости от цикла загрузки. удельный вес больше, т.е. (вес чугуна) / (вес у.е.). Средняя нагрузка составляет около 75% от полной нагрузки, и они разработаны таким образом, что максимальная эффективность достигается при 75% полной нагрузки.

Поскольку они зависят от времени, для расчета эффективности определяется эффективность в течение всего дня.

Силовые трансформаторы используются для передачи в качестве повышающих устройств, так что потери I2r могут быть минимизированы для данного потока мощности.Эти трансформаторы предназначены для максимального использования сердечника и будут работать очень близко к точке перегиба кривой B-H (немного выше значения точки перегиба). Это значительно снижает массу сердечника.

Естественно, эти трансформаторы имеют согласованные потери в стали и потери в меди при пиковой нагрузке (т. Е. Точка максимального КПД, в которой совпадают обе потери).

Распределительные трансформаторы , очевидно, не могут быть сконструированы таким образом. Следовательно, при его проектировании учитывается эффективность в течение всего дня.Это зависит от типичного цикла нагрузки, для которого он должен обеспечивать. Безусловно, основной дизайн будет сделан с учетом пиковой нагрузки и эффективности в течение всего дня. Это сделка между этими двумя пунктами.

Силовой трансформатор обычно работает при полной нагрузке. Следовательно, он сконструирован таким образом, чтобы потери в меди были минимальными. Однако распределительный трансформатор всегда находится в рабочем состоянии и большую часть времени работает при нагрузках, меньших, чем полная. Следовательно, он спроектирован таким образом, чтобы потери в сердечнике были минимальными.

У силового трансформатора плотность потока выше, чем у распределительного трансформатора.


Максимальный КПД

Основное различие между силовым и распределительным трансформатором заключается в том, что распределительный трансформатор рассчитан на максимальный КПД при нагрузке от 60% до 70%. обычно не работает при полной нагрузке все время. Его нагрузка зависит от потребности в распределении. В то время как силовой трансформатор рассчитан на максимальный КПД при 100% нагрузке, так как он всегда работает при 100% нагрузке рядом с генерирующей станцией.

Распределительный трансформатор

используется на уровне распределения , где напряжения обычно ниже .Вторичное напряжение почти всегда является напряжением, подаваемым конечному потребителю. Из-за ограничений по падению напряжения, как правило, невозможно передать это вторичное напряжение на большие расстояния.

В результате большинство распределительных систем, как правило, включают в себя множество «кластеров» нагрузок, питаемых от распределительных трансформаторов, и это, в свою очередь, означает, что тепловые характеристики распределительных трансформаторов не должны быть очень высокими для поддержки нагрузок, которые они имеют. служить.
.

Эффективность в течение всего дня = (Мощность в кВтч) / (Потребляемая мощность в кВтч) за 24 часа, что всегда меньше эффективности использования энергии.

Руководство по выбору силовых трансформаторов | Инженерное дело360

Силовые трансформаторы преобразуют напряжения на уровне мощности, в отличие от электрических сигналов, из одного уровня или конфигурации фазы в другой. Они используются для увеличения или уменьшения напряжения в зависимости от конкретного применения и широко используются в системах распределения электроэнергии. Для получения основной информации о конструкции и эксплуатации трансформатора, пожалуйста, посетите Руководство по выбору трансформаторов Engineering 360.

На изображении выше показана типичная система распределения электроэнергии.Поскольку электростанции в конечном итоге должны обеспечивать электроэнергией потенциально удаленные места, они генерируют высокое напряжение для передачи тока в эти области. В систему необходимо включить несколько силовых трансформаторов, чтобы постепенно понижать напряжение для безопасного использования в жилых помещениях. Трансформаторы могут быть использованы:

  • для снижения напряжения с дальней передачи 500 кВ до локальной передачи 69 кВ
  • для понижения напряжения передачи до напряжения распределения 12 кВ на подстанции
  • , чтобы в конечном итоге снизить напряжение распределения до 110/220 В в жилых или коммерческих помещениях

В то время как большинство потребителей знакомы с барабанами трансформаторов на опорах линий электропередач, силовые трансформаторы представляют собой широкий спектр изделий, подходящих для различных применений.Например, адаптеры переменного тока, также известные как настенные бородавки или блоки розеток, представляют собой простые выпрямительные трансформаторы, которые преобразуют электрическую сеть переменного тока в постоянный ток низкого напряжения (DC) для использования с портативными устройствами. На изображении ниже показана принципиальная схема и выход постоянного тока очень простого адаптера переменного тока. Силовой трансформатор - это спиральная диаграмма слева, а выпрямитель - ромбовидная форма в центре.

Типы

Силовые трансформаторы можно разделить на несколько различных типов в зависимости от конструкции и применения устройства.Общие типы включают автотрансформаторы, изолирующие трансформаторы, трансформаторы обратного хода, распределительные трансформаторы и трансформаторы подстанции.

Автотрансформаторы и изолирующие трансформаторы

Автотрансформаторы имеют только одну обмотку и могут создавать различные выбираемые выходные напряжения из одного входного напряжения. Одиночная катушка действует как первичная и вторичная катушки, при этом выходное напряжение зависит от того, где выполнены электрические соединения на катушке.Автотрансформаторы не обеспечивают гальванической развязки, но они меньше, легче и дешевле двухобмоточных трансформаторов. Эти устройства часто используются для повышения напряжения с 220–240 В до 110–120 В в жилых помещениях.

Переменные автотрансформаторы (или вариаки) обеспечивают регулируемое выходное напряжение путем электрического соединения с помощью скользящей щетки. Вариаки часто снабжены регулируемыми ручками управления и позволяют очень плавно регулировать напряжение.

Регулируемый автотрансформатор (Variac)

Изолирующие трансформаторы отличаются от автотрансформаторов тем, что они содержат две отдельные катушки, разделенные таким образом, что они обеспечивают электрическую изоляцию между катушками.Хотя изолирующие трансформаторы могут использоваться для повышения или понижения напряжения, они иногда имеют две катушки с одинаковыми обмотками, что обеспечивает соотношение один к одному и, таким образом, обеспечивает одинаковое выходное напряжение.

Однофазные и трехфазные

Однофазные и трехфазные трансформаторы предназначены для использования в однофазных и трехфазных системах переменного тока соответственно. Трехфазные трансформаторы содержат шесть катушек (три первичных и три вторичных) для приема всех трех сигналов.

Трансформаторы обратного хода

Обратные трансформаторы или трансформаторы с линейным выходом - это специализированные трансформаторы, изначально разработанные для управления электронно-лучевыми трубками (ЭЛТ) в телевизорах и мониторах.Обратные трансформаторы иногда могут быть ошибочно приняты за специализированные катушки индуктивности, поскольку при подаче входного напряжения ток сохраняется в магнитном сердечнике; при выключении вторичная катушка быстро нарастает выходное напряжение, а затем безопасно снижает его в виде пилообразной волны (в отличие от синусоидальной волны входного напряжения).

В отличие от типичных сетевых трансформаторов, предназначенных для работы с переменным током 50-60 Гц, обратные трансформаторы работают с коммутируемыми токами на гораздо более высоких частотах, обычно между 15 кГц и 50 кГц.В дополнение к их продолжающемуся использованию с устройствами CRT, обратноходовые трансформаторы широко используются в импульсных источниках питания и других разнообразных приложениях.

Схема обратного трансформатора

Распределительные трансформаторы

Распределительные трансформаторы - это устанавливаемые на столб устройства, которые обеспечивают окончательное понижающее действие в системе распределения электроэнергии. Эти устройства подают относительно небольшое количество энергии в жилые дома и другие места, подключенные к электросети.Обычно они имеют высокую мощность и постоянное напряжение.

Группа полюсных распределительных трансформаторов

Трансформаторы подстанций - это гораздо более крупные устройства, устанавливаемые на распределительных подстанциях. Они используются для повышения или понижения напряжения в целях передачи.

Технические характеристики

Электрические характеристики

Покупатели должны учитывать важные электрические характеристики при выборе силовых трансформаторов.

Номинальная мощность представляет собой номинальную мощность вторичной обмотки трансформатора в вольтах x амперах (ВА).Номинальная мощность обычно определяется методом охлаждения трансформатора; обычно используются воздух, масло и вода.

Максимальное первичное напряжение представляет собой максимальный диапазон входного напряжения. Покупатели должны определить максимальное напряжение, необходимое для их конкретного применения, и выполнять поиск по этому номеру. Поскольку трансформатор может иметь более одного входного напряжения, в таблице данных будет указано максимальное, а также все дополнительные входные напряжения.

Максимальное вторичное напряжение указывает максимальный диапазон выходного напряжения; этот диапазон следует запрашивать так же, как и максимальное первичное напряжение.

Сопротивление постоянному току (DCR) - это сопротивление трансформатора, измеренное в постоянном токе. Производители трансформаторов стараются минимизировать DCR, поэтому он выражается и запрашивается как максимальное значение.

Основная конструкция

Силовые трансформаторы могут изготавливаться с использованием различных материалов сердечника.

Многослойные трансформаторы содержат многослойные стальные сердечники, изолированные непроводящим материалом для уменьшения электрических потерь.

Трансформаторы с разъемным сердечником сконструированы с использованием уникального шарнира и фиксатора, позволяющего электрическое соединение без прерывания токоведущего провода. Они обеспечивают недорогой метод контроля тока.

Тороидальный сердечник Устройства состоят из медной проволоки, намотанной вокруг цилиндрического сердечника, что предотвращает утечку магнитного потока, возникающего внутри катушки.

Список литературы

IEEE - Энергетическое и энергетическое общество

Jochen Kronjäger - Страница высокого напряжения

Изображение кредита:

HowStuffWorks | CNCCookbook | TipTemp | Wikimedia Commons | OSHA


Прочитать мнение пользователей о силовых трансформаторах

Производитель силового трансформатора | OEM-производитель силовых трансформаторов

Силовые трансформаторы используются в оборудовании по всему миру, от небольших трансформаторов уровня платы до больших трехфазных трансформаторов .Силовой трансформатор, используемый в продукции производителей оригинального оборудования (OEM), может варьироваться от:

    • Электроника
    • Энергия
    • Медицинская
    • Военная
    • Транспорт
    • И БОЛЬШЕ!

Чтобы просто объяснить силовой трансформатор, силовой трансформатор - это электрическое устройство, в котором две цепи соединены вместе посредством магнитного поля. Эта электромагнитная индукция передает электрическую энергию от одной цепи к другой без изменения частоты.Трансформаторы используются для увеличения или уменьшения напряжения.

Основная цель производителя силовых трансформаторов - обеспечить экономичность и эффективность своей продукции при оптимальном использовании всех доступных материалов. При проектировании учитываются размер, форма и материал сердечника, количество витков первичной и вторичной обмоток - все для того, чтобы размер провода и изоляции соответствовал доступному пространству. Обмотки трансформатора расположены с минимальным потоком утечки, в то время как изоляция регулирует повышение температуры и средства охлаждения, которые помогают сбалансировать потерю энергии при нагрузке.

Badger Magnetics - американский производитель коммерческих трансформаторов OEM и промышленных трансформаторов. Их цель - предоставить вам правильное решение с упором на индивидуальное и обратное проектирование на этапах проектирования, прототипирования и производства. Свяжитесь с Badger Magnetics, как с вашим надежным партнером в производстве крупносерийных силовых трансформаторов OEM.

Badger Magnetics использует следующие стандарты во всем производстве трансформаторов:

  • CE
  • CSA
  • ISO 9001: 2015 Сертификация
  • TUV
  • UL
  • UL-1446

Свяжитесь с Badger Magnetics сегодня по всем вопросам. OEM силовой трансформатор цитирует потребностей!

Типы трансформаторов

Если вы не один из суперзвезд, занимающихся лазанием по столбам, ремонтом подстанций и электрическими испытаниями, вы, вероятно, не думаете все время о трансформаторах.

Что ж, теперь все меняется.

Трансформаторы повсюду.

И поверьте мне, вы пожинаете плоды от них каждый день - осознаете вы это или нет.

В наших домах мы используем переменный ток (AC), потому что его легче генерировать и передавать. Переменный ток обычно передается при более высоком напряжении, а затем преобразовывает в более безопасное и пригодное для использования более низкое напряжение - питая электричество, которое мы все знаем и любим и без которого не можем представить себе жизнь!

Сейчас мы не будем вдаваться в подробности того, как работают трансформаторы сегодня, поскольку этот блог посвящен типам трансформаторов.Но на самом базовом уровне трансформаторы принимают более высокие напряжения и преобразуют их в более низкие полезные напряжения, как мы упоминали выше. Если вы хотите узнать больше о науке, лежащей в основе этого электромагнитного преобразования, мы рекомендуем посмотреть этот короткий анимационный ролик.

Итак, какие бывают трансформаторы?

Силовые трансформаторы

Силовой трансформатор передает электричество между генератором и первичными цепями распределения.Это немного сбивает с толку, потому что многие используют термин «силовой трансформатор» для обозначения группы трансформаторов, а не конкретного типа конструкции. Точно так же некоторые даже называют большие передающие трансформаторы силовыми трансформаторами, чтобы легко различать распределительные трансформаторы.

Независимо от точного определения, силовые трансформаторы могут выполнять одну из трех задач: повышать выходное напряжение генератора до уровня напряжения системы передачи, понижать напряжения передачи до безопасных уровней для распределения или понижать напряжение до уровня вспомогательной энергосистемы в генерирующая станция.

Силовые трансформаторы также могут относиться к одному из двух классов - класс I или класс II. Могу добавить, что очень оригинальная система именования. В любом случае силовые трансформаторы класса I имеют обмотки высокого напряжения 69 кВ и ниже, а силовые трансформаторы класса II имеют обмотки высокого напряжения от 115 кВ до 765 кВ.

Чтобы немного усложнить задачу, вы также можете разделить их на категории по размеру - маленький, средний или большой. Трансформаторы малой мощности находятся под напряжением 69 кВ, средние - до 230 кВ, а трансформаторы большой мощности - от 138 до 765 кВ.

Автотрансформаторы

А теперь давайте еще больше усложним задачу. Автотрансформаторы технически подпадают под категорию больших силовых трансформаторов, но они обычно используются в качестве промежуточных трансформаторов передачи, которые могут использоваться либо в повышающем, либо в понижающем режиме. Что такое межсетевой трансформатор? Отличный вопрос. Межкомпонентный трансформатор помогает соединять сети переменного тока с различным напряжением друг с другом, что является действительно важной особенностью электросети.

Обычно ваши автотрансформаторы будут самыми мощными трансформаторами номинальной мощности в вашей системе передачи, работающими с довольно сбалансированной и постоянной нагрузкой. Они также более экономичны, чем силовые трансформаторы с отдельными обмотками, поскольку между последовательной и общей обмоткой существует физическое соединение. В основном это означает, что обмотка высокого напряжения состоит из последовательной обмотки, соединенной последовательно с общей обмоткой, а обмотка низкого напряжения является общей обмоткой.

Еще не запутались? Я тоже. Но все, что вам действительно нужно знать, это то, что он занимает треть места обычного трансформатора того же номинала, что является большим плюсом.

В идеале вы не хотите, чтобы ваш автотрансформатор был меньше половины обычного трансформатора, поскольку вам нужно учитывать пространство, которое занимают ответвления и третичные обмотки. Размер меньше половины не идеален для производительности.

Однако у автотрансформаторов есть один недостаток - низкий импеданс.При низком импедансе ток короткого замыкания автотрансформатора намного выше, чем у обычного трансформатора. Чтобы противодействовать этому, автотрансформаторы обычно проектируются с более высоким, чем обычно, импедансом, что просто увеличивает фактический размер устройства, что противоречит положительным моментам, о которых мы упоминали выше. Фу.

Генераторные повышающие трансформаторы

Переходим к GSU или повышающим трансформаторам генератора. Кому не нравятся хорошие аббревиатуры, верно?

В любом случае, GSU ​​(иногда также называемые главными или блочными трансформаторами) повышают напряжение от генератора до самого высокого напряжения передачи для сети передачи.Это определение - всего лишь перестановка самой фразы, буквально нарушающая все правила определения этикета, которые я когда-либо усвоил. Очень полезно, но, думаю, я позволю этому ускользнуть.

Подключенные непосредственно к генератору, GSU ​​обычно работают при постоянной нагрузке, близкой к их полной номинальной мощности. Поскольку они постоянно работают при номинальной температуре, они будут стареть намного быстрее, чем другие трансформаторы. Если вы читали какой-либо из этих блогов раньше, то знаете, что чрезмерная жара - это всегда плохо.Если только ты не кактус…

GSU

обычно не защищены автоматическим выключателем между генератором и трансформатором, поэтому они также могут сильно пострадать от тока короткого замыкания (и в течение длительных периодов времени), что может привести к огромным перенапряжениям. Если используется генераторный выключатель, то GSU может фактически использоваться для питания вспомогательных систем сети.

Тебе уже надоели эти разговоры о трансформаторе? Подождите, мы почти закончили.

Вспомогательные трансформаторы

Вспомогательные трансформаторы питают вспомогательные нагрузки электростанции (например, питающие насосы, насосы охлаждающей жидкости и предохранительные устройства, необходимые для работы электростанции).Есть несколько различных типов вспомогательных трансформаторов, за которыми нужно следить, но, к счастью, у нас есть больше сокращений, чтобы облегчить нашу жизнь.

Блок вспомогательных трансформаторов (UAT) подключается к той же шине, что и генератор, понижая напряжение для питания шин системы вспомогательного питания. Когда генератор работает, UAT обеспечивает вспомогательную нагрузку.

Резервный вспомогательный трансформатор (RAT) или пусковой вспомогательный трансформатор (SAT) - это резервные трансформаторы, которые подключаются к внешней системе высокого напряжения и обеспечивают вспомогательное питание установки во время запусков или периодов простоя.

Все вспомогательные трансформаторы относительно важны для безопасной работы предприятия, поэтому вы не хотите видеть с ними проблем, иначе вы можете столкнуться с возможной остановкой установки. Нехорошо.

Что ж, у нас сегодня, к сожалению, не хватает времени, но нам еще нужно покрыть кучу трансформаторов. Так что не забудьте вернуться на следующей неделе, чтобы узнать, какие из них мы не учли. Вы не пожалеете. А пока ознакомьтесь с этим Руководством по измерению коэффициента трансформации, если вы готовы серьезно отнестись к своей программе испытаний трансформатора.

- Мередит Кентон, специалист по цифровому маркетингу Есть идея для блога? Напишите мне

Надежность силового трансформатора

- это не просто так

Введение

Силовые трансформаторы - это крупные капитальные объекты с длительными сроками изготовления; они критически важны для нашей электрической инфраструктуры, и их надежность - важный предмет для анализа. Однако надежность - это не просто «случается» - это следствие выбора и покупки хорошо сконструированного трансформатора и обеспечения бережной доставки на объект, правильной установки и последующего управления сроком службы.Эти технические действия и процессы включены в общую программу управления активами, которая обеспечивает баланс между затратами, рисками и производительностью. Надежные трансформаторы в процессе эксплуатации - это результат не только «данных» и статистики; необходимо спланировать действия и выполнить вмешательство для решения проблем надежности в источнике.


Рисунок 1: Большой силовой трансформатор

Что именно подразумевается под термином «надежность», открыто для интерпретации, но обычно оно основывается на способности предсказывать будущие результаты.Если мы хотим использовать надежность как показатель способности постоянно хорошо выполнять свою роль, может потребоваться вмешательство, чтобы можно было решить проблему ухудшения производительности. Как хорошо известно, техническое обслуживание как вмешательство может также привести к ненадежности в будущем.

Надежность может быть измерена в терминах системы электроснабжения, таких как индекс средней продолжительности прерывания системы (SAIDI), индекс средней продолжительности прерывания системы потребителем (CAIDI) и индекс средней частоты прерывания системы (SAIFI), которые учитывают среднюю продолжительность и частоту прерываний системы. , или перебои в работе.Это могут быть очень полезные статистические данные, но они не обязательно определяют меры, необходимые для повышения надежности. Что касается силовых трансформаторов, мы можем упростить вопрос, связав надежность с отказом: что нам нужно сделать, чтобы силовой трансформатор работал на приемлемых уровнях производительности? Существует множество возможных причин отказа и, следовательно, множество возможных причин ненадежности. Устранение этих причин до того, как они перерастут в проблему, имеет решающее значение для обеспечения приемлемой производительности и надежности.Расчет вероятности отказа отдельного трансформатора или ожидаемого количества отказов для населения в заданный период времени - сложный вопрос, но повышение надежности может быть решено путем надлежащего управления сроком службы.

В следующих разделах мы рассмотрим примеры из различных этапов срока службы силового трансформатора, когда что-то вызвало незапланированный отказ силового трансформатора и потребовало вмешательства сверх того, что было указано или запланировано для этого силового трансформатора.

Первоначальная спецификация и анализ конструкции

Нужен ли нам силовой трансформатор в чем-то хорошо понятном и для четко определенной цели? Учитывая, что мы производим силовые трансформаторы уже более ста лет, ответ на вопрос, казалось бы, будет положительным. Но бывают случаи, когда повторное использование предыдущей спецификации может привести к проблемам с производительностью в будущем. Повышенная частота отказов трансформаторов ветряных электростанций по сравнению с более распространенными силовыми трансформаторами передачи и распределения обсуждалась Айерсом и Дикинсоном [1] в статье 2011 года, где они отметили:

«Было признано, что повышающие трансформаторы для ветряных электростанций представляют собой уникальное применение и требуют своих особых требований как в Европе, так и в Соединенных Штатах.”

Переменная нагрузка с последующим термоциклированием, множественными гармониками, высокими уровнями гармонических искажений и несинусоидальными нагрузками означает, что, по словам авторов:

«Эти кумулятивные эффекты подвергают повышающий трансформатор ветровой турбины более высокому риску повреждения изоляции и диэлектрического напряжения и выхода из строя, чем типичный« готовый »распределительный трансформатор или повышающий трансформатор генератора энергии».

Таким образом, проблемы могут быть встроены в конструкцию силового трансформатора, если роль, будущая рабочая среда и рабочие параметры не определены и не рассмотрены подробно.Корси и др. [2] обратите внимание, что проверка конструкции жизненно важна и обычно проводится на предприятии производителя для решения каких-либо конкретных проблем:

«Обеспечение того, чтобы продукт хорошего качества был произведен и успешно доставлен, сложно, и этот процесс должен начинаться на ранней стадии процесса закупок путем правильного выбора производителя и определения пригодности предлагаемой конструкции трансформатора».


Рисунок 2: Несоосность блока змеевика, обнаруженная во время осмотра перед заливкой в ​​резервуар

Заводские проверки и испытания

Заводские инспекции используются для демонстрации того, что производство силового трансформатора соответствует техническим спецификациям и применимым отраслевым стандартам, а также для оценки общего качества трансформатора.Заводские испытания являются неотъемлемой частью производственного процесса - выполняются на различных компонентах по отдельности и вместе по мере сборки трансформатора.

Инспекции перед заправкой не являются обычным явлением, но могут выявить множество проблем. Прут [3] в презентации на семинаре Doble «Жизнь трансформатора» приводит несколько примеров проблем, обнаруженных в ходе инспекционных мероприятий, которые могли серьезно снизить производительность силового трансформатора. Кроме того, отказ трансформатора в процессе эксплуатации может быть связан с несоосностью блокировки катушки - что-то, что позволило бы трансформатору пройти заводские испытания, но ослабило бы способность трансформатора выдерживать механические нагрузки.Пример такого перекоса блокировки катушки показан на Рис. 2 .

Для одного производителя только 10 процентов клиентов выполнили собственный осмотр перед резервуаром [3], что вызывает разочарование, поскольку проблемы могут быть решены гораздо легче на этом этапе, когда приняты надлежащие меры.

Заводское тестирование

хорошо известно, и большинство покупателей либо сами станут свидетелями этого тестирования, либо пошлют третью сторону для выполнения этой функции от их имени. Важно понимать метод испытаний и объект испытаний, чтобы результаты можно было сравнить с ожидаемыми и со стандартными или допустимыми пределами.Одним из часто требуемых тестов является анализ частотной характеристики развертки (SFRA), который используется для обнаружения и, возможно, диагностики механического движения, такого как деформация обмотки, в силовых трансформаторах. Выполнение SFRA является обычным элементом заводских приемочных испытаний. SFRA часто выполняется с трансформатором в транспортной конфигурации непосредственно перед отгрузкой, чтобы можно было провести дальнейшие испытания по прибытии. В случае, описанном Леалом [4], SFRA было выполнено с трансформатором в транспортной конфигурации с неожиданными результатами.

Трассы SFRA перед отгрузкой показали значительные различия как по сравнению с предыдущими трассами заводских приемочных испытаний, так и между фазами. Если бы эти испытания не проводились на заводе, состояние трансформатора по прибытии было бы поставлено под сомнение и, возможно, привело бы к возврату к производителю, что было бы проблемой как для покупателя, так и для производителя. Как бы то ни было, набор выводов обмотки был перемещен и исправлен перед отгрузкой, с последующими испытаниями SFRA, которые оправдали ожидания, прежде чем трансформатор покинул завод.


Рисунок 3: Свинцовые опорные балки с трещинами слоистого материала

Транспортировка и установка

Данные SFRA использовались для решения проблемы, которая могла быть связана с проблемой транспортировки

Как обсуждалось Griesacker et al. [5] на Международной конференции клиентов Doble эту ситуацию также можно решить с помощью визуального осмотра. В упомянутом случае трансформатор получил серию ударов малой мощности, не более трех.0г, в результате железнодорожного транспорта. Осмотр показал несколько проблем, в том числе перемещение блока катушек и коробление при ламинировании. Фигура 3 показывает трещины в ламинированной изоляции ведущего опорного луча, который, вероятно, чтобы ослабить луч и означает, что вероятность отказа трансформатора из-за движения свинца, при неисправности или энергизации пусковых токов, увеличивается. Вероятно, снижается надежность трансформатора, и из-за множества таких небольших изменений общая надежность сети может оказаться под угрозой.В статье [5] примечания:

«Инициатива коммунального предприятия по дальнейшим действиям в связи с этим, казалось бы, незначительным ударным событием, вероятно, предотвратила отказ и последующий внеплановый останов, учитывая истинное состояние трансформатора, которое было обнаружено во время внутренних проверок. Консервативный подход и тщательность в исследовании состояния трансформатора в условиях необходимости соблюдения сроков проекта оказались неоценимыми ».

Возможно, это был консервативный подход, но очевидна необходимость выявления и устранения условий и возможных проблем производительности на раннем этапе, прежде чем они приведут к проблемам с надежностью.

Страхование просмотров

В ходе круглого стола, посвященного взглядам страховых компаний на трансформаторы, управление активами и мониторингу состояния, в котором приняли участие HSB Insurance, Aegis и другие компании, было отмечено, что «… часть цен… управлять активами ».

Техническое обслуживание является одновременно средством решения проблем с состоянием и производительностью, а плохая практика технического обслуживания сама по себе является причиной сбоев и ненадежности.И Marsh, и HSB представили обсуждения отказов трансформаторов на семинаре Doble «Жизнь трансформатора», которые указывают на роль плохого обслуживания как катализатора серьезных отказов. Дон Шуберт из Marsh Insurance подчеркивает «способ отказа, время до отказа». Техническое обслуживание может проводиться с интервалом от нескольких лет до более чем десяти лет, а режимы отказов могут быть значительно меньше этой продолжительности. Ежегодный анализ растворенных газов (DGA) трансформаторного масла может указывать на начинающиеся режимы отказа, но не всегда.Кроме того, некоторые компоненты, такие как вводы, могут иметь режимы отказа, которые не могут быть идентифицированы с помощью обычного DGA или тестирования. В таких случаях может оказаться полезным мониторинг состояния.

Мониторинг состояния

Есть интересная статистика, приведенная Доном Шубертом, которая утверждает, что компании, применяющие мониторинг состояния, имеют на 3% меньшие страховые выплаты по сравнению с теми, которые не применяют этот подход. Это не означает, что организация, применяющая мониторинг состояния, автоматически увидит соответствующее сокращение требований и выплат.Успешное применение мониторинга состояния - аспект организации с сильным управлением активами; он встроен в культуру организации, а не что-то к ней добавлено.

Мониторинг состояния принесет пользу с точки зрения повышения надежности, если мы применим три C:

  • Control проводимые измерения и их значение для применяемых режимов отказа, а также временные рамки, в которых они выполняются; план ответа
  • Понимание контекста измерения и его взаимосвязи с нагрузкой или температурой
  • Придите к разумному выводу и действуйте в соответствии с ним

Мониторинг состояния показал, что он позволяет избежать первых отказов, включая выявление проблем с вводами, переключателями ответвлений и обмотками. На рис. 4 показана величина тока утечки, измеренная ежечасно, от трех вводов, частота отказов которых выше среднего - один из более чем 100 контролируемых комплектов.


Рисунок 4: Величина тока утечки и связанный с этим износ вводов - предотвращение начального отказа

Внезапное изменение вызвало предупреждение верхнего уровня, на которое отреагировали владелец ввода и операторы - фактически, ответ был предметом письменной политики, требующей вывести трансформатор из эксплуатации в течение двух минут.Именно этот формальный подход предотвратил отказ и проблему надежности - наличие плана и последующие действия по нему. Судебно-медицинская экспертиза показала серьезное ухудшение изоляции проходного изолятора, и оставалось всего несколько часов до отказа проходного изолятора и вероятного катастрофического отказа трансформатора. Было подсчитано, что стоимость предотвращенного прерывания работы составила порядка 10 миллионов долларов США. Стоимость мониторинга по сравнению со стоимостью силового трансформатора невелика, но по сравнению со стоимостью прерывания стоимость мониторинга ничтожна.

Внезапное изменение уровня водорода, хотя и не нарушающее никаких стандартов или рекомендаций, вызвало предупреждение о скорости изменения, и было начато расследование. Уровни газа были низкими - слишком низкими для срабатывания нескольких доступных диагностических инструментов - но газы указали на начало высокотемпературного теплового сбоя. Это было связано с незакрепленным проводом переключателя ответвлений, что было своевременно устранено.

В описанных случаях мониторинг состояния обеспечивает ценность в управлении надежностью, но в обоих случаях и во многих других эта ценность реализуется только через установку соответствующих уровней предупреждений, запланированное и рассчитанное по времени вмешательство в эти предупреждения, а затем выполнение своевременно прекратить это вмешательство.

Состояние активов и риски: управление надежностью

Наблюдается рост интереса к концепции «состояния активов» и связанной с ней деятельности по присвоению активам «индекса работоспособности» для ранжирования и категоризации активов для замены, обслуживания и других вмешательств. Состояние активов неразрывно связано с производительностью активов и, как следствие, с надежностью активов.

Создание единого числа для представления состояния сложного актива с несколькими подкомпонентами - непростая задача, которую можно выполнить без очень четкой цели, включая отслеживание процесса по имеющимся данным, выявленные режимы отказа, и сроки для вмешательств / действий.Этот процесс может помочь повысить надежность, если метод технически оправдан и поддается проверке - слишком много систем начинают с данных, используют набор алгоритмов, а затем выдают число, которое может не иметь реального значения. Используя аналогию с обычным автомобилем, мы, вероятно, не будем планировать новую машину только потому, что давление в шинах низкое; могут быть гораздо лучшие способы исправить ситуацию.

Следует отметить, что подход, основанный на индексе работоспособности активов, является средством выявления кандидатов на вмешательство, а не является «ответом»: должны быть подтверждения и подтверждающие данные посредством подробной оценки.Это требует анализа бизнес-потребностей: планируется ли замена силового трансформатора на основе требований к мощности - в таком случае, можем ли мы оставить его до тех пор, пока этот план не будет выполнен? Если режим отказа, скорее всего, не будет катастрофическим, можем ли мы позволить трансформатору выйти из строя - и подготовиться, подняв запасной и имея все наготове? Это становится анализом риска - отказ трансформатора рассматривается как угроза для надежности и управление состоянием и последствиями.

Заключение

Для обеспечения надежной работы нам необходимо учитывать все аспекты жизни трансформатора и его «опыт».Надежность не возникает просто так, и последствия плохого управления жизненным циклом на начальном этапе или в течение срока эксплуатации могут значительно повлиять на надежность. Хорошо известно, что рабочий этап срока службы силового трансформатора - когда он установлен, несет нагрузку и поддерживается - составляет самую большую часть общего срока службы. Возможные последствия технического обслуживания и ухудшения в эксплуатации также в целом хорошо известны, но срок службы трансформатора зависит от первого дня оценки потребностей, а также процесса рассмотрения спецификаций и проекта.Все, что происходит до того, как трансформатор будет доставлен и введен в эксплуатацию, может повлиять на результат работы, и его нельзя игнорировать.

Надежность не бывает случайной.

Тони МакГрейл - директор по решениям компании Doble Engineering в области управления активами и технологий мониторинга, обеспечивающий анализ состояния, критичности и рисков для коммунальных компаний. Ранее МакГрейл более 10 лет проработал в National Grid в Великобритании и США.; он был специалистом по оборудованию подстанции, уделяя особое внимание силовым трансформаторам, автоматическим выключателям и интегрированному мониторингу состояния, а также взял на себя роль управляющего активами подстанции и управляющего активами распределения, выявляя риски и возможности для инвестиций в стареющую инфраструктуру. МакГрейл является членом IET, членом IEEE и IAM, в настоящее время является председателем клиентского комитета Doble по управлению активами и техническим обслуживанием, а также участвует в разработке SFRA и других стандартов в IEEE, IEC и CIGRE.Его начальная степень была в области физики, дополненная степенью магистра наук. и доктор философии. в EE и MBA. МакГрейл - адъюнкт-профессор Вустерского политехнического института, магистр, ведущий курсы по анализу энергосистем.


Библиография

1. «Рекомендации по проектированию трансформаторов ветряных электростанций», Айерс, Дикинсон, 78-я Международная конференция клиентов Doble, Бостон, США, 2011 г.
2. «Обзор конструкции и заводские проверки», Корси и др., 77-я Международная конференция клиентов Doble, Бостон, США, 2010
3.«Учебное пособие по внутреннему осмотру трансформатора» Праут, 73-я Международная конференция клиентов Doble, Бостон, США, 2006
4.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *