Расшифровка буквенных обозначений трансформаторов

Потребители ТСН

Основные потребители трансформатора собственных нужд:

1. оперативные цепи переменного и выпрямленного тока,
2. система охлаждения трансформаторов (автотрансформаторов),
3. устройства регулирования напряжения под нагрузкой (РПН),
4. система охлаждения и смазки подшипников синхронных компенсаторов (СК),
5.  водородные установки,
6. зарядные и под зарядные агрегаты аккумуляторных батарей,
7. освещение (аварийное, внутреннее, наружное, охранное),
8.  устройства связи и телемеханики,
9. устройства системы управления, релейной защиты, сигнализации, автоматики и телемеханики.
10. насосные установки (пожаротушения, хозяйственные, технического водоснабжения),
11. компрессорные установки и их автоматика для воздушных выключателей и других целей,
12. устройства электроподогрева помещений аккумуляторных батарей, выключателей, разъединителей и их приводов, ресиверов, КРУН, различных шкафов наружной установки,
13. бойлерная, дистилляторы, вентиляция и др.

схема подключения потребителей подстанции

Мощность трансформаторов собственных нужд

Обычно суммарная мощность потребителей С.Н. мала, поэтому они подключаются к понижающим трансформаторам с низкой стороны 380/220 В. На двухтрансформаторных подстанциях 35-220 кВ устанавливают 2 рабочих ТСН,номинальная мощность которых выбирается исходя из нагрузки, при учете допустимых перегрузок.

Граничная мощность ТСН напряжением 3 – 10/0,4 кВ может быть 1000 -1600 кВа при напряжении. Граничная мощность ограничивается коммутационной возможностью автоматов 0,4 кВ.

Место подключения трансформаторов собственных нужд и их количество в общем случае определяются схемой электрических соединений подстанций, числом и мощностью установленных силовых трансформаторов и режимом их работы, количеством питающих линий и другими факторами, вытекающими из конкретных условий работы подстанции.

Из двух трансформаторов собственных нужд работает только один, другой находится в резерве, причем его включение, как правило, автоматизировано. Количество преобразовательных агрегатов на тяговых подстанциях при сосредоточенной системе питания колеблется ( в зависимости от размеров движения поездов) в пределах от трех до шести, из которых один агрегат является резервным.

Повреждение трансформатора собственных нужд также вызывает перерыв в работе  на время, необходимое для отсоединения поврежденного трансформатора и восстановления работы системы собственных нужд через резервный трансформатор.

Изобретение трансформатора

Трансформатор изобрел выдающийся русский ученый П.И. Яблочковым в 1876г. Он использовал индукционную катушку с двумя обмотками для питания своей знаменитой лампы, «свечи Яблочкова». Это был первый генератор переменного тока. Этот трансформатор имел незамкнутый сердечник. Замкнутые сердечники, которые используются сейчас, появились только в 1884 г.

В 1889 году русский ученый М. О. Доливо-Добровольским изобрел трехфазную систему переменного тока и построил первый трехфазный асинхронный двигатель и первый трехфазный трансформатор.

С 1891г, он демонстрирует на электротехнической выставке в Франкфурте-на-Майне передачу высоковольтного трехфазного тока на расстояние более 100 км. Его трехфазный генератор имел мощность 230 кВА и напряжение U =95V. С помощью трехфазного трансформатора напряжение повышалось до 15 кВ и понижалось в точке приема до 65V (фазное напряжение), питая трехфазный асинхронный двигатель мощностью 75 кВт насосной установки. С помощью последовательного включения двух обмоток высокого напряжения удалось повысить 28 кВ и увеличить КПД электропередачи до 77%, что в то время было достаточно высоким.

Трансформатор напряжения при напряжении до 35 кВ

Трансформатор напряжения при напряжении до 35 кВ по принципу выполнения ничем не отличается от силового понижающего трансформатора. Он состоит из магнитопровода, набранного из пластин листовой электротехнической стали, первичной обмотки и одной или двух вторичных обмоток. На рис. 2.1. показана схема трансформатора напряжения с одной вторичной обмоткой. На первичную обмотку подается высокое напряжение Ub a напряжение вторичной обмотки U2 подведено к измерительному прибору.

рис. 2.1  Схема включения однофазного трансформатора напряжения

Трансформаторы применяются в наружных (типа НОМ-35, серий ЗНОМ и НКФ) или внутренних установках переменного тока напряжением 0,38-500 кВ и номинальной частотой 50 Гц. Трехобмоточные трансформаторы НТМИ предназначены для сетей с изолированной нейтралью, серии НКФ (кроме НКФ-110-5 8) — с заземленной нейтралью.

В электроустановках используются однофазные, трехфазные (пятистержневые) и каскадные трансформаторы напряжения (ТН). Выбор того или иного типа трансформатора напряжения  зависит от напряжения сети, значения и характера нагрузки вторичных цепей и назначения трансформатора напряжения (для целей изменения, для контроля однофазных замыканий на землю, для питания устройств релейной защиты и автоматики).

Ввиду относительно высокой стоимости ТН для сетей 110-750 кВ они в ряде случаев, там, где это возможно по условиям работы систем измерения, защиты и автоматики электроустановок, заменяются емкостными делителями напряжения.

По изоляции различают трансформаторы напряжения с сухой и масляной изоляцией.

Обозначение трансформатора напряжения на схеме

Обозначение трансформатора напряжения на схеме

Предохранители  трансформаторов осуществляют защиту трансформаторов напряжения от повреждения в случае их работы в ненормальном режиме — при однофазном замыкании на землю, при возникновении в сети феррорезонансных явлений или в случае наличия короткого замыкания в первичной обмотке трансформатора напряжения.

Электрические аппараты

Токоприемник Т-5М1
Быстродействующий выключатель БВП-5
Быстродействующий выключатель БВЭ-ЦНИИ
Быстродействующий выключатель БВЗ-2
Электропневматические контакторы ПК
Электромагнитный контактор МК-310Б
Электромагнитный контактор МК-15-01
Электромагнитные контакторы МКП-23 и МК-204
Электромагнитный контактор МК-101
Быстродействующий контактор БК-2Б
Быстродействующий контактор БК-78Т
Переключатели кулачковые групповые ПКГ-4Б и ПКГ-6Г
Реверсор РК-022Т и тормозные переключатели ТК-36Т, ТК-86
Переключатель вентиляторов ПШ-5Г
Отключатели двигателей ОД-8А и ОД-8Б-2
Разъединитель высоковольтный наружной установки РВН-004Т
Разъединитель высоковольтный однополюсный РВО-007Т
Разрядник РМВУ-3,3
Дроссель ДР-027Т и индуктивный шунт ИШ-2К
Электрические печи ПЭТ-1УЗ
Резисторы
Реле повышенного напряжения РПН-018 и РПН-496
Реле низкого напряжения РНН-048 и РНН-497
Реле перегрузки РТ-050 и РТ-500
Реле перегрузки РТ-406В и РТ-502
Промежуточные реле РП-472 и РП-473
Реле рекуперации РР-4 и РР-498
Реле боксования РБ-4М
Датчик боксования ДБ-018
Дифференциальные реле Д-4В и РДЗ-504
Реле оборотов РКО-28
Реле времени РЭВ-814 и РЭВ-294
Реле времени 33-143
Контроллер машиниста КМЭ-8Е
Электромагнитные контакторы ТКПМ
Кнопочные выключатели КУ
Выключатель ВУ-223А
Штепсельное соединение и розетка низковольтная РН-1
Панель управления ПУ-014
Панель управления ПУ-037
Электромагнитные вентили
Вентиль электромагнитный защитный ВЗ-1
Электропневматические клапаны КП-17-09А и КП-41
Клапаны КП-1. КП-1А, КП-39 и КП-40
Электропневматические клапаны КП-016Т и КП-53
Клапаны продувки КП-100-03 и КП-110
Электроблокировочные клапаны КЭ-44 и КПЭ-99
Регулятор давления РД-012
Автоматический регулятор давления АК-ПБ
Прожекторы
Предохранитель ВПК-6/100
Аккумуляторная батарея 40КН-125

Конструктивные особенности

Магнитный сердечник изготавливается из высококачественной электротехнической стали марки Э3409, Э3410, Э3411 (тонколистовой холоднокатаной анизотропной стали с двухсторонним покрытием). Шихтовка магнитопровода осуществляется по технологии step-lap, что обеспечивает малые потери холостого хода и приводит к снижению уровня шума.

Обмотки ВН — многослойные или непрерывные, в зависимости от мощности и параметров трансформатора. Изготавливаются из медного или алюминиевого провода в бумажной изоляции.

Обмотки НН производятся из алюминиевой/ медной ленты (до 4000 кВА) с межслойной изоляцией из кабельной бумаги или из медного провода (более 4000 кВА).

Бак – цельносварной, усиленной конструкции, производится из стального листа толщиной 4-12 мм для трансформаторов до 10 000 кВА и 12-20 мм — свыше 10 000 кВА. Конструкция баков представляет собой жесткий каркас, усиленный ребрами жесткости.

На крышке трансформатора расположены выводы ВН и НН, расширитель, устройство РПН, газовое реле, серьги для подъема и перемещения трансформатора, гильза для установки спиртового термометра, патрубок для заливки трансформаторного масла с установленным в него предохранительным клапаном. К торцевой части баков ТМН и ТДН крепится шкаф управления устройством РПН. В нижней части бака имеется пробка или кран для отбора пробы и слива масла, а также пластины заземления, расположенные с двух сторон. К дну бака приварены лапы (опоры) из стандартного швеллера.

На стенках бака имеются фланцы с кранами для присоединения съемных радиаторов, которые служат для охлаждения трансформатора. Радиаторы – панельные, толщина стенки 2 мм.

Наружная поверхность бака окрашена атмосферостойкими красками серых тонов (возможно изменение окраски по требованию заказчика). По заказу клиента возможна обработка баков и крышки методом горячего цинкования, что позволит использовать трансформатор в зоне с влажным климатом.

Расширители трансформатора снабжены двумя указателями уровня масла. По заказу потребителей трансформаторы могут изготавливаться с указателем нижнего предельного уровня масла и включать в себя датчики уровня.

Для трансформаторов климатического исполнения УХЛ1 используется масло, стойкое к низким температурам — имеющее температуру гелеобразования – 65 ˚С.

Трансформатор напряжения принцип работы

Для непосредственного включения на высокое напряжение потребовались бы очень громоздкие приборы и реле вследствие необходимости их выполнения с высоковольтной изоляцией. Изготовление и применение такой аппаратуры практически неосуществимо, особенно при напряжении 35 кВ и выше.

Применение трансформаторов напряжения позволяет использовать для измерения на высоком напряжении стандартные измерительные приборы, расширяя их пределы измерения; обмотки реле, включаемых через трансформаторы напряжения, также могут иметь стандартные исполнения.

Кроме того, трансформатор напряжения изолирует (отделяет) измерительные приборы и реле от высокого напряжения, благодаря чего он обеспечивает безопасность их обслуживания на подстанции.

В то же время, если силовые трансформаторы предназначены для передачи транспортируемой мощности с минимальными потерями, то измерительные трансформаторы напряжения конструируются с целью высокоточного повторения в масштабе векторов первичного напряжения.

измерительный трансформатор напряжения

Принципы работы трансформатора напряжения

Конструкцию трансформатора напряжения, как и трансформатора тока, можно представить магнитопроводом с намотанными вокруг него двумя обмотками:

• первичной;
• вторичной.

Специальные сорта стали для магнитопровода, а также металл их обмоток и слой изоляции подбираются для максимально точного преобразования напряжения с наименьшими потерями. Число витков первичной и вторичной катушек рассчитывается таким образом, чтобы номинальное значение высоковольтного линейного напряжения сети, подаваемое на первичную обмотку, всегда воспроизводилось вторичной величиной 100 вольт с тем же направлением вектора для систем, собранных с заземленной нейтралью.

Если же первичная схема передачи энергии создана с изолированной нейтралью, то на выходе измерительной обмотки будет присутствовать 100/√3 вольт.

Для создания разных способов моделирования первичных напряжений на магнитопроводе может располагаться не одна, а несколько вторичных обмоток.

Устройство однофазного трансформатора напряжения

устройство однофазного трансформатора напряжения

Устройство однофазного трансформатора напряжения:

• а — общий вид трансформатора напряжения;
• б — выемная часть;
• 1,5 — проходные изоляторы;
• 2 — болт для заземления;
• 3 — сливная пробка;
• 4 — бак;
• 6 — обмотка;
• 7 — сердечник;
• 8 — винтовая пробка;
• 9 — контакт высоковольтного ввода

Однофазные трансформаторы напряжения получили наибольшее распространение. Они выпускаются на рабочие напряжения от 380 В до 500 кВ.

Конструктивные размеры и масса ТН определяются не мощностью, как у силовых трансформаторов, а в основном объемом изоляции первичной обмотки и размерами её выводов высокого напряжения.

Трансформаторы напряжения с номинальным напряжением от 380 В до 6 кВ имеют исполнение с сухой изоляцией (обмотки выполняются проводом марки ПЭЛ и пропитываются асфальтовым лаком).

Свердловский завод трансформаторов тока выпускает трансформаторы напряжения на 6, 10, 35 кВ с литой изоляцией.

У трансформаторов напряжением 10 — 500 кВ изоляция масляная (магнитопровод погружен в трансформаторное масло).

Пример назначение и область применение трансформаторов напряжения ЗНОЛ-НТЗ

Трансформаторы предназначены для наружной установки в открытых распределительных устройствах (ОРУ). Трансформаторы обеспечивают передачу сигнала измерительной информации измерительным приборам и устройствам защиты и управления, предназначены для использования в цепях коммерческого учета электроэнергии в электрических установках переменного тока на класс напряжения 35 кВ. Трансформаторы выполнены в виде опорной конструкции.

Корпус трансформаторов выполнен из компаунда на основе гидрофобной циклоалифатической смолы «Huntsman», который одновременно является основной изоляцией и обеспечивает защиту обмоток от механических и климатических воздействий. Рабочее положение трансформаторов в пространстве — вертикальное, высоковольтными выводами вверх.

схема включения обмоток трансформатора напряжения ЗНОЛ-НТЗ

См.  трансформаторы ЗНОЛ, схемы характеристики в таблице

Трансформаторы 110 кВ

Примечания.
1. Регулирование напряжения осуществляется за счет РПН в нейтрали, за исключением трансформаторов типа ТМН-2500/110 с РПН на стороне НН и ТД с ПБВ на стороне ВН.
2. Трансформаторы типа ТРДН могут изготавливаться также с нерасщепленной обмоткой НН 38,5 кВ, трансформатор 25 МВА — с 27,5 кВ (для электрификации железных дорог).

При Хт обмотки СН, равном нулю, обмотки НН изготавливаются с Uном, равным 6,3 или 10,5 кВ.

Примечание. Все трансформаторы имеют РПН ±9*1,78 % в нейтрали ВН за исключением трансформатора ТНДТЖ-40000 с РПН ±8*1,5 % на ВН.

Трансформаторы двухобмоточные ТДНС 10000\35 У1

Трансформатор силовой масляный трехфазный двухобмоточный с регулированием напряжения под нагрузкой типа ТДНС-10000/35-У1, УХЛ1 класса напряжения 35 кВ предназначен для работы в электрических сетях и в комплектных трансформаторных подстанциях.

Технические характеристики  и расшифровка  ТДНС 10000\35 У1

ТДНС-10000/35-У1, УХЛ1:
Т — трансформатор трехфазный;
Д — принудительная циркуляция воздуха и естественная
циркуляция масла;
Н — регулирование напряжения под нагрузкой;
С — исполнение трансформатора собственных нужд электростанций;
10000 — номинальная мощность, кВ·А;
35 — класс напряжения обмотки ВН, кВ;
У1, УХЛ1 — климатическое исполнение и категория размещения по
ГОСТ 15150-69.

Условия эксплуатации

Высота над уровнем моря не более 1000 м. Температура окружающего воздуха от минус 45 до 40°С. Окружающая среда невзрывоопасная, не содержащая токопроводящей пыли, газов и паров в концентрациях, разрушающих металлы и изоляцию. Трансформаторы по технике безопасности соответствуют ГОСТ 12.2.007.2-75, выпускаются в соответствии с ГОСТ 11677-85 и ГОСТ 11920-85. ГОСТ 11677-85;ГОСТ 11920-85

• Номинальная мощность, кВ·А — 10000
• Номинальная частота, Гц — 50
• Напряжение обмоток, кВ: ВН — 35; 36,75 НН — 6,3; 11,0
• Схема и группа соединения обмоток — Ун/Д-11
• Напряжение короткого замыкания на основном ответвлении, % — 8
• Потери, кВт: холостого хода — 12
• короткого замыкания — 60
• Ток холостого хода, % — 0,75
• Пределы регулирования напряжения ВН, % — +8×1,5 Масса, кг:
• активной части — 12300
• масла трансформаторного — 7000
• транспортная — 22000
• полная — 26000
• Гарантийный срок — 3 года со дня ввода трансформатора в эксплуатацию.

Конструкция и принцип действия

Трансформатор включает в себя следующие составные части: остов, обмотки, изоляцию главную, отводы, устройство регулирования напряжения, бак, систему охлаждения, защитные устройства, вводы. Остов трансформатора состоит из вертикальных стержней, перекрытых вверху и внизу ярмами, образующих замкнутую трехфазную магнитную цепь. Шихтовка пластин магнитной системы производится по схеме с полным косым стыком на крайних стержнях и комбинированным — на среднем стержне. Стяжка стержней производится при помощи прессующих пластин и неразъемных бандажей из стеклоленты, ярм — ярмовыми балками и металлическими полубандажами. Обмотки цилиндрические, выполнены из провода прямоугольного сечения марки АПБ и расположены концентрически на стержне остова в следующем порядке, считая от стержня: НН, ВН, РО.

Изоляция малобарьерного типа, электрокартон чередуется с масляным промежутком. На крышке бака установлены расширитель, вводы «О» ВН, НН, ВН, установки ТВТ-35 кВ, газоотводящая система. Бак трансформатора сварной, с верхним разъемом. Для перемещения в пределах подстанции трансформатор снабжается каретками с катками. Колея для продольного и поперечного перемещения 1524 мм.

Система охлаждения трансформатора состоит из радиаторов, шкафа автоматического управления дутьем, электродвигателем вентиляторов обдува. Трансформатор снабжается лестницей для обслуживания газового реле. Предельные отклонения установочных размеров соответствуют РД 16 20 1.05-88

1.2. Перечень работ по наладке механизма переключения и вспомогательного оборудования РПН