Трансформаторы ТДТН 40000-220 У1 — трёхфазные силовые агрегаты класса 220 кВ
Трансформатор ТДТН 40000-220 У1 — трёхфазный силовой трансформатор с масляным охлаждением и устройством регулирования напряжения под нагрузкой (РПН), предназначенный для работы в электрических сетях класса напряжения 220 кВ. Буквенный индекс «ТДТН» расшифровывается как трёхфазный, с дутьевым охлаждением (принудительная циркуляция воздуха), трёхобмоточный, с регулированием напряжения под нагрузкой. Цифровое обозначение 40000 указывает на номинальную мощность 40 МВА, а 220 — на класс напряжения обмотки высшего напряжения (ВН).
Конструктивно агрегат выполнен по трёхобмоточной схеме, что обеспечивает одновременную связь трёх распределительных сетей различного напряжения. Обмотки ВН, СН и НН размещены на общем магнитопроводе стержневого типа. Система охлаждения типа М (естественная циркуляция масла и воздуха) с дутьем — вентиляторы включаются автоматически при достижении температуры масла или обмотки заданного порога, что повышает допустимую нагрузочную способность на 40% по сравнению с естественным охлаждением.
Технические характеристики ТДТН 40000-220 У1
Номинальное напряжение обмотки ВН составляет 230 кВ, обмотки СН — 121 кВ, обмотки НН — 6,3 или 10,5 кВ в зависимости от исполнения. Диапазон регулирования напряжения РПН — 12% ступенями по 1,5% (16 ступеней), что позволяет поддерживать качество электроэнергии в питающей сети при колебаниях нагрузки. Схема и группа соединения обмоток — Yн/Yн/Д-0-11, что обеспечивает совместимость с существующими схемами релейной защиты и учёта электроэнергии.
Потери холостого хода составляют порядка 36 кВт, потери короткого замыкания — 170 кВт. Напряжение короткого замыкания между обмотками ВН-СН — 12,5%, ВН-НН — 22%, СН-НН — 9,5%. Указанные параметры соответствуют требованиям ГОСТ 11677-85 и техническим условиям заводов-изготовителей.
| Параметр | Значение | Единица измерения | Примечание | Норматив |
|---|---|---|---|---|
| Номинальная мощность | 40 | МВА | по всем обмоткам | ГОСТ 11677-85 |
| Напряжение ВН | 230 | кВ | с РПН 12% | ГОСТ 721-77 |
| Напряжение СН | 121 | кВ | с РПН 12% | ГОСТ 721-77 |
| Напряжение НН | 6,3 / 10,5 | кВ | по заказу | ГОСТ 721-77 |
| Потери холостого хода | 36 | кВт | при номинальном напряжении | ТУ завода |
| Потери короткого замыкания | 170 | кВт | пара ВН-СН | ТУ завода |
Конструктивные особенности и исполнение У1
Климатическое исполнение У1 по ГОСТ 15150-69 определяет возможность эксплуатации трансформатора в условиях умеренного климата на открытом воздухе при температуре окружающей среды от –45 C до +40 C. Категория размещения 1 допускает установку вне помещений без дополнительной защиты от атмосферных воздействий. Бак трансформатора — герметичный, с азотной или плёночной защитой масла от контакта с воздухом, что замедляет старение изоляции и снижает интенсивность окислительных процессов.
Устройство РПН типа РНТА-35/400 или аналогичное обеспечивает переключение ответвлений обмотки ВН без разрыва цепи нагрузки. Привод РПН — электромеханический, с ручным дублированием для аварийных ситуаций. Система охлаждения включает радиаторы с вентиляторами типа 1ДЦ, управляемые автоматикой по температуре верхних слоёв масла (порог включения — +55 C, отключения — +45 C).
Применение ТДТН 40000-220 У1
Трансформаторы данного типа применяются в качестве понижающих агрегатов на узловых подстанциях 220/110/10 кВ и 220/110/6 кВ энергосистем, а также на распределительных устройствах крупных промышленных предприятий с собственной генерацией. Основные сценарии использования:
- питание распределительных сетей 110 кВ и 10 (6) кВ от системообразующих линий 220 кВ;
- связь трёх ступеней напряжения в схемах электроснабжения нефтегазодобывающих комплексов;
- установка на подстанциях металлургических комбинатов и горно-обогатительных фабрик;
- работа в схемах параллельного включения с другими трансформаторами при условии совпадения групп соединения и параметров короткого замыкания;
- использование в сетях собственных нужд электростанций для питания вспомогательных механизмов.
Благодаря трёхобмоточной конструкции трансформатор обеспечивает раздельное питание потребителей 110 кВ и 10 (6) кВ от одного источника 220 кВ, что сокращает количество устанавливаемого оборудования на подстанции и упрощает схемы релейной защиты. Наличие РПН позволяет поддерживать напряжение на шинах СН и НН в заданных пределах без отключения нагрузки, что критично для технологических процессов непрерывных производств.
Условия эксплуатации и обслуживание
Трансформатор ТДТН 40000-220 У1 рассчитан на продолжительный режим работы с номинальной нагрузкой при температуре охлаждающего воздуха до +40 C. Допускается систематическая перегрузка до 1,5 от номинальной мощности в течение 2 часов при аварийных режимах, если температура верхних слоёв масла не превышает +95 C. Контроль состояния изоляции осуществляется по результатам хроматографического анализа растворённых в масле газов (ХАРГ) с периодичностью, установленной нормами технической эксплуатации.
Для контроля температурного режима предусмотрены манометрические термометры и термосигнализаторы, выдающие сигналы на автоматику охлаждения и аварийную сигнализацию. Защита трансформатора от внутренних повреждений обеспечивается газовым реле, от токов короткого замыкания — дифференциальной и токовой отсечкой, от перенапряжений — ограничителями перенапряжений нелинейными (ОПН) на стороне ВН.
Вопросы и ответы
Какая схема замещения используется для расчёта токов короткого замыкания?
Для ТДТН 40000-220 У1 применяется трёхлучевая схема замещения с параметрами, определяемыми по напряжениям короткого замыкания между парами обмоток: uк ВН-СН = 12,5%, uк ВН-НН = 22%, uк СН-НН = 9,5%. Лучи схемы рассчитываются по стандартным формулам для трёхобмоточных трансформаторов.
Допускается ли параллельная работа нескольких трансформаторов ТДТН 40000-220 У1?
Параллельная работа допускается при условии совпадения групп соединения обмоток, равенства коэффициентов трансформации (с учётом положения РПН) и отклонения напряжений короткого замыкания не более чем на 10% от среднего значения. Дополнительно требуется согласование характеристик устройств РПН.
Какой тип масла используется в трансформаторе?
Применяется трансформаторное масло марки ГК (ГОСТ 10121-76) или Т-1500 (ТУ 38.401-58-50-94) с температурой застывания не выше –45 C для исполнения У1. Объём масла — около 15 тонн в зависимости от конструктивного исполнения бака.
Каковы габаритные размеры и масса трансформатора?
Полная масса трансформатора с маслом составляет примерно 68–72 тонны, масса активной части — 38–40 тонн. Габаритные размеры: длина — 7,2 м, ширина — 3,6 м, высота — 5,4 м (без учёта вводов и расширителя). Точные значения зависят от завода-изготовителя.
