Сухие трансформаторы: технические характеристики

Сухие трансформаторы высокого качества исполнения с применением передовых технологий производства. Обмотки из многокомпонентного компаунда залитого под вакуумом.

Сухие трансформаторы с литой изоляцией от Научно-Исследовательского Производственного Объединения РусЭнерго — это применение ультрасовременных технологий и высокое качество изготавливаемых трансформаторов по 

техническим требованиям наших заказчиков и с учетом их пожеланий.

Передовые технологии обеспечивают превосходные характеристики. Сухие трансформаторы от НИПО РусЭнерго готовы служить в экстремальных условиях внешней среды и при максимальных нагрузках.

Точные конструкторские расчеты посредством команды специалистов и современных программ, обеспечивают оптимальные размеры трансформаторов.

Производственные стандарты и качество изготавливаемых трансформаторов удовлетворяют не только стандартам качества ЕАС, но и международным стандартам.

Превосходная влагозащищенность сухих трансформаторов залог безупречной работы при очень влажном климате (95% и более) и сильно загрязненных условиях внешней среды. Устойчивая работа при низких температурах и сильных вибрациях.

Компактность и высокая безопасность трансформаторов не требуют больших или удаленных площадей для их установки.

Сухие трансформаторы благодаря прогрессивным технологиям производства минимально нуждаются в техническом обслуживании, а низкий частичный разряд способствует очень долгому сроку эксплуатации. Сухие трансформаторы экологически чистые, поскольку не содержат загрязняющих субстанций.

Аналоги сухих трансформаторов

Сухие трансформаторы НИПО РусЭнерго без дополнительных затрат могут заменять ранее установленные или новые трансформаторы сухого типа: ТС, ТСЗ, ТСЛ, ТСГЛ, ТСЗГЛ, ТСЗГЛФ, GDNN, GEAFOL, SGB, RESIBLOC, TRIHAL, TTA-RES, TSE, TESAR, GBE, SEA S.p.A и другие.

Преимущества сухих трансформаторов

1. Безопасность;
2. Превосходная устойчивость к возгоранию;
3. Превосходная устойчивость к токам короткого замыкания;
4. Высокая устойчивость к загрязнениям, работа в сильнозагрязненных условиях;
5. Высокая устойчивость к влажности, работа при влажности 95%;
6. Установка и работа в непосредственной близости от людей;
7. Требуют меньше площади для установки, по сравнению с масляными трансформаторами;
8. Не требуют отдельных хранилищ, снижение потерь при прокладке кабеля;
9. Не требуют сушки даже после длительного простоя;
10. Работа в условиях высоких вибраций;
11. Устойчивость к воздействию высоких импульсных напряжений;
12. Увеличение номинальной мощности на 50% за счет вентиляторов;
13. Экологически чистые, поскольку не содержат токсичных химических веществ внутри.

Применение сухих трансформаторов

За счет большого потенциала безопасности спектр применения трансформаторов практически ничем неограничивается:

Промышленные объекты
Нефтяные платформы
Нефтеперерабатывающие заводы	Аэропорты	Больницы

Характеристики сухих трансформаторов

Производство сухих трансформаторов возможно со следующими краткими характеристиками:

1. Сухие трансформаторы среднего напряжения (100-3150 кВа).
2. Сухие силовые трансформаторы (4000-20000 кВа).
3. Сухие однофазные трансформаторы.
4. Сухие трансформаторы для защиты электросетей промышленных предприятий, для заземления нейтрали (ТСЗН).
5. Трансформаторы с переключателем без возбуждения, сейсмоустойчивые (ТСЗКУ).
6. Автотрансформаторы.
7. Трансформаторы турбогенераторов.
8. Силовые трансформаторов (с 3 или 4 обмотками).
9. Сухие Трансформаторы для электроэнергетических систем судов морского флота.
10. Трансформаторы электроприводов

Конструкция сухих трансформаторов

Сухие трансформаторы могут быть однофазными или трехфазными, предлагаем вам ознакомиться с основной конструкцией сухих трансформаторов на примере трехфазного трансформатора:

1. Выводы обмотки НН (Низкого напряжения) 2. Рама трансформатора 3. Разделитель 4. Выводы обмотки ВН (Высокого напряжения) 5. Обмотки НН (Низкого напряжения) 6. Обмотки ВН (Высокого напряжения) 7. Устройство переключения ответвлений со снятием напряжения 8. Межфазные перемычки 9. Опорная рама трансформатора

Охлаждение сухих трансформаторов

• 1. Естественное охлаждение за счет образуемых воздушных потоков, которые непосредственно соприкасаются с обмотками и магнитопроводом сухого трансформатора.
• 2. Принудительное охлаждение дополнительное охлаждение к естественному, за счет установки вентиляторов обеспечивают повышение мощности сухого трансформатора на 50%.

Источник: https://nipo-rusenergo.ru/silovye-transformatory/sukhie-transformatory

Преимущества и недостатки трансформаторов с сухой изоляцией

Линии электроснабжения сегодня нуждаются в качественном оборудовании, которое сможет обеспечить подачу тока необходимого значения. В России на пути передачи электричества конечному потребителю применяют сухие трансформаторы.

Они повышают, понижают напряжение, меняют частоту, фазность тока. Что такое сухой трансформатор, особенности применения, конструктивные особенности трансформаторной установки будут рассмотрены далее.

Как выбрать оптимальное устройство российского и зарубежного производства, помогут советы специалистов.

Область применения

Российские производители изготавливают сухие и масляные трансформаторы. Конструкция отличается способом охлаждения.

Сухие силовые трансформаторы избегают теплового разрушения активной части посредством воздуха. В другой разновидности конструкций применяется масло.

Выбор типа трансформаторного оборудования зависит от особенностей эксплуатации. Приборы отличаются ценой, функционированием.

Установка масляных и сухих трансформаторных производится на высоковольтных станциях для понижения, повышения напряжения до требуемого значения. Это силовой агрегат, применяемый повсеместно.

Повышение значения токов проводится сухими трансформаторами для передачи электричества на дальние расстояния. Применяя такую установку, удается избежать потерь напряжения.

Технические характеристики сухого трансформатора позволяют понизить напряжение в сети до допустимой нормы. Это позволяет избежать перегрузок в установках, потребляющих электроэнергию.

В зависимости от потребностей сети применяются сухие трансформаторы мощностью 100 кВА, 250 кВА, 400 кВА, 630 кВА, 1000 кВА. В российских агрегатах производством может быть заложена и более высокая мощность. Представленное оборудование устанавливается в помещении или на улице.

Трансформаторные аппараты применяются в бытовых и промышленных сетях при осуществлении человеком различных видов деятельности.

Конструкция

Масляный и сухой тип охлаждения применяется в конструкции силового оборудования. Представленные разновидности в общем мало чем отличаются.

При производстве представленных агрегатов конструкция обеспечивается магнитоприводом и контурами ВН (высокое напряжение) и НН (низкое напряжение). Для изготовления активной части оборудования применяются допустимые материалы.

Сердечник изготавливается из электротехнической стали. Контуры бывают медными и алюминиевыми.

Предусматривается наличие кожуха. Воздух в сухом аппарате служит не только температурной защитой, но и изоляцией. Вентиляционные отверстия в представленном оборудовании больше, чем в масляных трансформаторах. Перегрузка из-за перегрева при использовании воздуха в качестве охладителя более вероятна.

Обмотки

Трансформатор сухой 250 кВА, 400 кВА, 1000 кВА и прочие разновидности отличаются категориями обмотки. Различают два типа контуров:

• ТСЗК – включает лаки на кремнийорганической основе.
• ТСЗ – создается из стекла. Отличается хорошими теплоизоляционными характеристиками.

Изоляция пропитывается специальными составами. Это предотвращает скапливание влаги внутри. Допустимая температура обмоток изоляции на основе асбеста и стекловолокна выше. Применение новых материалов позволяет избежать перегрузки системы.

Дополнительные элементы

Конструкция дополняется специальными устройствами. Чтобы регулировать исходящее напряжение сухой трансформатор 250 кВА, 630 кВА и прочие разновидности имеют реле. Например, это может быть устройство РПГ, РПН, ПБВ.

Установка требует контроля уровня нагрева магнитопривода. В противном случае возникнет перегрузка, аварийная ситуация. Автоматически контролирует параметры функционирования щит тепловой защиты (ЩТЗТ). Это надежное оборудование. Производство сухих трансформаторов применяет иногда иную систему. Для щитков ЩТЗТ выполняется установка датчика. Прибор реагирует на повышение температуры.

Щитки ЩТЗТ не допускают нагрев активной части свыше 10%. Характеристики, свойственные установке, разрешают кратковременное повышение температуры. Нагрев должен быстро снижаться. За это отвечает щиток. Превышение допустимых показателей температуры длительное время приводит к нарушениям работы агрегата, возникает перегрузка.

Габариты

Сухие трансформаторы имеют, по сравнению с масляными конструкциями, большие габариты. Перегрузка в этом случае при правильной эксплуатации маловероятна. Вес и размер зависят также от мощности. Установка монтируется в закрытых сухих помещениях.

Благодаря большим габаритам получается создать качественную вентиляцию внутри корпуса конструкции.

Преимущества и недостатки

Сухие трансформаторы характеризуются рядом особенностей. Технические характеристики, устройство аппаратуры говорят о высоком спросе на представленное оборудование. Высокая востребованность объясняется преимуществами, которыми обладает трансформаторное устройство сухого типа. Есть и недостатки. О них необходимо узнать перед приобретением аппаратуры.

Преимущества

Представленная установка для трансформации тока обладает массой достоинств. Преимущества сухих трансформаторов следующие:

• Применение при изготовлении специальной стали привело к снижению потерь в сети.
• Современные комплектующие позволяют снизить габариты и вес агрегатов.
• Преимуществом является экологическая безопасность приборов. В системе отсутствует масляный охладитель, который выделяет вредные для здоровья человека и окружающей среды вещества.
• Оборудование пожаробезопасное. При создании обмоток применяются негорючие материалы.
• Исполнение универсальное. Оборудование применяется в различных условиях.

Стоимость представленных установок приемлемая. На цену влияет мощность и габаритные размеры агрегата.

Недостатки

Сухие трансформаторы имеют и ряд недостатков. Их перегрузочная способность уступает масляным разновидностям оборудования. Стоимость последних будет значительно меньше. И продаются они дороже. Они имеют большие габариты, что значительно влияет на цену изделия.

Обслуживание

Не смотря на недостатки, сухие трансформаторные приборы используются в различных сферах человеческой деятельности часто. Обслуживание агрегата простое. Проверка производится раз в 6 месяцев. При этом проверяется система вентиляции.

Уход за агрегатом предполагает также его периодическую очистку от различных загрязнений. Частота уборки зависит от особенностей окружающей среды. В пыльных помещениях уход за поверхностью прибора необходимо выполнять чаще.

Обслуживание предполагает проведение внешнего осмотра оборудования. На нем не должно быть дефектов, механических повреждений. Крепежные элементы должны быть крепко затянуты. Болты проверяются раз в год. Выполняя простые рекомендации по проведению обслуживания, можно обеспечить длительную, надежную работу агрегата.

Видео: Производство сухих трансформаторов с литой изоляцией серии ТЛС

Рассмотрев особенности сухих трансформаторов, рекомендации по их выбору и эксплуатации, можно приобрести оптимальное оборудование в соответствии с особенностями сети.

Источник: https://ProTransformatory.ru/vidy/suhie-transformatory

Сухой трансформатор и его технические характеристики

Сухой трансформатор производства Россия и производителей других стран отличается повышенной степенью безопасности в сравнении с масляными аналогами ввиду конструктивных особенностей.

В частности, речь идет об отсутствии необходимости использования масла в качестве жидкого диэлектрика.

Это не только делает подобные аппараты менее взрывоопасными, но еще и относит их к группе экологически безопасного оборудования.

Для чего служит и где может использован

Сухой трансформатор производства Россия обеспечивает понижение или повышение значения напряжения, что определяется нуждами потребителя. Преобразование электрических параметров – важный этап, без которого было бы сложно обеспечивать объекты электроэнергией, так как для этого требуется изменение значения высоковольтного напряжения ЛЭП на более низкое. Ввиду отсутствия масляного диэлектрика такие аппараты называются сухими. Это означает, что конструкцией предусмотрена система воздушного охлаждения.

Сухой повысительный силовой трансформатор предназначен для реализации функции преобразования электроэнергии с дальнейшим ее распределением и передачей.

Вырабатываемая генератором электроэнергия происходит при небольших напряжениях (не более 24 В), а чтобы передавать ее по высоковольтным линиям без существенных потерь желательно повысить значение напряжения до большего уровня (от 110 до 750 кВт в зависимости от потребностей). Вместе с тем подобные аппараты выполняют и функцию понижения.

Дополнительно к тому сухой трансформатор мощностью 400 кВА (выше или ниже) может питать электроустановки, оборудование и электрические приборы. Это означает, что такого рода оборудование широко применяется в сетях энергосистем, на производстве, для обеспечения электроэнергией объектов разного целевого назначения.

Особенности конструкции

В качестве основных узлов выступает магнитопровод с определенным количеством обмоток (2 и более), отводы ВН и НН (высшего и низшего напряжений).

Для удобства транспортировки предусмотрена опорная рама с роликовым механизмом, также имеется упругая подкладка, позволяющая несколько снизить уровень шума аппарата. Магнитопровод выполняется из специальной стали.

В качестве изоляции обмоток может выступать слой эпоксидной смолы и кварцевого наполнителя, что актуально при использовании вакуумного метода производства, или картон особого вида.

Трансформатор сухой мощностью 1000 кВА или с другими электрическими параметрами может быть выполнен в нескольких вариациях:

• При открытом исполнении;
• При защищенном исполнении;
• Герметизированная конструкция;
• Воздушное охлаждение с дополнительным дутьем.

Трансформатор открытый сухой мощностью 1600 кВА может представлять собой незащищенную конструкцию без корпуса.

Защищенное исполнение означает наличие перфорированного кожуха для улучшения вентиляции, а герметизированный вариант аппаратов не предусматривает наличие дополнительных отверстий для проникновения воздуха. Такой кожух полностью герметичен.

Если рассматривать воздушное охлаждение с дутьем, то в этом случае помимо естественной циркуляции имеется также обдув обмоток с помощью вентилятора.

Виды, особенности каждого из них

Трансформатор этого рода встречается в однофазном и трехфазном исполнении, что в дальнейшем будет определять функциональные возможности оборудования. Так, трехфазный вариант предполагает использование в установках и энергосетях больших мощностей. В этом случае аппарат будет обозначен, как «силовой».

Смотрим видео, классификация трансформаторов:

Различают еще и варианты подобных устройств, отличных по типу изоляции обмоток:

1. Классическое исполнение, при котором используется бумага и масло.
2. Эпоксидная смола. Такое решение задействуется при использовании вакуумного метода производства оборудования.
3. Применение картона особого рода. Данный вариант больше известен под именем nomex. Это название компании – изготовителя картона.

Сухой разнотипный трансформатор мощностью 1250 кВА или с другими параметрами, имеющий литые обмотки, отличается некоторыми недостатками в сравнении с аналогами. В первую очередь – это больший вес и толщина, что замедляет процесс охлаждения активной части.

А дополнительно к тому учитывается еще и образование частичных разрядов ввиду неоднородности используемого материала в случае, когда применяется метод вакуумной пропитки.

Этапы расчета

Сухой разнотипный трансформатор мощностью 2000 кВА, выше или ниже этого значения, предполагает необходимость выполнения следующих вычислений:

• Выбор конструкции магнитопровода и типа главной изоляции;
• Определение основных размеров;
• Расчет обмоток;
• Определение параметров короткого замыкания и холостого хода;
• Оценка теплового режима аппарата;
• Определение массы и ориентировочной стоимости оборудования.

Трансформатор сухой мощностью 2500 кВА или характеризующийся другими параметрами в результате расчетов может отличаться по значениям основных параметров. Допускается погрешность не более 7,5% для характеристик короткого замыкания и не выше 10% для параметров холостого хода.

Основные технические характеристики

В качестве ключевых параметров выступают:

• Номинальная мощность;
• Напряжение ВН и НН;
• Напряжение и потери короткого замыкания;
• Ток и потери холостого хода;
• Способ соединения обмоток;
• Степень защиты и климатическое исполнение оборудования.

Если рассматривается сухой трансформатор 630 кВА, его технические характеристики будут сходны с тем, что и для маломощных аппаратов. Единственное отличие может заключаться в необходимости обозначить мощность для каждой из обмоток.

Номинальное напряжение

Если рассматривать исполнения с высшим напряжением, равным 10 кВ, то значения низшего напряжения могут варьироваться в пределах, достаточных для удовлетворения нужд потребителя. Например, большинство аппаратов производятся с НН 0,4 кВ, что позволяет питать приборы напряжением 380 и 220 В.

Смотрим видео, принцип работы и характеристики изделия:

Есть также варианты с более высоким значением НН: 3,15; 6,3; 10,5 кВ. В этом случае аппарат используется в электросетях разного уровня напряжения. Допускается также питание высоковольтного оборудования, например, электроприводов, рассчитанных на 1000 В.

Номинальная мощность и ток

• Трансформатор разнотипный сухой SEA 2500 кВА, равно как и устройства прочих марок, должны соответствовать по значению мощности ГОСТ 9680-77. Чтобы определить величину этого параметра для трехфазного аппарата используется формула:
• где U – напряжение между фазами;
• I – ток фазы.

Отсюда же можно вычислить значения номинальных токов на каждой из обмоток. Мощность при этом будет указываться в ВА. Во избежание перегрузок необходимо, чтобы величина рабочего тока на каждой из обмоток не превышала номинального значения.

Эксплуатация трансформаторов

По мере функционирования таких аппаратов необходимо контролировать уровень нагрева активной части. В некоторых исполнениях может быть предусмотрен температурный датчик. В автоматическом режиме за этим осуществляет контроль ЩТЗТ – щит тепловой защиты сухого разнотипного трансформатора.

Максимальное превышение напряжения – 10% от номинального значения. Уровень подаваемой нагрузки при этом не должен быть выше номинального. Допускаются кратковременные перегрузки оборудования, что не будет способствовать снижению срока службы таких аппаратов.

По мере функционирования требуется производить внешний осмотр аппарата на предмет повреждения изоляции обмоток или соединительных проводов.

Соответственно, такие аппараты можно смело устанавливать в местах большого скопления людей, в частном жилье и прочее.

При выборе следует учитывать основные параметры трансформаторов: номинальные напряжения обмоток, мощность, параметры короткого замыкания и холостого хода. Конечная стоимость исполнений сухого типа будет несколько выше масляных аналогов.

Источник: http://GeneratorVolt.ru/ehlektrogenerator/sukhojj-transformator-i-ego-tekhnicheskie-kharakteristiki.html

Технические характеристики трансформаторов силовых ток

Рациональная схема электроснабжения зависит от технически обоснованного подбора мощности трансформатора, влияющего на эксплуатационные затраты и окупаемость, которая возможна за 6 – 10 лет.

При выборе трансформатора руководствуются следующими критериями:

1. Категория электроснабжения – определяется количество трансформаторов. Объекты категории электроснабжения III – один трансформатор. Объекты II и I категории электроснабжения – два или в некоторых случаях три трансформатора. 
2. Перегрузочная способность – определение мощности трансформатора.
3. Суточный график распределения нагрузок – учет нагрузок по времени и дням в неделю.
4. Экономичный режим работы тр-ра. 

Выбор числа трансформаторов

Однотрансформаторные подстанции используются в двух случаях. Во-первых, для объектов III категории электроснабжения. Во-вторых, для потребителей, имеющих возможность резервирования электроснабжения с помощью АВР (автоматического включения резерва) с другого источника питания.

При питании потребителей I и II категории в аварийном режиме на двухтрансформаторной подстанции после срабатывания АВР целый трансформатор принимает на себя нагрузку неисправного.

Поэтому его перегрузочной способности должно хватить на время замены вышедшего из строя трансформатора. В нормальном режиме трансформаторы работают недогруженными, что экономически нецелесообразно.

Поэтому при аварийной ситуации некоторые потребители III категории электроснабжения отключают от сети.

Перерыв питания объектов II категории ограничен временем в одни сутки. Для восстановления схемы необходим стратегический складской резерв оборудования необходимого для ликвидации аварии. При этом мощность нового трансформатора должна быть идентична заменяемому. Таким образом, сокращается количество резервного оборудования.

Как выбрать силовой трансформатор по мощности

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

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

Поэтому при расчете и выборе мощности силового трансформатора руководствуются графиком среднесуточной и полной активной нагрузки подстанции, а также длительностью максимальной нагрузки.

В зимнее время нагрузка увеличивается за счет включения электрического обогрева, летом – кондиционеров.

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

Вид нагрузки	Интервалы нагрузки (кВ-А) для трансформаторов мощностью (кВ-А)
25	40	63	100	160	250	400	630
Производственные потребители, хоздворы, мастерские по обслуживанию сельскохозяйственной техники, стройцеха, овощехранилища и насосные станции водоснабжения, котельные	до 42	43-68	69-107	108-169	170-270	271-422	423-676	677-1064
Комунально-бытовые потребители — общественные и административные предприятия (школы, клубы, столовые, бани, магазины) в сочетании с жилыми домами	до 44	45-70	71-110	111-176	177-278	279-435	436-696	697-1096
Сельские жилые дома, группы сельских жилых домов (как правило, одноэтажной застройки)	до 45	46-72	73-113	114-179	180-286	287-447	448-716	717-1127
Комунально-бытовые потребители поселков городского типа и городов районного подчинения	до 43	44-68	69-108	109-172	173-270	271-422	423-676	677-1064
Жилые дома, поселки городского типа и города районного подчинения	до 42	43-68	69-107	108-170	171-273	274-427	428-684	685-1077
Смешанная нагрузка с преобладанием (более 60%) производственных потребителей	до 42	43-67	68-106	107-161	162-257	258-402	403-644	645-1014
Со смешанной нагрузкой с преобладанием (более 40%) комунально-бытовых потребителей	до 42	43-68	69-107	108-164	165-262	263-410	411-656	657-1033

• При отсутствии точных сведений активная нагрузка определяется по формуле:
• Sном ≥ ∑ Pmax ≥ Pp;
• Где ∑ Pmax – максимальная активная мощность;
• Pp– проектная мощность подстанции. 

Если график работы подстанции характеризуется кратковременным пиковым режимом мощности – 30 мин или не более 1 часа, то тр-ор будет работать в недогруженном режиме.

Поэтому выгоднее подбирать трансформатор с мощностью, приближенной к продолжительной максимальной нагрузке и полностью использовать перегрузочные возможности трансформатора с учетом систематических перегрузок в нормальном режиме.

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

Коэффициент загрузки всегда меньше единицы. 

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

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

Коэффициент загрузки трансформатора	Вид ТП и характер нагрузки
0,65…0,7	Двухтрансформаторные ТП с преобладающей нагрузкой I категории
0,7…0,8	Однотрансформаторные ТП с преобладающей нагрузкой II категории при наличии взаимного резервирования по перемычкам с другими подстанциями на вторичном напряжении
0,9…0,95	ТП с нагрузкой III категории или с преобладающей нагрузкой II категории при возможности использования складского резерва трансформаторов

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

Нагрузки в долях номинальной по току	Допустимая длительность, мин
Маслонаполненные трансформаторы	Сухие трансформаторы
1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,752,00	— 120 90 70 45 20 10	60 45 32 18 5 — —

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

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

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

kпер = Iэ max / Iном

коэффициент начальной нагрузки 

kн.н. = Iэ.н./ Iном 

Iэ max – эквивалентный максимум нагрузки;

Iэ.н  — эквивалентная начальная нагрузка.

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

Таблица №4 — Перегрузка по времени для масляных трансформаторов

Величина перегрузки, %	30	45	60	75	100
Продолжительность, мин.	120	80	45	20	10

Таблица №5 — Перегрузка по времени для сухого трансформатора

Величина перегрузки, %	20	30	40	50	60
Продолжительность, мин.	60	45	32	18	5

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

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

Выбор силового трансформатора по расчетной мощности

Для выбора используют требования нормативных документов

Таблица №6 — Зависимости коэффициентов допустимой перегрузки масляных трансформаторов для одно, двух и трехтрансформаторных подстанций и коэффициента загрузки в обычном режиме работы

Коэффициент допустимой перегрузки масляного трансформатора, определенный согласно ГОСТ 14209-85	Коэффициент загрузки масляного трансформатора в нормальном режиме
двухтрансформаторная подстанция	трехтрансформаторная подстанция
1,0	0,5	0,666
1,1	0,55	0,735
1,2	0,6	0,8
1,3	0,65	0,86
1,4	0,7	0,93

Производитель электрооборудования, предлагая покупателю трансформатор, предоставляет сведения о разрешенных перегрузках.

По нормам СН 174-75 «Инструкция по проектированию электроснабжения промышленных предприятий» для каждого объекта принимают различные коэффициенты загрузки:

• Двухтрансформаторная подстанция для нагрузки I категории – 0,65 до 0,7.
• Подстанция с одним трансформатором с резервированием для нагрузки II категории – от 0,7 до 0,8.
• Для нагрузки категории II и III с использованием резерва – 0,9-0,95.

Таким образом, можно сделать вывод, что нормальный режим трансформатора – это загруженность на 90 или даже 95%.

Выбор трансформатора по расчетной мощности заключается в сравнении полной мощности объекта (кВА) и интервалами допустимой нагрузки тр-ров для различных типов потребителей в аварийном и нормальном режимах работы. Руководствуются методикой выбора мощности силового трансформатора и нормативными документами.

Нормативные документы по выбору силовых трансформаторов:

1. НТП ЭПП-94. Проектирование электроснабжения промышленных предприятий. Нормы технологического проектирования (РФ, вместо СН 174-75). Указания по выбору числа и мощности тр-ров цеховых ТП – пп 6. 4. 3 – 6. 4. 10

2. Методические указания по выбору мощности силовых трансформаторов 10/0,4 кВ (РФ).

3. ГОСТ 52719-2007. «Руководство по нагрузке силовых масляных трансформаторов».

Источник: https://Transformator-energum.ru/tekhnicheskie-harakteristiki-content230

Сухие трансформаторы

ООО «КПМ» производит сухие трансформаторы на основе оригинальной технологии длительное время. С 2008 года произведено и поставлено на промышленные и энергетические объекты Российской Федереации и стран ближнего зарубежья значительное количество трансформаторов. Накоплен положительный опыт эксплуатации в различных, в том числе неблагоприятных, условиях.

Трансформаторы производятся для сетей напряжением от 0,4 кВ до 35 кВ, мощностью до 16000 кВА.

Назначение

Силовые трансформаторы являются электрическими машинами, предназначенными для преобразования тока и напряжения из сети одного номинала в другую сеть. Принято подразделять силовые трансформаторы на трансформаторы общего и специального назначения.

Сухие трансформаторы общего назначения, в силу своей мощности и класса напряжения, предназначены для распределительных сетей, сетей промышленных предприятий и тяговых подстанций электрифицированного железнодорожного транспорта.

Это, в частности, понижающие трансформаторы, выполняющие преобразование напряжения из большего номинала в меньший и трансформаторы связи, обеспечивающие переток мощности между распределительными сетями разного класса напряжения.

Сухие специальные трансформаторы имеют изменённые характеристики и конструкцию, обеспечивающую их работу в специальных условиях.

К таковым относятся сварочные трансформаторы, преобразовательные трансформаторы для выпрямительных и инверторных установок, разделительные трансформаторы и другие трансформаторы специальной конструкции, в том числе специально производимые по требованиям и спецификации Заказчика.

Конструкция

Конструкция трансформаторов ООО «КПМ» — оригинальная. Разработана с учётом опыта производства и эксплуатации сухих реакторов различного класса напряжения. Главной её особенностью является технология изготовления обмоток.

Общая компоновка трансформатора традиционна для трансформаторов мощностью до 12 МВА. Магнитопровод имеет стержневую конструкцию, шихтованный. Опрессовка выполнена бандажами, а в верхней и нижней части выполнена стяжка ярмом со шпильками. Дополнительные вертикальные шпильки увеличивают общую прочность конструкции для обеспечения её стойкости нагрузкам при транспортировке и эксплуатации.  Обмотки концентрические — обмотка низшего напряжения расположена ближе к стержню, обмотка высшего напряжения расположена снаружи. Магнитопровод выполнен шихтованным из высококачественной электротехнической стали. Сталь холоднокатанная, высококачественная. Бандажи, которыми производится опрессовка стержней, выполняются стеклолентой. Это упругий, прочный и долговечный материал с высокой стойкостью к внешним воздействиям, неэлектропроводящий и немагнитный.

Обмотки трансформатора выполнены цилиндрическими, многослойными, из провода прямоугольного сечения и имеют вертикальные воздушные каналы. Обмотки разделяются на секции горизонтальными промежутками. Между секциями выполняется транспозиция провода для снижения потерь в обмотке и выравнивания потенциалов в паралельных ветвях.

Все электрические соединения выполняются аргонно-дуговой сваркой.

Воздушные каналы обеспечивают эффективную циркуляцию воздуха внутри обмоток и их хорошее охлаждение. За счёт чего удалось повысить перегрузочную способность трансформатора во всех режимах.

Обмотки являются самонесущими: они не нуждаются в несущих конструктивных элементах для обеспечения их прочности, поскольку каждая обмотка в целом представляет собой монолитную конструкцию. Такая конструкция обмоток получила название воздушно-барьерный монолит.

Для изготовления обмоток используется  специальный, прямоугольный, одножильный провод с комбинированной изоляцией, состоящей из полиимидно-фторопластовой (ПМФ) пленки и двух слоев стеклоткани, пропитанных теплостойким, кремнийорганическим лаком, класса нагревостойкости 200 (200°С) по ГОСТ 8865-93.

Пленка ПМФ является основной изоляцией провода и обеспечивает требуемый уровень электрической изоляции. Стеклоткань, пропитанная лаком, играет роль конструкционного и защитного материала. Она образует защитный кожух вокруг проводника в плёнке ПМФ, а также обеспечивает прочное, монолитное сцепление проводников друг с другом.

Стеклоткань долговечна, не подвержена воздействию коррозии и процессу гниения и сохраняет свои механические свойства на протяжении всего срока службы изделия.

Используемый для пропитки лак, обладает отличной клеящей и пропитывающей способностью, цементирующими свойствами. Лак характеризуется высокой теплопроводностью, что обеспечивает хороший отвод тепла от проводников.

Он имеет высокую влаго- и водостойкость, гидрофобен, имеет высокую нагревостойкость, трудногорюч.

В целом, изоляция выдерживает повышенную и пониженную температуру на протяжении длительного времени без изменения  своих свойств,  обладает высокой стабильностью и устойчивостью к  воздействию химических веществ и радиации.

Изоляция обмоток является трудногорючей в соответствии с ГОСТ 12.1.044-89, выдерживает длительное (до 8 минут) воздействие открытым пламенем без возгорания.

По сравнению с уже давно известной воздушно-барьерной изоляцией технология ООО «КПМ» имеет ряд преимуществ:

• Обмотка имеет большую механическую прочность, обеспечивается высокая стойкость к мехническим усилиям при транспортировке и монтаже, а также к динамическим усилиям при прохождении токов короткого замыкания.
• Обеспечивается высокая электрическая прочность изоляции.
• Изоляция обмоток устойчива к воздействию влаги, температуры, агрессивных химических веществ.
• Материалы изоляции обмоток долговечны и практически не меняют своих свойств на протяжении всего срока службы.
• Обмотки трансформатора не могут быть источником возгорания и пожара.

По сравнению с литой изоляцией воздушно барьерный монолит обеспечивает более высокие нагрузочные характеристики трансформатора.

Намотка осуществляется на станках с плавной регулировкой скорости вращения и регулировкой момента вращения на валу двигателя, что обеспечивает высокую повторяемость параметров обмоток.

После намотки и сварки выполняется пропитка обмоток. Пропитка осуществляется путем полного погружения в емкость с кремнийорганическим  компаундом.

Компаунд не выполняет роль межслоевой изоляции, а служит для придания обмоткам монолитности.

После пропитки обмотка помещается в термическую печь, где  в течении 12 часов происходит ее запечка при температуре 160 — 180 °C. Цикл пропитки-запечки  повторяется многократно.

После пропитки и запечки обмотка готова к монтажу на стержень. Для эстетических целей и для защиты от ультрафиолетовых лучей трансформатор красится пожаростойкой эмалью.

Для покраски используется кремнийорганическая электроизоляционная эмаль, которая представляет собой суспензию пигментов в лаке.

После сборки трансформатора, завершающим этапом производства является проведение полного цикла приемо-сдаточных испытаний в собственной электролаборатории.

Оригинальная конструкция трансформаторов обуславливает их отличные эксплуатационные характеристики. В частности нагрузочную способность и нагревостойкость. Данные характеристики весьма важны для сухих трансформаторов, поскольку именно по нагрузочной способности сухие трансформаторы традиционно уступают масляным.

Поскольку ГОСТ Р 54827-2011 «Трансформаторы сухие.  Общие технические условия» и ГОСТ 11677-85 «Трансформаторы силовые. Общие технические условия» не определяют чётких требований к нагрузочной способности сухих трансформаторов, многие производители сухих трансформаторов имеют свои собственные трактовки.

Перегрузка трансформатора по току может возникать по разным причинам. Во всех случаях возникает избыточный нагрев обмоток трансформатора в результате протекания через них тока, превышающий номинальный. Это происходит в следующих случаях:

• При прохождении токов короткого замыкания (КЗ). В этом случае имеет место протекание очень больших токов, которые могут в десятки раз превышать номинальный в течение очень короткого времени (от десятков миллисекунд до 3-4 секунд). Обмотка в этом случае быстро нагревается и затем имеет возможность остыть после отключения КЗ. В этом случае уместно говорить не о нагрузочной способности трансформатора, а о классе нагревостойки изоляции обмоток.

Изоляция провода, используемого для изготовления обмоток трансформаторов ООО «КПМ», имеет отличный показатель нагревостойкости — класс 200 (200 ºС) по ГОСТ 8865-93.

• При колебаниях нагрузки. Для ряда видов нагрузки характерны временные (от нескольких десятков секунд до нескольких десятков минут) увеличения потребляемой мощности. Например, такими режимами являются пуски и самозапуски двигателей. Для управляемых приводов характерным режимом может быть повторно-кратковременный режим. В таких и других подобных режимах может иметь место увеличение токов, протекающих через обмотки трансформатора от нескольких десятков процентов до нескольких крат.
• При аварийном изменении режима сети. В этом случае, возможно временное (в период от нескольких десятков минут до нескольких часов) увеличение нагрузки на трансформатор до полутора-двух раз.

«Правила технической эксплуатации электроустановок потребителя» пункт 2.1.

21 определяет, что допускается кратковременная перегрузка трансформаторов сверх номинального тока при всех системах охлаждения независимо от длительности и значения предшествующей нагрузки и температуры охлаждающей среды.

Это означает, что трансформатор должен выдерживать перегрузку (ток выше номинального) даже в том случае, если до неё от работал длительно при полной нагрузке (100% от номинальной) и при максимальной рабочей температуре окружающей среды.

Ниже приведены показатели нагрузочной способности трансформаторов ООО «КПМ» в сравнении с требуемыми Правилами технической эксплуатации электроустановок потребителя (ПТЭ ЭП).

При нагрузке меньше номинальной и при температуре окружающей среды ниже указанной в таблице, трансформаторы способны выдерживать большие перегрузки.

Трансформатор	Допустимая перегрузка по току сверх номинала, % относительно номинального тока
Длительность:	5 мин.	10 мин.	18 мин.	20 мин.	32 мин.	45 мин.	60 мин.	80 мин.	2 часа	3 часа	24 часа
Масляный, в соответствии с ПТЭ ЭП пункт 2.1.21	—	100%	—	75%	—	60%	—	45%	30%	—	—
Сухой, в соответствии с ПТЭ ЭП пункт 2.1.21	60%	—	50%	—	40%	30%	20%	—	—	—	—
Трансформатор ООО «КПМ» при температуре ОС +20ºС	100%	100%	90%	70%	55%	45%	40%	38%	32%	25%	25%
Трансформатор ООО «КПМ» при температуре ОС +40ºС	100%	100%	60%	57%	38%	30%	27%	23%	20%	20%	20%

Таким образом, сухие трансформаторы ООО «КПМ» существенно превосходят требования, предъявляемые к сухим трансформаторам Правилами технической эксплуатации электроустановок потребителя, и по своей нагрузочной способности сравнимы с масляными трансформаторами.

Источник: https://complectprom.ru/transformers/suhie-transformatory/