Характеристики силовых трансформаторов. Трехфазные силовые масляные трансформаторы

ГОСТ 9680-77

Группа Е64

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ТРАНСФОРМАТОРЫ СИЛОВЫЕ МОЩНОСТЬЮ 0,01 кВ·А И БОЛЕЕ

Ряд номинальных мощностей

Power transformers from 0,01 kVA and above.
Series of power ratings

Дата введения 1979-01-01

РАЗРАБОТАН Всесоюзным научно-исследовательским, проектно-конструкторским и технологическим институтом трансформаторостроения (ВИТ)

Директор И.Д.Воеводин

Руководитель темы Л.И.Винтюк

Исполнитель В.Н.Красильников

ВНЕСЕН Министерством электротехнической промышленности

Зам. министра Ю.А.Никитин

ПОДГОТОВЛЕН К УТВЕРЖДЕНИЮ Всесоюзным научно-исследовательским институтом по нормализации в машиностроении (ВНИИНМАШ)

Директор В.А.Грешников

УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 27 октября 1977 г. N 2511

ВЗАМЕН ГОСТ 9680-61

1. Настоящий стандарт распространяется на трехфазные и однофазные силовые трансформаторы и автотрансформаторы мощностью от 0,01 кВ·А и выше, включая трансформаторы, предназначенные для экспорта, и устанавливает для них ряд номинальных мощностей.

Стандарт не распространяется на трансформаторы для питания радиотехнических и электронных устройств, трансформаторы для питания бытовых электроприборов и измерительные трансформаторы, однако и для этих трансформаторов, когда это возможно, рекомендуется руководствоваться требованиями, установленными настоящим стандартом.

Термины, применяемые в настоящем стандарте, - по ГОСТ 16110-70 и ГОСТ 19294-73 .

Стандарт в части регламентации номинальных мощностей соответствует Публикации МЭК N 76-1 (1976 г.) и рекомендациям СЭВ по стандартизации PC 676-66 и PC 2592-70.

2. Номинальные мощности трехфазных трансформаторов должны выбираться из следующего ряда кВ·А:

Примечание. Указанные в скобках номинальные мощности должны приниматься только для специальных трехфазных трансформаторов и трансформаторов, предназначенных для экспорта.

3. Номинальные мощности однофазных трансформаторов, предназначенных для работы в трехфазной группе, должны составлять одну треть номинальных мощностей, указанных в п.2. Для однофазных трансформаторов, не предназначенных для такого применения, значения номинальных мощностей должны приниматься как для трехфазных.

4. Для трансформаторов, работающих в блоке с генераторами мощностью свыше 160000 кВ·А, допускается по согласованию между потребителем и изготовителем, устанавливать мощность, отличающуюся от указанной в п.2.



Текст документа сверен по:
официальное издание
М.: Издательство стандартов, 1977

I Габарит	II Габарит	III Габарит
Справочно
1. Трансформаторы мощность до 63кВА – применяется преимущественно при строительстве загородных домов и коттеджей. 2. Трансформаторы мощность от 63 до 250кВА – применяется преимущественно при строительстве садовых товариществ, а также небольших небольших производств. 3.Трансформаторы мощность от 250 до 1600 кВА – применяется преимущественно для электроснабжения гражданских объектов (например для электроснабжения городских микрорайонов). 4. Трансформаторы мощность выше 1600кВА – применяется преимущественно на крупных промышленных предприятиях и распределительных объектах электросетей.
пожалуйста, заполните онлайн опросный лист , либо свяжитесь с нами по тел.:8-800-222-61-86, skype:rus-trans

СПРАВОЧНО:
«Напряжение на входе» - подаваемое на высоковольтные вводы трансформатора напряжение. Также называется напряжение ВН.
В России наибольшее распространение имеют распределительные электрические сети 6кВ, 10 кВ и 35кВ. Имеются специализированные электросети железных дорог с напряжением 27,5кВ.
«Напряжение на выходе» - также называется напряжение НН. Данное напряжение получается на выходе, после преобразования в трансформаторе. Для стандартных Российских общегражданских трехфазных сетей напряжением 220В – стандартное напряжение НН трансформатора – 0,4кВ.
Существуют специальные сети промышленных предприятий с напряжением 0,69 и 3,15кВ

Примечания:
1. В данном мастере для упрощения выбора трансформатора принимаются следующие исходные данные: Частота тока в сети – 50Гц.
2. Напряжения 6,3;, 10,5 и 11 кВ – являются напряжениями стандартных сетей с номинальным напряжением 6 или10кВ соответственно. Увеличенное по сравнением с номинальным напряжением связано с: если это напряжение ВН – близостью питающего центра, если это напряжение НН – запас по напряжению на потери в сети.

СПРАВОЧНО:
От места размещения трансформатора зависит его климатическое исполнение (согласно ГОСТ 15150-69). Возможно изготовление трансформаторов практически для любых условий эксплуатации. В этом шаге вам следует выбрать, где будет находиться трансформатор во время эксплуатации.
Замечания:
1.При использовании трансформатора в КТП мачтового типа – следует выбрать «уличное» размещение трансформатора. Для всех прочих типов КТП – необходимо выбрать размещение «Внутри помещения»
2.Использование сухих трансформаторов (с некоторыми оговорками) возможно только внутри помещения. Поэтому если Вам необходим сухой трансформатора, то в этом шаге «Мастера» выбирайте «Внутри помещения»

У Вас есть какие-то вопросы? Пожалуйста, укажите их в этом поле.

СПРАВОЧНО
«Сухой» - подразумевается силовой трансформатор с твердой изоляцией обмоток, без использования масла (либо другого жидкого диэлектрика). В сухих трансформатора.
Основные типы сухих трансформаторов ТС (без кожуха) и ТСЗ (в кожухе). В зависимости от страны и завода-изготовителя обозначение трансформаторов может немного отличаться, например: ТСЗН, ТСГЛ, TTR, CTR и пр.
Сухие трансформаторы применяются в основном на объектах, где критичны габариты трансформатора, а также на ответственных объектах в силу их высокой пожаробезопасности.
Более подробно о сухих трансформаторах вы можете прочитать в разделе «Сухие трансформаторы» нашего сайта.
«Масляный» - трансформатор, в которых для изоляции обмоток и охлаждения активной части используется трансформаторное масло.
Основные типы масляных трансформаторов ТМ и ТМГ отличаются конструктивно. В трансформаторах ТМ – не полностью исключается доступ воздуха к маслу, а для компенсации расширения масла при нагреве используется расширительный бачок. Трансформаторы типа ТМГ являются полностью герметичными. Для компенсации расширения масла в трансформаторах ТМГ используется принцип упругой деформации гофро-стенок бака.
Трансформаторы типа ТМГ – относительно новый тип трансформаторов, в последнее время получивший большое распространение. В то же время трансформаторы ТМ – наиболее доработанный и надежный тип масляных трансформаторов.
Кроме масляных трансформаторов типа ТМ и ТМГ существует множество специализированных масляных трансформаторов - ТМЗ, ТМФ, ТМН, ТМЖ и пр.
Более подробно о масляных трансформаторах вы можее прочитать в разделе «Масляные трансформаторы» нашего сайта.

Трансформатор – элемент, использующийся для преобразования напряжений. Он входит в состав трансформаторной подстанции. Ее задача – передача электроэнергии от питающей линии (воздушной или кабельной) потребителям в объеме, достаточном для обеспечения всех режимов работы их электрооборудования.

В роли потребителей выступают жилые многоэтажные здания, поселки или деревни, заводы или отдельные их цеха. Подстанции, в зависимости от условий окружающей среды и экономических факторов, имеют различные конструкции: комплектные (в том числе киосковые, столбовые), встраиваемые, расположенные на открытом воздухе или в помещениях. Они могут располагаться в специально предназначенном для них здании или занимать отдельное помещение здания.

Выбор трансформаторов подразумевает определение его мощности и количества трансформаторов. От результатов зависят габариты и тип трансформаторных подстанций. При выборе учитываются факторы :

Выбор числа трансформаторов

Для трансформаторных подстанций используют схемы с одним или двумя трансформаторами. Распределительные устройства, в состав которых входит более 2 трансформаторов, встречаются только на предприятиях или электрических станциях, где применение небольшого их числа не соответствует условиям бесперебойности электроснабжения, условиям эксплуатации. Там экономически целесообразнее установить несколько трансформаторов сравнительно небольшой мощности, чем один или два мощных. Так проще проводить ремонт, дешевле обходится замена неисправного аппарата.

Устанавливают однотрансформаторные подстанции в случаях :

• электроснабжения потребителей III категории надежности;
• электроснабжения потребителей любых категорий, имеющих другие независимые линии питания и собственную автоматику резервирования, переключающую их на эти источники.

Но к однотрансформаторным подстанциям есть дополнительное требование. Потребители III категории по надежности электроснабжения, хоть и допускают питание от одного источника, но перерыв его ограничен временем в одни сутки . Это обязывает иметь эксплуатирующую организацию складской резерв трансформаторов для замены в случае аварийной ситуации. Расположение и конструкция подстанции не должны затруднять эту замену. При обслуживании группы однотрансформаторных подстанций мощности их трансформаторов, по возможности, выбираются одинаковыми, либо максимально сокращается количество вариантов мощностей. Это минимизирует количество оборудования, находящегося в резерве.

К потребителям третьей категории относятся:

• деревни и села;
• гаражные кооперативы;
• небольшие предприятия, остановка которых не приведет к массовому браку выпускаемой продукции, травмам, экологическому и экономическому ущербу, связанному с остановкой технологического процесса.

Для потребителей, перерывы электроснабжения которых не допускаются или ограничиваются, применяют двухтрансформаторные подстанции .

Отличие в питании категорий I и II – в способе переключения питания. В первом случае оно происходит автоматически (схемой автоматического ввода резерва – АВР) и дополнительно имеется собственный независимый источник питания. Во втором – переключение осуществляется вручную. Но минимальное количество трансформаторов для питания таких объектов – не менее двух.

В нормальном режиме работы каждый из двух трансформаторов питается по своей линии и снабжает электроэнергией половину потребителей подстанции. Эти потребители подключаются к шинам секции, питаемой трансформатором. Второй трансформатор питает вторую секцию шин, соединенную с первой секционным автоматом или рубильником.

В аварийном режиме трансформатор должен взять на себя нагрузку всей подстанции . Для этого включается секционный автоматический выключатель. Для потребителей первой категории его включает АВР, для второй включение производится вручную, для чего вместо автомата устанавливают рубильник

Поэтому мощность трансформаторов выбирается с учетом питания всей подстанции, а в нормальном режиме они недогружены . Экономически это нецелесообразно, поэтому, по возможности, усложняют схему электропитания. Имеющиеся потребители III категории в аварийном режиме отключают , что приводит к снижению требуемой мощности.

Выбор конструкции трансформатора

По способу охлаждения и изоляции обмоток трансформаторы выпускают:

• масляными;
• с синтетическими жидкостями;
• воздушными.

Наиболее распространенные – масляные трансформаторы . Их обмотки размещены в баках, заполненных маслом с повышенными изоляционными характеристиками (трансформаторное масло). Оно выполняет роль дополнительной изоляции между витками обмоток, обмотками разных фаз, разных напряжений и баком трансформатора. Циркулируя внутри бака, оно отводит тепло обмоток, выделяемое при работе. Для лучшего теплоотвода к корпусу трансформатора привариваются трубы дугообразной формы, позволяющие маслу циркулировать вне бака и охлаждаться за счет окружающего воздуха. Мощные масляные трансформаторы комплектуются вентиляторами, обдувающими элементы, в которых происходит охлаждение.

Недостаток масляных трансформаторов – риск возникновения пожара при внутренних повреждениях . Поэтому их можно устанавливать только в подстанциях, расположенных отдельно от зданий и сооружений.

При необходимости установить распределительное устройство с трансформатором поближе к нагрузке или во взрыво- или пожароопасных цехах, используются трансформаторы с воздушным охлаждением . Их обмотки изолированы материалами, облегчающими передачу тепла. Охлаждение происходит либо за счет естественной циркуляции воздуха, либо с помощью вентиляторов. Но охлаждение сухих трансформаторов все равно происходит хуже масляных.

Решить проблему пожарной безопасности позволяют трансформаторы с синтетическим диэлектриком . Их устройство похоже на конструкцию масляного трансформатора, но вместо масла в баке находится синтетическая жидкость, которая не так склонна к возгоранию, как трансформаторное масло.

Группы и схемы соединений

Критериями выбора группы электрических соединений разных фаз обмоток между собой являются:

1. Минимизация в сетях уровней высших гармоник. Это актуально при увеличении доли нелинейных нагрузок потребителей.
2. При несимметричной загрузке фаз трансформатора токи первичных обмоток должны выравниваться. Это стабилизирует режим работы сетей питания.
3. При питании четырехпроводных (пятипроводных) сетей трансформатор должен иметь минимальное сопротивление нулевой последовательности для токов короткого замыкания. Это облегчает защиту от замыканий на землю.

Для соблюдения условий №1 и №2 одна обмотка трансформатора соединяется в звезду, при соединении другой – в треугольник. При питании четырехпроводных сетей наилучшим вариантом считается схема Δ/Yo. Обмотки низшего напряжения соединяются в звезду с выведенным наружу нулевым ее выводом, используемым в качестве PEN-проводника (нулевого проводника).

Еще лучшими характеристиками обладает схема Y/Zo, у которой вторичные обмотки соединяются по схеме «зигзаг» с нулевым выводом.

Схема Y/Yo имеет больше недостатков, чем достоинств, и применяется редко.

Выбор мощности трансформатора

Типовые мощности трансформаторов стандартизированы.

Для расчета присоединенной к трансформатору мощности собираются и анализируются данные о подключенных к нему мощностях потребителей. Однозначно цифры сложить не получится, нужны данные о распределении нагрузок по времени. Потребление электроэнергии многоквартирным домом варьируется не только в течение суток, но и по временам года: зимой в квартирах работают электрообогреватели, летом – вентиляторы и кондиционеры. Типовые графики нагрузок и величины потребляемых мощностей для многоквартирных домов определяются из справочников.

Для расчета мощностей на промышленных предприятиях требуется знание принципов работы их технологического оборудования, порядок его включения в работу. Определяется режим максимальной загрузки, когда в работу включено наибольшее число потребителей (Sмакс). Но все потребители одновременно включиться не могут никогда. Но при расчетах требуется учитывать и возможное расширение производственных мощностей, а также – вероятность в дальнейшем подключения дополнительных потребителей к трансформатору.

Учитывая число трансформаторов на подстанции (N) мощность каждого рассчитывают по формуле, затем выбирают из таблицы ближайшее большее значение:

В этой формуле Кз – коэффициент загрузки трансформатора . Это отношение потребляемой мощности в максимальном режиме к номинальной мощности аппарата. Работа с необоснованно пониженным коэффициентом загрузки экономически не выгодна. Для потребителей, в зависимости от категории бесперебойности электроснабжения, рекомендуются коэффициенты:

Из таблицы видно, что коэффициент загрузки учитывает взятия одним трансформатором дополнительной нагрузки, переходящей к нему при выходе из строя другого трансформатора или его питающей линии. Но он ограничивает перегрузку трансформатора, оставляя по мощности некоторый запас.

Систематические перегрузки трансформаторов возможны, но их время и величина ограничиваются требованиями заводов-изготовителей этих устройств. По правилам ПТЭЭП длительная перегрузка трансформаторов с масляным или синтетическим диэлектриком ограничивается до 5%.

Отдельно ПТЭЭП определяется длительность аварийных перегрузок в зависимости от их величины.

Для масляных трансформаторов:

Для сухих трансформаторов: