Принцип работы масляных трансформаторов

       Масляный трансформатор ТМ или ТМГ – электрический агрегат, состоящий из двух или более обмоток. Основная задача этого устройства – преобразование электрического тока. Предельная частота в этом случае не изменяется. Процесс преобразования происходит электромагнитной индукцией.

     Трансформаторы – вторичный источник питания. Они обеспечивают подачу энергии от электросети. Масляный тип трансформатора имеет ряд отличий. Их выпускают различных размеров, что делает возможным их размещение в любом помещении и на открытом пространстве. 

  Силовой трансформатор ТМ с заливкой масла в своей работе использует маслорасширитель, который компенсирует нагревание масла в процессе эксплуатации. Самой главной частью является воздухоочиститель, который способствует защите от попадания инородных тел в бачок с маслом. Также такой тип трансформатора обязательно должен иметь термометр, определяющий уровень нагрева жидкости. Эти устройства имеют отличные показатели надёжности, что является главным свойством в энергосети.

     Однако в последнее время широкое распространение получили трансформаторы ТМГ, ввиду своей неприхотливости в обслуживании. Эти и многие другие свойства, обеспечивают высокие показатели надёжности, так же они позволяют существенно уменьшить надзор за ними. При условии соблюдения рекомендаций и инструкций завода производителя ТМГ могут прослужить более тридцати лет и ни разу не требовать технического вмешательства, что безусловно является существенным плюсом в решение о покупке.

     Силовые трансформаторы масляного типа пользуются огромной популярностью во всём мире. Связано это с их не очень сложным устройством, а чем проще устройство, тем меньше вероятность поломки. Высокая износоустойчивость достигается благодаря погружению обмотки в трансформаторное масло, это обеспечивает высокую степень защиты от внешних факторов.

Критерии выбора трансформаторов

   Существует несколько аспектов, которые должны быть учтены при использовании силового оборудования. На выбор модели трансформатора влияют условия его потенциальной эксплуатации и в частности:

• сфера применения;
• место установки;
• суммарная мощность потребителей.

     Рассмотрим специфику выбора с учетом каждого из них. Одним из главных параметров является сфера применения. Ориентируясь на нее нужно определиться с такими характеристиками, как:

• мощность, она должна соответствовать предполагаемым нагрузкам и позволять агрегату справляться с перегрузками;
• возможность эксплуатации прибора при росте нагрузки;
• стоимость и срок службы.

      Однако выбирая трансформатор нужно уметь правильно определять его основные параметры:

• первичное и вторичное напряжение;
• частоту тока;
• фазность;
• нагрузку;
• способ расположения;
• особенности размещения.

      Но кроме всего выше сказанного, должен учитываться и функционал агрегата, а также его непосредственное назначение. Для защиты от скачков в сети выбирают агрегат, не отличающийся высокой точностью, но обладающий необходимыми функциями. Наибольшей популярностью в последнее время пользуются сухие трансформаторы, они часто используются вместо ТМГ и имеют большое количество плюсов.

Конструкция трансформатора

  Основой конструкции трансформатора служит активная часть, состоящая из магнитопровода с расположенными на нем обмотками низшего напряжения и высшего напряжения, отводов и переключающего устройства.

       Магнитопровод, набранный из отдельных тонких листов специальной трансформаторной стали, изолированных друг от друга покрытием, состоит из стержней, верхнего и нижнего ярма. Такая конструкция способствует уменьшению потерь на нагрев от перемагничивания (гистерезис) и вихревых токов.

     Соединительные провода, идущие от концов обмоток и их ответвлений, предназначенные для регулирования напряжения, называют отводами, которые изготавливают из неизолированных медных проводов или проводов, изолированных кабельной бумагой либо гетинаксовой трубкой.

  Переключающее устройство служат для ступенчатого изменения напряжения в определенных пределах, поддерживания номинального напряжения на зажимах вторичной обмотки при изменении напряжения на первичной или вторичной обмотке. С этой целью обмотки ВН трансформаторов снабжают регулировочными ответвлениями, которые подсоединяют к переключателям.

      Необходимость регулирования вызвана тем, что в электросистемах возможны различные отклонения от нормального режима электроснабжения, приводящие к неэкономичной работе приемников, преждевременному износу и сокращению сроков их службы.

     В трансформаторах могут быть два вида переключений ответвлений: под нагрузкой — РПН (регулирование под нагрузкой) и без нагрузки после отключения трансформатора — ПБВ (переключение без возбуждения). С помощью ПБВ и РПН можно поддерживать напряжение, близким к номинальному во вторичных обмотках трансформаторов.

       В расширительный бак погружена активная часть, представляет собой стальной резервуар кубической формы, заполненный трансформаторным маслом. Масло, являясь охлаждающей средой, отводит теплоту, выделяющуюся в обмотках и магнитопроводе, и отдает ее в окружающую среду через гофропанели, стенки и крышку бака. Кроме охлаждения активной части трансформатора масло повышает степень изоляции между токоведущими частями и заземленным баком. У верхнего торца бака к его стенкам приваривают раму из угловой или полосовой стали, к которой крепят крышку на прокладках из маслоупорной резины.

   Виды трансформаторов

       Силовые трансформаторы предназначены для преобразования переменного тока одного напряжения в переменный ток другого напряжения. Существуют трансформаторы двухобмоточные и трехобмоточные. Последние кроме обмотки НН и ВН имеют обмотку СН (среднего напряжения). Трехобмоточный силовой трансформатор позволяет снабжать потребителей электроэнергией разных напряжений.

    Обмотка, включенная в сеть источника электроэнергии, называется первичной, а обмотка, к которой присоединены электроприемники — вторичной. В рассматриваемых распределительных устройствах и подстанциях промышленных предприятий применяют трехфазные двухобмоточные понижающие трансформаторы, преобразующие напряжение 6 и 10 кВ в 0,23 и 0,4 кВ.

    В зависимости от изолирующей и охлаждающей среды различают трансформаторы масляные ТМГ и сухие ТСЛ. В масляных основной изолирующей и охлаждающей средой являются трансформаторные масла, в сухих — воздух или твердый диэлектрик.

       В специальных случаях применяют трансформаторы с заполнением баков негорючей жидкостью — совтолом. Однако, в настоящее время, совтол считается очень ядовитым и опасным для человека и окружающей среды. По этой причине, применяют негорючий жидкий диэлектрик растительного происхождения. Такие трансформаторы ТНГ применяют там где необходимо совместить надежность маслонаполненного и безопасность сухого трансформаторов.

Контрольно-измерительные приборы

        Для измерения температуры верхних слоев масла на крышке монтируют ртутные или спиртовые термометры со шкалой от 0 до 150° С или термометрические электроконтактные сигнализаторы со шкалой от 0 до 120° С. Последние снабжены двумя передвижными контактами, которые можно установить на любую температуру в пределах шкалы.

      Первый контакт, будучи включенным в сигнальную цепь, при определенной температуре масла дает сигнал; в случае дальнейшего повышения температуры масла второй контакт, соединенный с реле, отключает трансформатор. На трансформаторах мощностью 6300 кВА и выше установлены термометры сопротивления.

        На герметичных трансформаторах (ТМГ, ТМГФ, ТНГ, ТНГФ) мощностью выше 1000 кВА может быть установлен мановакууметр. Мановакуумметр — это прибор, с помощью которого производят измерение избыточного давления и разряжения рабочей среды.  

         В свою очередь, на негерметичных трансформаторах (ТМ, ТМФ) мощностью 1000 кВА и более, имеющие расширитель, снабжают газовым реле, которое реагирует на повреждения внутри бака трансформатора (электрический пробой изоляции, витковое замыкание, местный нагрев магнитопровода), сопровождающиеся выделением газа или резким увеличением скорости перетекания масла из бака в расширитель. 

    Для сушки и очистки увлажненного и загрязненного воздуха, поступающего в расширитель при температурных колебаниях масла, все трансформаторы снабжены воздухоочистительным фильтром — воздухоосушителем, который представляет собой цилиндр, заполненный силикагелем и размещенный на дыхательной трубке расширителя.