Слайд 1Трансформаторы Автотрансформаторы
классификация,
режимы работы,
технологии изготовления
Слайд 4Регулирование коэффициента трансформации без возбуждения (ПБВ) и под нагрузкой
(РПН)
Слайд 9Нормальные условия работы
Высота установки над уровнем моря - не
более 1000 м,
(для трансформаторов 750-1150 кВ -
не более 500 м);.
Среднесуточная температура воздуха - не более 30 °С,
среднегодовая температура воздуха - не более 20 °С.
ПРИМЕЧАНИЕ
По заказу потребителя должны изготавливаться трансформаторы для следующих условий:
высота установки над уровнем моря для трансформаторов классов напряжения до 500 кВ - от 1000, но не более 3500 м;
При температуре охлаждающей среды (воздуха или воды), отличающейся от среднесуточной и среднегодовой, при выборе номинальной мощности трансформатора должна быть учтена температура охлаждающей среды в соответствии с инструкцией по эксплуатации.
Слайд 10Основные каталожные данные трансформатора (пример)
ТРДЦН-63000/110
(Т) - трехфазный
(Р)
- расщепленная обмотка НН
(ДЦ) - охлаждение масла дутьем с принудительной
циркуляцией масла
(Н) - регулирование коэффициента трансформации под нагрузкой (РПН)
63000 – номинальная мощность (кВА)
110 – класс напряжения обмотки ВН (кВ)
Uвн ном =115кВ
Uнн ном =6,3/10,5кВ
Yn/D-11 – схемы соединения обмоток ВН/НН, группа 11
DКт = ±9х1,78%, РПН в нейтрали обмотки ВН (возможна установка РПН на линейном выыоде)
Слайд 11Основные каталожные данные автотрансформатора (пример)
АТДЦТН-63000/220/110
(А) -автотрансформатор
(Т) - трехфазный
(ДЦ)
- охлаждение масла дутьем с принудительной циркуляцией масла
(Т) - трехобмоточный
(Н) - регулирование коэффициента трансформации под нагрузкой (РПН)
63000 – номинальная мощность (кВА)
220/110 – класс напряжения обмоток ВН/СН (кВ)
Uвн ном =230кВ
Uсн ном =121кВ
Uнн ном =10,5кВ
(Sнн ном = 0,5 SАт ном)
Yn/Yn/D 0-11 – схемы и группа соединения обмоток ВН/СН/НН,
DКт = ±6х2%,
РПН на стороне СН (возможна установка РПН в нейтрали)
Слайд 12
Соответствие обозначений систем охлаждения трансформаторов (Россия)-МЭК
масляного - с
естественным охлаждением
(М) - ONAN,
масляного - с
вентиляцией (дутьем)
(Д) - ONAF,
масляного с дутьем и принудительной циркуляцией масла
(ДП или ДЦ) - OFAF,
масляного - с циркуляцией масла через водоохладитель
(МВ или МЦ) - OFAN,
масляного – с принудительной циркуляцией масла через водоохладитель
( Ц) - OFWF.
сухого, с естественным воздушным охлаждением (С) – AN
сухого, в защитном кожухе, герметичного (СЗ ,СГ) – ANAN
сухого, с вентиляцией (СД) - ANAF
Слайд 13Номинальная мощность трансформатора
Мощность, на которую может быть нагружен трансформатор непрерывно
в течение всего срока службы (не менее 20 лет) при
нормальных температурных условиях охлаждающей среды.
Согласно ГОСТ 14209-85 и 11677-85 нормальные температурные условия соответствуют среднегодовой температуре охлаждающей среды 20°С.
При изменении температуры изоляции на 6°С от среднего ее значения (85 °С) при номинальной нагрузке, срок службы изоляции изменяется вдвое (сокращается при повышении температуры или увеличивается при ее понижении).
Слайд 14Режим систематических нагрузок
Режим циклических нагрузок, в течение части цикла
которого температура охлаждающей среды может быть более высокой и ток
нагрузки превышает номинальный.
С точки зрения термического износа такая нагрузка эквивалентна номинальной нагрузке при номинальной температуре охлаждающей среды.
Термический износ, эквивалентный номинальнымым условиям эксплуатации, достигается за счет понижения температуры охлаждающей среды или тока нагрузки в течение остальной части цикла.
При планировании нагрузок этот принцип может быть распространен на длительные периоды (процент увеличения за процент снижения).
Слайд 15Перегрузка трансформатора
Перегрузка трансформатора - нагрузка, при которой расчетный износ изоляции
обмоток, соответствующий установившимся превышениям температуры, превосходит износ, соответствующий номинальному режиму
работы.
Перегрузки трансформатора могут быть аварийные и систематические.
Перегрузочную способность трансформатора определяют в зависимости от заданного графика нагрузки (реальный или расчетный) потребителя .
Слайд 16Режим продолжительных аварийных перегрузок
Режим циклических нагрузок, возникающий в результате продолжительного
выхода из строя некоторых элементов сети, которые могут быть восстановлены
только после достижения постоянного значения превышения температуры трансформатора.
Это не обычное рабочее состояние, однако может длиться в течение недель или даже месяцев и вызывать значительный термический износ.
Слайд 17Режим кратковременных аварийных перегрузок
Режим чрезвычайно высокой нагрузки, вызванный непредвиденными воздействиями,
которые проводят к значительным нарушениям нормальной работы сети, при этом
температура наиболее нагретой точки проводников достигает опасных значений.
Однако, на короткий период времени этот режим может быть предпочтительнее других.
Допустимая продолжительность такой нагрузки меньше тепловой постоянной времени трансформатора и обычно продолжительность перегрузки составляет менее получаса.
Слайд 18Допустимая аварийная перегрузка масляных трансформаторов ( ГОСТ 14209-85, 11677-85)
с естественной
циркуляцией масла (М),
с естественной циркуляцией дутьем (Д),
с дутьем и
принудительной циркуляцией масла (ДЦ),
с принудительной циркуляцией масла через водоохладитель ( Ц),
при первоначальной нагрузке не более 0,8*Sном допускается перегрузка (%) :
40 % в течение 6 часов при температуре охлаждающего воздуха не более чем + 20°С
30 % в течение 4 часов при температуре охлаждающего воздуха + 30°С.
Слайд 20 Допустимая перегрузка сухих и масляных трансформаторов (ПТЭ)
Для масляных и
сухих трансформаторов, а также трансформаторов с жидким негорючим диэлектриком допускаются
систематические перегрузки, значение и длительность которых регламентируются инструкциями заводов-изготовителей.
В аварийных режимах допускается кратковременная перегрузка трансформаторов сверх номинального тока при всех системах охлаждения независимо от длительности и значения предшествующей нагрузки и температуры охлаждающей среды в следующих пределах:
Масляные трансформаторы:
перегрузка по току, % 30 45 60 75 100
длительность перегрузки, мин. 120 80 45 20 10
Сухие трансформаторы:
перегрузка по току, % 20 30 40 50 60
длительность перегрузки, мин. 60 45 32 18 5
При номинальной нагрузке трансформатора температура верхних слоев масла должна быть не выше 70-95 С (в зависимости от системы охлаждения).
Слайд 21
Допустимые аварийные перегрузки трансформаторов промышленных подстанций при предшествующей нагрузке,
не
превышающей 0,8 Sтном (ГОСТ 14209-85)
Слайд 22Технологии изготовления трансформаторов
Слайд 23Масляные распределительные трансформаторы ТМ, ТМЗ, ТМГ
Слайд 24Масляные распределительные трансформаторы (Sном
герметичные (ТМГ)
Слайд 25Масляный герметичный трансформатор ТМГ 10/0,4кВ
Слайд 26Масляный герметичный трансформатор 6/0,4кВ типа ТМЗ (замещение части объема бака
азотной подушкой).
Требуется систематическая подкачка азота для поддержания в баке
не менее 0,2кгс/см2, из-за снижения давления азота даже при полной герметизации за счет поглощения азота маслом.
Слайд 27Масляный трансформатор ТМ 10/0,4кВ с расширительным баком для масла
Слайд 28Трансформатор ТМЖ 27,5 /0,4кВ масляный железнодорожный
Слайд 30Масляные силовые трансформаторы и автотрансформаторы (Uном>35кВ)
Слайд 32Трансформатор ТРДТН 80МВА 110/10/10кВ с расщепленной обмоткой НН и РПН
на ступени ВН.
Слайд 33Трехфазный масляный трансформатор ТРДЦН- 63000/220кВ
Расщепленная обмотка НН. РПН
на ступени ВН (±6х2%)
Охлаждение - дутьем с принудительной
циркуляцией масла ( ДЦ) – OFAF.
Слайд 34Трехфазный автотрансформатор 125МВА 220/110/10кВ
Слайд 35 Однофазный АТ 750/500 кВ
трехфазной группы 3х417 МВА
Слайд 36Трехфазный автотрансформатор 220кВ производства концернаABB, оснащенный системой пожаротушения
Слайд 37
Разрушение маслонаполненного трансформатора
(в трансформаторе 63МВА 110кВ более 20-и тонн
масла)
Слайд 38Сухие трансформаторы
Российский рынок - порядка 30 000тр. ед./год
Слайд 41
Блок ВН-НН фазы трансформатора RESIBLOC 2,5 МВА
Единый блок (обмотка ВН
и НН) на фазу
Охлаждающая система с вертикальными каналами в
обмотках ВН и НН.
Обмотка НН выполнена фольгой ( медной или Al) в виде концентрических катушек с межвитковой и торцевой изоляцией,
Обмотка ВН - в виде концентрических катушек медным (или Al ) проводом с эмаль изоляцией и армированием стеклонитью (ровингом).
Провод и стеклонить в процессе намотки покрываются эпоксидной смолой с добавками.
Весь процесс изготовления обмоток происходит в атмосфере (без вакуумирования)
Слайд 42Трансформатор RESIBLOC
с принудительной вентиляцией
Слайд 43
Трансформатор RESIBLOC 35кВ
с принудительной вентиляцией и РПН с
вакуумными контакторами
Слайд 44
ГОСТ 14254-96 (МЭК 529-89)
СТЕПЕНИ ЗАЩИТЫ, ОБЕСПЕЧИВАЕМЫЕ ОБОЛОЧКАМИ
Degrees of protection provided
by enclosures (IP Code)
Настоящий стандарт распространяется на группировку изделий,
охватываемых МЭК (изделия для обеспечения информационных технологий, электротехнические и приборостроения),
напряжением не более 72,5 кВ
Слайд 46Трансформаторы RESIBLOC в защитном кожухе
IP23 (слева) и IP20 (справа)
Слайд 47Класс защиты IP 23
(закрытое исполнение с защитной крышкой от дождя)
Слайд 48Трансформатор ABB (вакуумная заливка обмотки ВН ) в защитном кожухе
с блоком охлаждения : дутьем и охлаждением воздуха водой по
двухконтурной схеме.
Морское исполнение.
Слайд 49Сухие трансформаторы по литьевой технологии
(матричная заливка обмоток ВН
в вакууме)
Слайд 50Распределительные трансформаторы 6(10)/0,4кВ с литой изоляцией обмоток ВН
Слайд 51Обмотки трансформатора по литьевой технологии
Слайд 52Испытания трансформаторов с литой изоляцией на соответствие стандарту МЭК
С2-E2-F1
(трансформатор TRIHAL концерна Schneider El)
Слайд 53Трансформатор TRIHAL
10/0,4кВ , (Yn/D-11), ПБВ 2,5%
Подключение кабелей
10кВ к выводам ВН без опорных изоляторов
Слайд 54Испытания на соответствие классу F1. Воздействие открытого пламени и теплового
излучения
Слайд 56Уникальные противопожарные свойства трансформатров TRIHAL
2Al(OH)3 + энергия =Al2O3 + 3H2O
Слайд 57Стойкость к конденсации и загрязненной окружающей среде.
Испытания по классу
Е2.
Испытания по воздействию окружающей среды по классу Е2 проводились в
Лаборатории Kema (Нидерланды)
6 часов работы при 93% влажности
далее 6 часов работы при 50°С и 90% влажности
Погружение на 24 часа в соленую воду при 20 °С
Слайд 58Стойкость к изменениям нагрузки и перегрузкам.
Испытания по классу C2
Trihal
испытан на соответствие классу С2 в соответствии с HD464S1,
12 часов
при 20°С,
8 часов при -25°С
2 часа в кипящей воде >96°С
2 часа в ледяной воде <5°С
Диэлектрические испытания + измерение частичных разрядов 10 пКл
Испытания проводились в Лаборатории Kema (Нидерланды)
Слайд 59
Допустимые аварийные перегрузки трансформаторов TRIHAL с литой изоляцией в нормальных
условиях
(при среднегодовой температуре охлаждающей среды 20°С).
Слайд 60Трансформаторы
с воздушно-барьерной изоляцией
(открытыми обмотками)
безматричная пропитка
изоляции обмотки ВН
в вакууме
Слайд 61 Изоляция обмоток трансформаторов c воздушно-барьерной изоляцией ООО “Электрофизика”.
Номинальная мощность
до 10МВА, класс напряжения до 35кВ
Изоляция обмоток ВН и
НН -стеклошелк Nomex (Meta Aramid). Класс температуры соответствует классу F 155 град. С ( может быть класс Н 180 град. С).
Обмотка низкого напряжения (до1кВ) -используется медный (алюминиевый) провод или фольга с межслоевой изоляцией NOMEX.
Обмотка высокого напряжения (медный или алюминиевый эмальпровод с витковой изоляцией NOMEX.
Слайд 62
Длительная аварийная перегрузка трансформаторов с воздушно-барьерной изоляцией.
Слайд 63Трансформатор 35кВ с воздушно - барьерной изоляцией, в защитном кожухе,
с РПН.
Слайд 64
Герметичные трансформаторы с элегазовой (SF6) изоляцией
Слайд 65Особенности эксплуатации и монтажа трансформаторов с элегазовой (SF6) изоляцией
Взрывопожаробезопасность. Трансформатор
не содержит горючих изоляционных материалов, что исключает возможность возгорания.
Простота
в обслуживании и большой ресурс работы. Бак трансформатора заполнен инертным газом SF6 и герметично закрыт, обслуживание сводится к минимуму. Элегаз не взаимодействует с элементами конструкции трансформатора, что продлевает срок их службы.
Высокие изоляционные свойства SF6. Повышение давления элегаза в герметичном объеме кожуха трансформатора приближает его по характеристикам к масляным трансформаторам.
Простота и экологичность монтажа. При установке данного типа трансформаторов исключается возможность экологического загрязнения территории .
Слайд 66 Сухой герметичный ( с SF6 изоляцией) распределительный трансформатор
Слайд 67Трансформатор 20 МВА, 154 кВ однофазный трехобмоточный с РПН с
изоляцией “номекс-элегаз ” охлаждается посредством принудительной циркуляции элегаза (SF6) через
охладители выносного типа элегаз/вода.
Слайд 68 Группа однофазных герметичных автотрансформаторов концерна TOSHIBA с элегазовой (SF6)
изоляцией