Что такое силовой трансформатор, его назначение и конструктивные особенности

Содержание
  1. Что такое силовой трансформатор и его назначение
  2. Принцип действия и режимы работы
  3. Режим холостого хода
  4. Работа при коротком замыкании
  5. Рабочий режим
  6. Выбор группы и схемы соединения обмоток силового трансформатора
  7. Условия эксплуатации
  8. Принятые классификации
  9. Ремонт и защита силового трансформатора тока
  10. Виды конструкций однофазных трансформаторов
  11. Сборка трансформатора
  12. Конструктивные особенности
  13. Назначение силовых вводов
  14. Система отвода тепла
  15. Устройства управления рабочим напряжением
  16. Виды дополнительного оборудования
  17. Разновидности
  18. Режим работы и типы, применяемые на тяговой подстанции
  19. Этапы монтажа
  20. Подготовительный этап
  21. Этап транспортировки
  22. Предмонтажная ревизия
  23. Монтаж оборудования
  24. Пусконаладочные работы
  25. Устройство и принцип действия
  26. Охладители
  27. Индукция
  28. Релейная защита силового трансформатора
  29. Особенности и основные параметры
  30. Российский рынок силовых трансформаторов 1 — 3 габарита
  31. Принятая маркировка
  32. Особенности обслуживания

Что такое силовой трансформатор и его назначение

Это аппарат, преобразующий амплитуду переменного напряжения, оставляя неизменной его частоту. Работа такого устройства основана на принципе электромагнитной индукции. Не будем отвлекаться на его описание, всю подробную информацию можно найти на страницах нашего сайта.

Основная область применения ТТ связана с передачей и распределением электроэнергии, что упрощено на рисунке ниже.

Схема передачи электроэнергии
Схема передачи электроэнергии

Как видно из рисунка, в цепи между генератором и пользователем может быть установлено несколько трансформаторов тока. Первый поднимает напряжение до 110 кВ (чем оно выше, тем меньше потери при передаче на большие расстояния) и подает его на ЛЭП. На выходе из линии устанавливается вторая ПТ на районной станции, откуда осуществляется передача по подземному кабелю на трансформаторную подстанцию, с которой осуществляется питание конечных потребителей.

Трансформаторная подстанция
Трансформаторная подстанция

Принцип действия и режимы работы

Простой трансформатор имеет пермаллой, ферритовый сердечник и две обмотки. Магнитная цепь состоит из ряда лент, пластин или печатных элементов. Он перемещает магнитный поток, генерируемый электричеством. Принцип работы силового трансформатора заключается в преобразовании показателей тока и напряжения с помощью индукции, при этом частота и форма графика движения заряженных частиц остаются неизменными.

В повышающих трансформаторах предполагается более высокое напряжение на вторичной обмотке, чем на первичной обмотке. В понижающих устройствах входное напряжение выше, чем выходное напряжение. Спиральный сердечник помещается в емкость с маслом.

При включении переменного тока на первичной катушке образуется переменное магнитное поле. Он замыкается на сердечнике и влияет на вторичный контур. Электродвижущая сила создается и передается нагрузкам, подключенным к выходу трансформатора. Станция работает в трех режимах:

  1. Минимум характеризуется разомкнутым состоянием вторичной катушки и отсутствием тока внутри обмоток. В первичную батарею поступает электрическая энергия в разряженном состоянии, равная 2-5% от номинала.
  2. Работа под нагрузкой происходит при подключении источника питания и потребителей. Силовые трансформаторы показывают энергию в двух обмотках, работа в таком регулировании обычна для агрегата.
  3. Короткое замыкание, при котором сопротивление вторичной обмотки остается единственной нагрузкой. Режим позволяет выявить потери на нагрев обмоток сердечника.

Режим холостого хода

Электричество в первичной катушке равно величине намагничивающего переменного тока, вторичный ток показывает нулевые значения. Электродвижущая сила исходной катушки в случае ферромагнитного наконечника полностью заменяет напряжение источника, токи нагрузки отсутствуют. В режиме холостого хода обнаруживаются мгновенные потери зажигания и вихревые токи, а также определяется компенсация реактивной мощности для поддержания необходимого выходного напряжения.

В установке без ферромагнитного проводника отсутствуют потери из-за изменений магнитного поля. Ток холостого хода пропорционален сопротивлению первичной обмотки. Способность сопротивляться прохождению заряженных электронов трансформируется путем изменения частоты тока и величины индукции.

Работа при коротком замыкании

На первичную обмотку подается небольшое переменное напряжение, выводы вторичной обмотки закорочены. Индикаторы входного напряжения подбираются так, чтобы ток короткого замыкания соответствовал номинальному или номинальному значению агрегата. Величина напряжения короткого замыкания определяет потери в катушках трансформатора и скорость потока относительно материала проводника. Часть постоянного тока превышает сопротивление и преобразуется в тепловую энергию, сердечник нагревается.

Напряжение короткого замыкания рассчитывается в процентах от номинального значения. Параметр, получаемый при работе в этом режиме, является важной особенностью агрегата. Умножение его на ток короткого замыкания дает потери мощности.

Рабочий режим

При подключении нагрузки во вторичной цепи возникает движение частиц, вызывающее магнитный поток в проводнике. Он направлен от потока, создаваемого первичной обмоткой. В первичной обмотке возникает несоответствие между электродвижущей силой индукции и источником питания. Ток в исходной спирали нарастает до того момента, пока магнитное поле не приобретет свое первоначальное значение.

Магнитный поток вектора индукции характеризует прохождение поля через выбранную поверхность и определяется интегралом по времени индикатора мгновенной силы в первичной катушке. Индикатор сдвинут по фазе на 90 ° с движущей силой. ЭДС, наведенная во вторичной цепи, по форме и фазе совпадает с ЭДС в первичной катушке.

Посмотрите это видео на YouTube
Устройство и принцип работы силовых трансформаторов

Выбор группы и схемы соединения обмоток силового трансформатора

Указанные параметры выбраны таким образом, чтобы исключить возникновение высших гармоник и уравнять нагрузку на стороне ВН с нерегулярной нагрузкой на стороне НН. Конкретная схема и группа определяются исходя из параметров электросети и подключаемой нагрузки. Группу и схему подключения необходимо учитывать при параллельном подключении силовых трансформаторов, так как их совпадение является обязательным условием для параллельной работы.

Условия эксплуатации

ТТ требует высокой степени надежности с высокими значениями напряжения и мощности. Это влияет на качество работы, профилактику. Проводятся плановые работы по правильному и комплексному обслуживанию, ремонту, тестированию, настройке. Трансформаторы и оборудование находятся в местах постоянной службы персонала. Карты ежедневного осмотра, контрольно-измерительные приборы проверяют рабочее состояние электросети, трансформаторов.

Проверяют показания датчиков прибора, измеряют:

  • Температура.
  • Давление.
  • Уровень масла.
  • Скорость исчерпания влагопоглотителей.
  • Состояние регенераторов масла.

датчики управления

Проверяются утечки масла в каркасе трансформатора, внешних панелях, внутренних панелях, механические повреждения в корпусе, фланцевые соединения (масло, охлаждающая жидкость), радиаторы, вентиляторы, участки труб. Контролируется количество работающих вентиляторов, уровень масла в газоанализаторе при определенной нагрузке трансформатора. Каждый режим имеет свое количество работающего оборудования, параметры охлаждающей среды, газа, воды, масла. В устройствах с постоянным персоналом проверки проводятся реже: раз в 30 дней. Обследование внешних распределительных щитов, распределительных щитов, внутренних распределительных щитов, точек трансформации проводится не реже 1 раза в ½ года.

Согласно графику ТО, масло доливают во время ТО, заменяя непригодное трансформаторное масло на новый состав. Качество масла определяется лабораторным химическим анализом. ПУЭ содержит инструкции для трансформаторов, оборудования и критерии для масла, визуальный осмотр и требования к цвету. В аварийных условиях, резком изменении температуры наружного воздуха, проводятся внеплановые проверки.

Защита подлежит проверке. Раз в 365 дней проводится проверка на лабораторный анализ масла. Периодичность технического обслуживания устройств регулирования напряжения силовых трансформаторов связана с проверкой окисления контактов из меди, латуни. Делают профилактику, чистку, смазку, переборку, затяжку динамометрическим ключом для уменьшения переходного сопротивления в контактном узле.

Для смены оксидной пленки 2 раза каждые 365 дней трансформаторы отключают от электричества, их нагрузку доводят до нуля, переключатели несколько раз устанавливают во всевозможные регулируемые положения. Способы смены позиций осуществляются в осенне-зимний переходный период до максимальной нагрузки.

Принятые классификации

Учитывая значительный вес и габариты КТ, для упрощения некоторых работ, связанных с обслуживанием, транспортировкой и проектированием, эти устройства обычно делят на размерные группы. Ниже приведена таблица соответствия.

Таблица размеров ST:

Размерная группа Минимальная мощность (кВ * А) Максимальная мощность

(кВ * А)

UMAX (кВ)
То 10.0 100,0 35,0
II 160,0 630,0
III 1000,0 6300,0
IV-1 10000,0 40,0000,0
IV-2 6300,0 63000,0 110,0
V-1 100 000,0 250.0000.0
V-2 10000,0 250.0000.0 220,0–330,0
VI-1 250 000,0 и более от 330.0 и выше
VI-2 без ограничений по мощности и напряжению

Трансформатор силовой 5-й размерной группы ТРДЦН-63000/220, масса около 130 тонн
Трансформатор силовой 5-й размерной группы ТРДЦН-63000/220, масса около 130 тонн

Помимо общего распределения, ЗБ также классифицируют по следующим показателям:

  • количество фаз (как правило, подстанции оснащаются трехфазными преобразователями);
  • количество обмоток (две или три);
  • функциональное назначение (уменьшение или увеличение амплитуды);
  • исполнение (внутренняя или наружная установка);
  • система отвода тепла (воздух или масло).

Ремонт и защита силового трансформатора тока

отремонтировать силовой трансформатор довольно сложно. Этот процесс не только трудоемкий, но и дорогостоящий. Этот процесс должен выполняться только опытным специалистом. Если в его конструкции есть неправильные соединения, это может поставить под угрозу вашу жизнь. Есть несколько заводов, которые могут это исправить. Вот основные компании, которые могут взять на себя эту работу:

  • Сименс.
  • РАСКРЫТЬ.
  • ABB.

В силовом трансформаторе должна быть предусмотрена дифференциальная защита. Считается более эффективной, чем релейная защита. Чтобы надежно защитить современные силовые трансформаторы, вы можете использовать специальную программу Transformer Designer.

Дифференциальное реле должно сравнивать мощность первичного и вторичного тока. Если в трансформаторе возникает дисбаланс, реле активирует и защищает балласты. Вторичная обмотка должна быть подключена к токовой катушке реле. Защита трансформатора должна быть пропорциональна смещению и / или отклонению дифференциального коэффициента тока.

Самостоятельно намотать трансформатор. Обмотка должна содержать ровный слой обмотки. Провод нужно вывести обратно через розетку. Между слоями обмотки необходимо установить ватные полоски, которые будут использоваться от перегрева. Также можно следить за повышением температуры с помощью специальной жидкости, которая пропитает слой утеплителя. Монтаж силового трансформатора должны производить только опытные электрики. Многие производители трансформаторов опасаются, что смогут самостоятельно определить причину выхода из строя. Неисправность можно определить с помощью релейной защиты.

Виды конструкций однофазных трансформаторов

Конструкция однофазного трансформатора может быть стержневого, броневого или тороидального типа.

конструкция стержневого трансформатора

Однофазный двухобмоточный трансформатор стержневого типа состоит из двух стержней, на которых расположены обе обмотки. Эти стержни соединены стальным ярмом, на котором связаны магнитные потоки двух обмоток.

Однофазный бронированный тип трансформатора представляет собой стержень (сердечник), который как бы бронированный, защищенный с двух сторон ярмом от внешних механических воздействий. Магнитный поток, проходящий через армированное ярмо, вдвое меньше, чем у стержня, поэтому ярма делаются вдвое меньше, что снижает габариты и вес.

Сборка трансформатора

Соберите магнитопроводы сквозных или пакетных трансформаторов.


1 — пластины W-образного профиля, 2 — пластины прямоугольного профиля, 3 — стержневые штифты

Наложенная сборка центральных пластин производится одна за другой, плотно укладывая их в разные места среза полосы. Монтаж и демонтаж такого трансформатора более трудоемок, но он позволяет значительно снизить магнитное сопротивление, снизить реактивные потери из-за вихревых токов и нагрева стали.


цепь на магнитной ленте

Также существуют магнитоленты из холоднокатаной стали как стержневого, так и армированного типа. Магнитная проницаемость трансформаторной холоднокатаной стали больше, чем у горячекатаной, но только в направлении, совпадающем с направлением прокатной стали. В связи с этим такие трансформаторы собирают внахлест, уже из лент разной длины (пакетов), а затем соединяют между собой, предварительно пропитывая их термостойкой краской для изоляции. Особенность таких трансформаторов в том, что они обязательно требуют установки изоляционной прокладки на стыке двух магнитопроводов или изоляции краской. Это предотвращает замыкание пластин, в результате чего не происходит чрезмерного нагрева сердечника трансформатора из-за вихревых токов. Этот нагрев может расплавить сталь в твердую массу.

Мощные силовые трансформаторы часто делают только с основными, поэтому им проще изолировать обмотки более высокого напряжения от более низких.
Трансформаторы малой мощности, сетевые трансформаторы изготавливаются из армированного магнитопровода. Обмотки бронированных трансформаторов расположены на стержне, а не отдельно друг от друга. Как правило, первичная обмотка располагается ближе к сердечнику, а вторичная обмотка наматывается на первую. Первичный и вторичный токи маломощного трансформатора невелики, поэтому усиленной изоляцией можно пренебречь.

Виды трансформаторов
Типы трансформаторов где и для чего они нужны?
Силовые трансформаторы: определение, классификация и принцип действия
Принцип работы и виды трансформаторов
Силовые трансформаторы - устройство и принцип работы
Трансформаторы силовые
Устройство и принцип работы трансформаторов
Принцип работы, устройство и виды трансформаторов
Назначение и принцип работы трансформаторов тока
Трансформаторы силовые

Конструктивные особенности

Несмотря на разнообразие типов КТ, в их конструкцию неизменно входят следующие обязательные элементы:

  • выходы катушек высокого и низкого напряжения (ВН и НН) обычно называют входами мощности;
  • система отвода тепла;
  • устройства, позволяющие регулировать рабочее напряжение;
  • дополнительное оборудование для контроля работы и обслуживания аппарата.

На рисунке ниже показана типичная конструкция ТТ с системой отвода тепла масла.

Конструкция силового трансформатора с масляным охлаждением
Конструкция силового трансформатора с масляным охлаждением

Легенда:

  • А — расширительный бачок, служит для выравнивания уровня масла при изменении его объема из-за колебаний температуры.
  • Б — ввод мощности для ВН.
  • С — вход в РН.
  • D — переключатель рабочего напряжения.
  • Е — радиатор, представляет собой трубку, по которой циркулирует масло.
  • F — корпус, также играет роль масляного резервуара.
  • G и H — катушки ВН и НН.
  • I — магнитопровод.

Рассмотрим теперь подробно назначение основных элементов конструкции.

Назначение силовых вводов

Этот элемент конструкции необходим для подключения питания и нагрузки к ТТ. Их положение может быть как внутренним (закрытые клеммники), так и внешним. Обратите внимание, что первый вариант компоновки используется только в СТ с системой отвода тепла от воздуха.

Изоляция является обязательной, между вводом и корпусом, это может быть масляный барьер, газовая изоляция, ввод конденсатора или она может быть выполнена из непроводящих материалов (фарфор, полимеры и т.д.).

Фарфоровые изоляторы на вводах силовых трансформаторов
Рис. 4. Фарфоровые изоляторы на вводах силового трансформатора

Система отвода тепла

В процессе преобразования электроэнергии часть потерь выделяется в виде тепла, поэтому система его отвода неизменно присутствует в любом ПТ. Для этого мощные устройства оснащены специальной двухконтурной системой, в которой масло охлаждается следующими способами:

  • С помощью радиаторов (см. E на рис. 4), которые обеспечивают передачу тепла вторичной или внешней среде.
  • Корпус цистерны с волнистой поверхностью (применяется в устройствах малой мощности).
  • Монтаж вентиляционного оборудования. Такое решение позволяет увеличить производительность на четверть. Вентиляторы системы принудительного охлаждения CT
    Вентиляторы системы принудительного охлаждения CT
  • Дополнительные системы водяного охлаждения. Это один из самых простых и эффективных способов отвода тепла.
  • Использование специальных насосов, которые циркулируют масло в системе отвода тепла.

Устройства управления рабочим напряжением

В некоторых случаях возникает необходимость увеличить или уменьшить нагрузочное напряжение ТТ; для этого в большинстве конструкций предусмотрен специальный переключатель. По сути, он изменяет коэффициент трансформации, переключаясь на большее или меньшее количество витков в катушках.

Как правило, такие манипуляции проводятся при снятии нагрузки, но есть устройства, позволяющие менять ТТ без отключения потребителей.

Виды дополнительного оборудования

Для обеспечения стабильной работы и обслуживания трансформаторов тока в их конструкцию могут входить следующие устройства, называемые аксессуарами или дополнительным оборудованием:

  • Реле давления газа — это система защиты. Если ТТ переходит в ненормальный режим работы из-за большого тепловыделения, масло разлагается. Этот процесс сопровождается выделением газа. При его быстром образовании срабатывает защита, отключая устройство от источника питания и нагрузки. Если процесс газовыделения идет медленно, срабатывает предупреждение.
  • Тепловые индикаторы показывают нагрев масла в различных узлах системы отвода тепла. Указатель температуры масла
    Указатель температуры масла
  • Осушители. Они используются в масляных системах, которые протекают для отвода тепла, предотвращения образования конденсата.
  • Системы сбора нефти.
  • Датчики давления, если оно превышает определенный порог, автоматически активируется устройство сброса для нормализации.
  • Датчик уровня масла в системе отвода тепла.

Разновидности

Изготовление конструкций силовых трансформаторов предполагает использование различных технологий. В процессе создания представленного оборудования используется несколько диэлектрических компонентов. Некоторое оборудование обеспечивает охлаждение и электрическую защиту.

Для маломощных разновидностей используется диэлектрический состав или специальная бумага, покрытая электрокраской. Средние и мощные агрегаты включают в себя основные части, такие как нефть, газ SF6. Производство такого оборудования требует специальной изоляции обмоток.

Помимо приведенной выше классификации, существует еще несколько основных категорий объектов:

  • Количество фаз. Есть трехфазные и однофазные типы устройств.
  • Тип исполнения. Использованное, сухое масло и приборы с жидким диэлектрическим веществом.
  • Климатическое исполнение. Внутренние и внешние установки.
  • Количество обмоток. Есть модели с двумя и более катушками.
  • Сфера. Для понижения или увеличения напряжения.
  • Возможность регулирования напряжения. Используются светильники с регулировкой и без.

Производство такого оборудования позволяет создавать заводы мощностью от 4 кВА до 200 тыс. КВА (и более). В этом случае получается уровень напряжения на обмотках выше 330 кВ.

Всего существует девять групп оборудования. В первую входят устройства с напряжением не более 35 кВ и мощностью 4–100 кВА. В восьмой входят устройства мощностью более 200 тыс. КВА и напряжением 35–330 кВ. Есть и более мощное оборудование. Относится к девятой категории.

Режим работы и типы, применяемые на тяговой подстанции

Трансформаторы для тяговых подстанций переменного тока делятся на группы по условиям эксплуатации.

Устройство, установленное на железных дорогах:

  • Служба поддержки.
  • Без выхода.
  • Средний.

Поддерживающие устройства используются для питания других объектов. Тупики питаются электричеством от соседних трансформаторов, промежуточные устанавливаются между двумя соседними подстанциями.

Специальные типы используются для городского транспорта. Первая группа устройств требует регулярного обслуживания. Второй работает полностью автоматически. Работа трансформаторов третьего типа регулируется по технологии дистанционного управления, поэтому обслуживание таких устройств не требует работы обслуживающего персонала.

Продукция Metro:

  • Тяга.
  • Вниз.
  • Снижение тяги.

Нижние питаются электричеством от городских сетей. Понижение снижает напряжение до 400-220 вольт, питает электростанции и освещение. Подстанции снижают напряжение до необходимого уровня.

Этапы монтажа

Сборка и установка блока трансформации — трудоемкий, долгий и кропотливый процесс, в котором задействованы квалифицированный персонал и специальное оборудование. Рассмотрим 5 этапов работ по устройству и установке на примере силового трансформатора в масляной ванне.

Подготовительный этап

  1. В первую очередь оборудуют фундамент — они служат своеобразной опорой, защищая устройство от затопления. Под фундаментом следует предусмотреть резервуар для сбора масла — в случае аварии и повреждения кожуха масло потечет в резервуар и оно не сможет воспламениться.
  2. готовится смотровая площадка: здесь силовой трансформатор осмотрят, отапливают и собирают непосредственно перед установкой.
  3. Проверяют готовность и работоспособность подъемного оборудования: манипулятора кранов, лебедок и т.д. При необходимости расчищают подъездные пути к локации.
  4. Подготовьте охлаждающую жидкость, резервуары к ее хранению и испытаниям масла. На этом этапе проверяются основные параметры масляной жидкости: они должны соответствовать нормам, указанным в технической документации на силовой трансформатор.

Этап транспортировки

Способ транспортировки устройства будет зависеть от его размера. Крупногабаритные силовые трансформаторы весом более 90 тонн транспортируются частично в разобранном виде — для удобства допускается демонтаж расширителей, вводов, выхлопных труб и фильтров.

Если агрегат весит менее 90 т и не создает дискомфорта при погрузке, его допустимо транспортировать в сборе с баком, частично заполненным маслом.

Компактные силовые трансформаторы поставляются в готовом виде с полным объемом хладагента. Сразу после доставки на строительную площадку их можно подключить к электросети и провести пуско-наладочные работы, минуя этап кропотливой сборки.

Чаще всего для перевозки товарных единиц выбирают автомобильный транспорт как наиболее удобный и экономичный. Трансформаторы рекомендуется перевозить на большие расстояния по железной дороге или по морю.

Устройства, поддерживающие номинальное напряжение выше 35 кВ, можно устанавливать открыто. Для питания жилых помещений часто используются закрытые типы установки, когда трансформатор размещается в бетонной конструкции, отдельном помещении или металлическом киоске.

Устройство устанавливается в подготовленную камеру с помощью лебедок, шкивов или кранов. Крюки, приваренные к стенкам резервуара, используются для погрузки и разгрузки. Если проектом не предусмотрено наличие роликов, то агрегат ставят прямо на оборудованный фундамент, подключая корпус к сети заземления.

Предмонтажная ревизия

Непосредственно перед установкой все узлы и детали силового трансформатора подлежат обязательному осмотру. Установщики проверяют:

  • герметичность маслобаков;
  • отсутствие повреждений корпуса и отдельных элементов;
  • наличие пломб на люках и кранах;
  • качество охлаждающей жидкости;
  • функциональность приводов, переключателей и контакторов;
  • эксплуатация встроенных трансформаторов тока;
  • состояние расширителя, выхлопной трубы и термосифонного фильтра;
  • входы напряжения;
  • работа систем защиты и сигнализации.

также необходимо позаботиться о средствах обеспечения пожарной безопасности: их достаточном количестве и соблюдении сроков годности.

Монтаж оборудования

Компактные силовые трансформаторы проще всего установить, так как их не нужно собирать после транспортировки. Установки большой мощности уже собираются на месте в определенной последовательности. Крепится к телу поэтапно:

  • радиаторы;
  • расширитель с газомасляным реле;
  • фильтры;
  • входы;
  • вспомогательные трансформаторы для приборов;
  • устройства управления.

После проверки параметров изоляции и герметичности прокладок бак заливается трансформаторным маслом. Силовой трансформатор не может оставаться без масла долгое время: максимум 3 месяца после доставки устройства в конструкцию бак необходимо заполнить. Маслоохладитель оставляют на 12 часов, после чего проверяют уровень жидкости и при необходимости доливают.

На завершающем этапе монтажа мастера подключают провода, шины к электрооборудованию и проводят заземление.

Пусконаладочные работы

По окончании монтажа подстанции бригада электриков проводит инспекционные испытания силового трансформатора и приемочная комиссия выдает разрешение на ввод станции в эксплуатацию.

При первом запуске установка может проработать 30 минут, после чего оценивается уровень нагрева отдельных элементов, наличие посторонних шумов, трещин на корпусе, сколов на изоляторах и других отклонений в процессе эксплуатации. Если дефектов не обнаружено, проводят еще 3-4 функциональных теста, затем трансформатор переводят в нормальный режим работы.

Устройство и принцип действия

Чтобы понять, как работает такое устройство, необходимо изучить его комплектацию. Устройство силового трансформатора включает в себя как основные части, так и дополнительные части.

Тип устройства трансформатора напряжения питания
Устройство трансформатора

Первые:

  • Магнитная цепь;
  • 2 или 3 обмотки;
  • Расширитель;
  • Рамка;
  • Входы;
  • Изоляционные элементы.

Магнитопровод выглядит как электромеханическая стальная система. Эта часть устройства силового трансформатора служит основой для крепления различных деталей. Обмотки являются частью электрической цепи. Они сделаны из проволоки и изоляции. Кабель может быть медным или алюминиевым. Конструктивно обмотки представляют собой последовательные катушки. Их фазы можно соединить двумя способами:

  • в виде треугольника;
  • звезда.

Магнитопровод с обмотками находится в резервуаре минерального масла. Эта конструкция называется силовым трансформатором. Может комплектоваться радиатором для отвода тепла. Некоторые модели таких устройств также имеют в своей конструкции системы защиты. Оборудование этого класса обычно устанавливается на открытом воздухе.

Принцип работы силового трансформатора основан на физическом законе электромагнитной индукции. Это так. При подключении обмотки устройства к сети создается магнитный поток. Он наводит электромагнитное поле в другой обмотке устройства. Такой принцип работы объясняется наличием в устройстве магнитной муфты.

Охладители

Обязательный элемент конструкции любого силового трансформатора. Большое количество электроэнергии, проходящей через трансформатор, преобразуется в тепло. Специальная двухконтурная система, заполненная маслом, требует регулярного охлаждения.

Для этих целей используются различные приспособления:

  • радиаторы. Конструктивно охладитель состоит из металлических пластин различной конфигурации, обладающих хорошей теплопроводностью, через которые тепловая энергия отводится в атмосферу или вторичную охлаждающую среду;
  • гофрированный резервуар. Универсальный прибор для установок малой мощности. Конструктивно он объединяет радиатор и масляную емкость. Отвод тепла осуществляется благодаря внешней и внутренней гофрированной поверхности;
  • принудительная вентиляция. Навесные вентиляторы используются для трансформаторов большой мощности. Благодаря постоянному принудительному охлаждению можно увеличить производительность системы до 20-25%;
  • водомасляные чиллеры. Сегодня такие комбинированные конструкции используются все чаще благодаря простоте и высокой эффективности;
  • циркуляционные насосы. Устройство гарантирует регулярное движение горячего масла в нижнем контуре, заменяя его холодным.

Индукция

Чтобы понять, как работает силовой трансформатор, необходимо понять концепцию индукции. Именно на нем основана львиная доля современной электроники. Суть этого явления в том, что при прохождении через проводник ток создает переменное электрическое поле. Движение электронов, в свою очередь, порождает переменное магнитное поле, которое при попадании в другой проводник создает переменное электрическое поле.

То есть, если вы поместите два проводника рядом друг с другом, и один из них подключен к источнику тока, а другой не подключен, электричество будет течь в оба проводника. Кроме того, во втором проводнике направление тока будет противоположным направлению тока в исходной версии.

Свойство индукции используется довольно часто: в усилителях, передатчиках и, конечно же, в школьных экспериментах

Релейная защита силового трансформатора

Особенности и основные параметры

Устройство и установка силовых трансформаторов предполагает размещение станции на специально подготовленной стационарной площадке. Фундамент конструкции должен быть прочным. В этом случае катки и рельсы можно монтировать на земле.

Электрические системы расположены внутри металлического корпуса. Он выполнен в виде герметичного резервуара. Внутренние системы закрываются крышкой. Чаще всего используются разновидности масла. У них есть особые технические характеристики. Внутри коробки этого агрегата находится масло особого сорта. Обладает особыми диэлектрическими свойствами. Масло отводит избыточное тепло от частей системы по мере увеличения текущей нагрузки. Однако есть и другие варианты систем охлаждения.

Основными характеристиками, влияющими на работу системы, являются:

  • Количество катушек и тип их подключения.
  • Власть.
  • Значение напряжения на обмотке.

Сегодня в системах электроснабжения различных объектов чаще встречаются агрегаты с двумя трехфазными обмотками. Однофазные системы используются только для домашней сети. Трехфазный силовой трансформатор чаще встречается в сетях электросвязи.

Система регулирования бывает двух типов. В первом случае перед настройкой нужно выключить питание, а во втором — нет. Регулировка производится со стороны обмотки высоковольтного типа. По нему движется меньший ток. Этот тип регулировки позволяет выполнять точную регулировку.

Конструкция сброса нагрузки проще. Однако предел его изменения невелик. Для регулировки требуется полное отключение устройства от сети.

Российский рынок силовых трансформаторов 1 — 3 габарита

Сегодня в России и странах СНГ и в Таможенном союзе действуют 25 заводов по производству силовых трансформаторов I-III габаритов, которые выпускают масляные и сухие трансформаторы различных типов, а именно:

Расположение завода Всего 25

ХК «Элеттрозавод» г. Москва
«Трансформатор Тольятти» забрать
ГК «Самара-Электрощит ТМ» самара
«Электрический щит» чехов, Московская обл
Группа компаний СВЭЛ г. Екатеринбург
«Уралэлектротяжмаш-Гидромаш» г. Екатеринбург
Альттранс барнаул
«БирЗСТ» биробиджан, Еврейская автономная область
«Подольский обогатительный комбинат» подольск, Московская обл
«Электрофизика» санкт-Петербург
МЕТЦ им. И. Н. Козлова минская РБ
«ZZZ» запорожье, Украина
«Укрэлектроаппарат» хмельницкий, Украина
«Завод МГТ» запорожье, Украина
АО «ТЖ» кентау РК
«Завод NVA» рассказово
«Люберецкий завод« Монтажавтоматика» люберцы, Московская обл
«Реж трансформатор» г.Реж
«Энергосапкасто» чебоксары
«ТМС Элетро» чехов, Московская обл
Славэнерго

ярославль

«КПМ» санкт-Пьетробурго;
«Инвертор» оренбург
«Производственная компания« Русский трансформатор» лыткарино, Московская обл
Группа компаний «Руселт», ОАО «Электромаш тула

Рынок силовых трансформаторов в России объединяет предприятия-потребители совершенно разных объемов и характера производства. Поскольку силовые трансформаторы относятся к товарам производственно-технического назначения (ПТН), целесообразно сегментировать рынок силовых трансформаторов по производственно-экономическим характеристикам. При этом четко выделяются следующие шесть групп потребителей:

  1. Производственные предприятия (ГЭС, ТЭЦ, ТЭЦ, ГРЭС, ГАЭС, АЭС). Объекты Федеральной сетевой компании (подстанции магистральных электрических сетей).
  2. Компания региональной торговой сети.
  3. Промышленные предприятия различных отраслей (заводы, фабрики, комбайны, другие предприятия, в том числе горнодобывающие, газодобывающие). Сельскохозяйственные предприятия и садоводческие объединения. Объекты Минобороны РФ.
  4. Нефтедобывающие компании.
  5. Объекты жилищно-коммунального хозяйства, транспортной и социальной инфраструктуры (жилые кварталы, школы, торговые центры, больницы, аэропорты, автомагистрали, автомагистрали, речные и морские порты, речные терминалы, водонасосные станции, очистные сооружения и др.). Муниципальные электросетевые компании.
  6. Сооружения железнодорожного транспорта (тяговые подстанции, станции, вокзалы).

Эта сегментация также соответствует схеме транспортировки электроэнергии от генерирующих компаний к потребителям. Подробный анализ рынка представлен в книгах «Экспертный анализ рынка силовых трансформаторов в России. Часть 1: 1-3 измерения» и «Экспертный анализ рынка силовых трансформаторов в России. Часть 2; Размер 4-8»

Принятая маркировка

Буквенно-цифровые обозначения CT выполнены в соответствии со следующим рисунком.

Маркировка силового трансформатора
Маркировка силового трансформатора

Легенда:

  1. Указывается тип устройства. Возможны варианты «А», «L», «E» или отсутствие символа, что соответствует автотрансформаторному, линейному или печному устройству. Отсутствие символа указывает на обычный ТТ.
  2. «О» или «Т» соответствуют однофазному или трехфазному аппарату.
  3. Используемый вариант теплоотвода (для масляных систем), возможные варианты:
  • М — принудительные системы не используются.
  • D — выполняется принудительная подача воздуха.
  • DC: принудительный поток воздуха с ненаправленной циркуляцией.
  • НЦ — прямое циркуляционное водомасляное охлаждение.
  • В — водомасляное охлаждение с ненаправленной циркуляцией.
  1. Индикация мощности в кВ * А.
  2. Допустимый уровень ВН (кВ).
  3. Вариант исполнения (наружное или внутреннее размещение, особые климатические условия и т.д.)

Особенности обслуживания

ПТ являются важными звеньями в схемах передачи электроэнергии, от них зависит работа всей системы. Для обеспечения надежности и безотказной работы этих устройств требуется регулярное обслуживание обученным и уполномоченным персоналом.

Если оборудование используется там, где ожидается дежурство штатного персонала, в их обязанности входит проведение регулярных проверок, при которых снимаются показания устройств, характеризующие текущее состояние СТ. Регламент требует проверки:

  • Показания уровня масла в системах отвода тепла.
  • Состояние осушителей.
  • Работа системы сбора нефти.
  • Состояние внешней оболочки аппарата и его основных узлов.

При обнаружении отклонения от нормы, пятен, повреждений или других признаков, свидетельствующих о ненормальной работе контролируемых устройств, персонал должен принять меры, предусмотренные инструкцией.

Для автономного оборудования, для эксплуатации которого не требуется присутствие дежурного персонала, необходимо ежемесячно проводить технический осмотр. Что касается трансформаторных подстанций, то для них этот тариф снижен до шести месяцев.

При нехватке масла в системе отвода тепла долить, а при несоблюдении норм — полную замену. Определить необходимость замены масла можно по его цвету.

Повышение температуры в помещении подстанции может свидетельствовать о ненормальной работе оборудования. При обнаружении прямых или косвенных признаков ненормальной работы ТТ назначается внеплановый осмотр с проверкой общего состояния элементов защитных устройств.

По правилам эксплуатации необходимо один раз в год брать пробу масла на лабораторный анализ. То же действие предписано при капитальном ремонте.

Также во время обслуживания необходимо периодически регулировать рабочее напряжение. Необходимость в этом обусловлена ​​тем, что со временем контакты из латуни и меди покрываются оксидной пленкой, что приводит к увеличению переходного сопротивления. Во избежание этого каждые шесть месяцев с ТТ снимаются нагрузка и источник питания, после чего регулятор напряжения переключается во все положения. Рекомендуется повторить процедуру несколько раз, прежде чем вернуться в исходное положение.

Источники

  • https://www.asutpp.ru/silovye-transformatory.html
  • https://odinelectric.ru/equipment/ustrojstvo-silovyh-transformatorov
  • https://ElectroInfo.net/transformatory/kak-ustroen-silovoj-transformator-i-gde-ego-primenjajut.html
  • https://OFaze.ru/elektrooborudovanie/silovoj-transformator
  • https://lightika.com/osveshhenie/ustroystvo-i-princip-raboty-transformatora.html
  • https://oooevna.ru/silovye-transformatory-ustrojstvo-i-princip-dejstvia/
  • https://elprocom.ru/article/silovye-transformatory-ustroystvo-vidy-montazh-diagnostika-obsluzhivanie
  • http://GeneratorVolt.ru/ehlektrogenerator/ustrojjstvo-i-princip-raboty-silovogo-transformatora.html
  • https://principraboty.ru/princip-raboty-silovogo-transformatora/
  • https://ProTransformatory.ru/vidy/silovye

Оцените статью
Блог о трансформаторах
Adblock
detector