Назначение и область применения
Масляные силовые трансформаторы серии ТЦ — трёхфазные двухобмоточные понижающие агрегаты сверхвысокой мощности от 630 до 1250 МВА. 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.
Трансформаторы серии ТЦ оснащены системой масляно-водяного охлаждения с принудительной циркуляцией масла и воды (буква "Ц"), что позволяет эффективно отводить огромные тепловыделения при передаче мощностей до 1250 МВА. Оборудование рассчитано на установку на открытом воздухе в районах с умеренным и холодным климатом (исполнения У1, УХЛ1) и обеспечивает высокую надёжность в составе энергосистем.
Ключевые особенности трансформаторов серии ТЦ:
- масляно-водяное охлаждение (буква "Ц") — принудительная циркуляция масла через водяные теплообменники, что обеспечивает высокую эффективность охлаждения при значительных потерях энергии;
- высокая мощность до 1250 МВА — способность передавать большие потоки электроэнергии на дальние расстояния;
- класс напряжения 500 кВ — работа в сетях сверхвысокого напряжения;
- оснащение устройством регулирования напряжения под нагрузкой (РПН) — позволяет поддерживать стабильное напряжение в широком диапазоне изменения нагрузки (по требованию заказчика);
- трёхстержневой или пятистержневой магнитопровод из холоднокатаной электротехнической стали с низкими удельными потерями;
- повышенная стойкость к токам короткого замыкания.
Расшифровка маркировки
Маркировка трансформаторов серии ТЦ имеет единую структуру, например ТЦ‑1000000/500:
- Т — трёхфазный трансформатор;
- 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: Н — наличие РПН (регулирования под нагрузкой), Р — расщеплённая обмотка НН и др. Например, ТЦН‑1000000/500 — с РПН.
Технические характеристики модельного ряда
Основные параметры трансформаторов серии ТЦ представлены в таблице ниже. Значения потерь, токов и напряжений короткого замыкания приведены по данным заводов-изготовителей и могут незначительно варьироваться в зависимости от исполнения.
| Параметр | ТЦ‑630000/500 | ТЦ‑800000/500 | ТЦ‑1000000/500 | ТЦ‑1250000/500 |
|---|---|---|---|---|
| Номинальная мощность, МВА | 630 | 800 | 1000 | 1250 |
| Напряжение ВН, кВ | 525 (или 500) | 525 (или 500) | 525 (или 500) | 525 (или 500) |
| Напряжение НН, кВ | 20; 35 | 20; 35 | 20; 35 | 20; 35 |
| Схема соединения | Yн/Δ-11 | Yн/Δ-11 | Yн/Δ-11 | Yн/Δ-11 |
| Климатическое исполнение | У1, УХЛ1 | У1, УХЛ1 | У1, УХЛ1 | У1, УХЛ1 |
| Тип охлаждения | Ц | Ц | Ц | Ц |
| Регулирование напряжения | РПН | РПН | РПН | РПН |
| Потери холостого хода, кВт | ~ 450 | ~ 550 | ~ 650 | ~ 780 |
| Потери короткого замыкания, кВт | ~ 2500 | ~ 3000 | ~ 3500 | ~ 4200 |
| Ток холостого хода, % | 0,25 | 0,22 | 0,20 | 0,18 |
| Напряжение короткого замыкания, % | 12,5 | 13,0 | 13,5 | 14,0 |
| Полная масса, т | ~ 320 | ~ 400 | ~ 480 | ~ 580 |
Габаритные размеры (Д×Ш×В) уточняются по паспорту каждого конкретного изделия и составляют ориентировочно (в мм): для 630 МВА — 12000×6000×7000, для 1250 МВА — 15000×7000×8500.
Конструкция
Основные узлы трансформаторов серии ТЦ:
- 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);
- Устройство РПН — встроенное переключающее устройство с приводом (электромеханическим или моторным), позволяющее изменять напряжение на стороне ВН в диапазоне ±8×1,5 % без отключения трансформатора;
- 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 ТЦ стандартно оснащаются 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 ТЦ 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 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 системы охлаждения, конструкция РПН и др.).
Преимущества трансформаторов серии ТЦ
- 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;
- возможность регулирования напряжения под нагрузкой (РПН) — обеспечивает 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.
Частые вопросы
Обратите внимание: завод изготавливает трансформаторы серии ТЦ по индивидуальным проектам с учётом пожеланий заказчика. Возможно исполнение с расщеплённой обмоткой НН (ТРЦН), с устройством РПН на стороне НН, с нестандартными схемами соединения и дополнительными защитными устройствами. Изготовление ведётся по ГОСТ 12965-85, ГОСТ Р 52719-2007 и ТУ завода.
