Трансформаторы ТНЦ

Назначение и область применения

Масляные силовые трансформаторы серии ТНЦ — трёхфазные двухобмоточные понижающие агрегаты сверхвысокой мощности от 630 до 1250 МВА, оснащённые встроенным устройством регулирования напряжения под нагрузкой (РПН). Они предназначены для преобразования напряжения 500 кВ на стороне высокого напряжения (ВН) в напряжение 20 или 35 кВ на стороне низкого напряжения (НН) в сетях переменного тока частотой 50 Гц. Оборудование применяется в качестве главных повышающих трансформаторов на крупных электростанциях (АЭС, ГЭС, ТЭС) и в качестве понижающих трансформаторов на мощных узловых подстанциях энергосистем, где требуется стабильное поддержание напряжения в широком диапазоне изменений нагрузки.

Трансформаторы серии ТНЦ оснащены масляно-водяной системой охлаждения с принудительной циркуляцией масла и воды (буква "Ц"), что обеспечивает эффективный отвод тепла при передаче мощностей до 1250 МВА. Наличие РПН (буква "Н") позволяет регулировать напряжение без отключения трансформатора, что критично для сетей с нестабильным режимом работы. Оборудование рассчитано на установку на открытом воздухе в районах с умеренным и холодным климатом (исполнения У1, УХЛ1) и гарантирует высокую надёжность в составе энергосистем.

Расшифровка маркировки

Маркировка трансформаторов серии ТНЦ имеет единую структуру, например ТНЦ‑1000000/500:

• Т — трёхфазный трансформатор;
• Н — наличие устройства регулирования напряжения под нагрузкой (РПН);
• Ц — масляно-водяное охлаждение с принудительной циркуляцией масла и воды;
• 1000000 — номинальная мощность в кВА (здесь 1 000 000 кВА = 1000 МВА);
• 500 — класс напряжения обмотки высшего напряжения, кВ.

В зависимости от исполнения могут добавляться дополнительные индексы: Р — расщеплённая обмотка НН и др. Например, ТРНЦ‑1000000/500 — с расщеплённой обмоткой НН. В базовом исполнении трансформаторы ТНЦ уже имеют РПН, поэтому буква "Н" присутствует всегда.

Технические характеристики модельного ряда

Основные параметры трансформаторов серии ТНЦ представлены в таблице ниже. Значения потерь, токов и напряжений короткого замыкания приведены по данным заводов-изготовителей и могут незначительно варьироваться в зависимости от исполнения.

Габаритные размеры (Д×Ш×В) уточняются по паспорту каждого конкретного изделия и составляют ориентировочно (в мм): для 630 МВА — 12200×6100×7100, для 1250 МВА — 15200×7100×8600.

Конструкция

Основные узлы трансформаторов серии ТНЦ:

• Магнитопровод — трёхстержневой или пятистержневой (в зависимости от мощности) шихтованный сердечник из холоднокатаной анизотропной стали с улучшенными магнитными свойствами;
• Обмотки — обмотки ВН и НН выполняются из медного или алюминиевого провода, с усиленной бумажно-масляной изоляцией, рассчитанной на класс напряжения 500 кВ; обмотка ВН оснащена ответвлениями для РПН;
• Бак — сварной из листовой стали, имеет усиленную конструкцию, рассчитан на внутреннее избыточное давление, оснащён системой масляного охлаждения с водяными теплообменниками;
• Система охлаждения (Ц) — принудительная циркуляция масла с помощью масляных насосов через охладители типа «масло-вода», вода подаётся от внешнего источника (техническое водоснабжение); в отличие от ТДЦ, отсутствует принудительный обдув воздухом;
• Устройство РПН — встроенное переключающее устройство с приводом (электромеханическим или моторным), позволяющее изменять напряжение на стороне ВН в диапазоне ±8×1,5 % без отключения трансформатора; управление может быть ручным или автоматическим;
• Вводы — герметичные вводы высокого напряжения (500 кВ) и низкого напряжения, с возможностью замены без полной разборки трансформатора;
• Дополнительное оборудование — система газового реле (Бухгольца), термометры для контроля температуры масла и обмоток, реле давления, маслоочистительная установка, система автоматического управления охлаждением и РПН.

Условия эксплуатации

Оборудование рассчитано на продолжительный режим работы в следующих условиях:

• высота над уровнем моря — не более 1000 м;
• температура окружающего воздуха — от −45 до +40 °C (для У1) или от −60 до +40 °C (для УХЛ1);
• температура охлаждающей воды — от +5 до +35 °C, давление воды не менее 0,2 МПа;
• окружающая среда — невзрывоопасная, без агрессивных газов и токопроводящей пыли;
• группа условий эксплуатации — М1.

Эксплуатация в условиях повышенной влажности или вблизи химически активных сред не допускается без дополнительной защиты.

Регулирование напряжения (РПН)

Трансформаторы серии ТНЦ стандартно оснащены устройством РПН (регулирование под нагрузкой). Диапазон регулирования составляет ±8×1,5 % (16 ступеней) от номинального напряжения обмотки ВН. Это позволяет поддерживать заданный уровень напряжения на стороне НН при любых колебаниях напряжения в питающей сети и изменениях нагрузки, что критически важно для стабильной работы энергосистем и потребителей.

Управление РПН может осуществляться как вручную (с местного щита), так и автоматически — с помощью системы автоматического регулирования напряжения (АРН), которая поддерживает напряжение в заданных пределах без участия оператора.

Потери и ток холостого хода

В таблице выше приведены типовые значения потерь и токов для каждой модели. Потери холостого хода и короткого замыкания не превышают значений, установленных ГОСТ 12965-85 и техническими условиями заводов. Благодаря применению современных магнитных материалов и оптимизации конструкции, трансформаторы серии ТНЦ имеют низкие удельные потери, что обеспечивает высокий КПД (до 99,8 %).

Габаритные и установочные размеры

Из-за больших габаритов трансформаторы поставляются в разобранном виде (активная часть, бак, радиаторы, теплообменники, устройство РПН и т.д.) и собираются на месте установки. Ориентировочные массы и размеры указаны в таблице характеристик. Точные установочные размеры и масса уточняются в паспорте на конкретное изделие и зависят от варианта исполнения (тип вводов, наличие дополнительного оборудования, конструкция РПН и др.).

Преимущества трансформаторов серии ТНЦ

• сверхвысокая мощность — возможность передачи до 1250 МВА при напряжении 500 кВ;
• масляно-водяное охлаждение — высокая эффективность отвода тепла, что позволяет уменьшить габариты системы охлаждения по сравнению с воздушным охлаждением;
• наличие РПН — регулирование напряжения без отключения трансформатора, обеспечивающее высокое качество электроэнергии;
• надёжность и долговечность — срок службы не менее 30 лет, заводская гарантия до 5 лет;
• модульная конструкция — упрощает транспортировку и монтаж на площадке;
• полный комплект документации — паспорт, чертежи, схемы, технические расчёты и протоколы заводских испытаний.

Отличия ТНЦ от ТЦ и ТДЦ

Частые вопросы