Назначение и область применения
Масляные силовые трансформаторы серии ТДЦ — 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 ТДЦ оснащены комбинированной системой охлаждения, сочетающей принудительную циркуляцию воздуха (дутьё), масла и воды (буквы "Д" и "Ц"), что обеспечивает максимальную эффективность отвода тепла при передаче мощностей до 1250 МВА. Оборудование рассчитано на установку на открытом воздухе в районах с умеренным и холодным климатом (исполнения У1, УХЛ1) и гарантирует высокую надёжность в составе энергосистем.
Ключевые особенности трансформаторов серии ТДЦ:
- комбинированное охлаждение (буквы "Д" и "Ц") — принудительная циркуляция воздуха (дутьё) для обдува радиаторов, принудительная циркуляция масла через масляные насосы и принудительная циркуляция воды через теплообменники; это позволяет достичь максимальной интенсивности охлаждения;
- высокая мощность до 1250 МВА — способность передавать огромные 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 ТДЦ имеет единую структуру, например ТДЦ‑1000000/500:
- Т — трёхфазный трансформатор;
- Д — принудительная циркуляция воздуха (дутьё) с естественной циркуляцией масла;
- Ц — принудительная циркуляция масла и воды (масляно-водяное охлаждение);
- 1000000 — номинальная мощность в кВА (здесь 1 000 000 кВА = 1000 МВА);
- 500 — класс напряжения обмотки высшего напряжения, кВ.
Сочетание «ДЦ» означает комбинированную систему охлаждения, которая обеспечивает наиболее интенсивный отвод тепла за счёт одновременного использования обдува радиаторов воздухом и циркуляции масла через водяные теплообменники. В зависимости от исполнения могут добавляться дополнительные индексы: Н — наличие РПН (регулирования под нагрузкой), Р — расщеплённая обмотка НН и др. Например, ТДЦН‑1000000/500 — с РПН.
Технические характеристики модельного ряда
Основные параметры трансформаторов серии ТДЦ 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 | ТДЦ‑630000/500 | ТДЦ‑800000/500 | ТДЦ‑1000000/500 | ТДЦ‑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 | ДЦ | ДЦ | ДЦ | ДЦ |
| Регулирование напряжения | РПН (опционально) | РПН (опционально) | РПН (опционально) | РПН (опционально) |
| Потери холостого хода, кВт | ~ 430 | ~ 520 | ~ 620 | ~ 750 |
| Потери короткого замыкания, кВт | ~ 2400 | ~ 2900 | ~ 3400 | ~ 4100 |
| Ток холостого хода, % | 0,24 | 0,21 | 0,19 | 0,17 |
| Напряжение короткого замыкания, % | 12,5 | 13,0 | 13,5 | 14,0 |
| Полная масса, т | ~ 330 | ~ 410 | ~ 490 | ~ 590 |
Габаритные размеры (Д×Ш×В) уточняются по паспорту каждого конкретного изделия и составляют ориентировочно (в мм): для 630 МВА — 12500×6200×7200, для 1250 МВА — 15500×7200×8700.
Конструкция
Основные узлы трансформаторов серии ТДЦ:
- 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 радиаторами и теплообменниками системы охлаждения;
- Система охлаждения (ДЦ) — комбинированная: принудительная циркуляция воздуха (вентиляторы обдувают радиаторы) + принудительная циркуляция масла (масляные насосы) + принудительная циркуляция воды (водяные теплообменники), что обеспечивает максимальную эффективность отвода тепла;
- Устройство РПН — встроенное переключающее устройство с приводом (электромеханическим или моторным), позволяющее изменять напряжение на стороне ВН в диапазоне ±8×1,5 % без отключения трансформатора (устанавливается по требованию заказчика);
- 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 ТДЦ могут оснащаться устройством РПН (регулирование под нагрузкой) по требованию заказчика. 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 ТДЦ 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 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 ТДЦ
- сверхвысокая мощность — возможность передачи до 1250 МВА при напряжении 500 кВ;
- комбинированное охлаждение (ДЦ) — сочетание принудительного обдува воздухом, циркуляции масла и воды обеспечивает наилучшую эффективность отвода тепла среди всех типов охлаждения;
- 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 ТДЦ по индивидуальным проектам с учётом пожеланий заказчика. Возможно исполнение с расщеплённой обмоткой НН (ТРДЦН), 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.
