Силовые трансформаторы

Трансформатором называется статическое электромагнитное устройство, имеющее две (или более) индуктивно связанные обмотки, предназначенные для преобразования одной (первичной) системы переменного тока в другую (вторичную) систему переменного тока.

Автотрансформатором называется трансформатор, в котором, помимо индуктивной (магнитной) связи между обмотками, существует еще и электрическая связь. По сравнению с трансформаторами, автотрансформатор имеет следующие преимущества: более высокий КПД, меньшие размеры, расход активных материалов и стоимость, однако имеющиеся недостатки автотрансформаторов делают целесообразным их применение при коэффициенте трансформации (отношение первичного напряжения ко вторичному при разомкнутой вторичной обмотке).

Вторичные системы переменного тока в общем случае могут отличаться от первичной значениями напряжения и тока, числом фаз, частотой и т.д. В электротехнике наибольшее применение получили силовые тран-сформаторы, которые преобразовывают переменный ток с одной ступени напряжения на другую. При этом число фаз и частота остаются неизменными. В зависимости от назначения силовые трансформаторы подразделяются на силовые трансформаторы общего назначения и трансформаторы специального назначения. Первая группа силовых трансформаторов широко применяется в системах электроснабжения при передаче и распределении электроэнергии.

Силовые трансформаторы (автотрансформаторы) характеризуются номинальной мощностью, номинальным напряжением, числом фаз, числом обмоток, схемой соединения обмоток и способом охлаждения. Все трансформаторы выпускаются согласно стандартной шкале напряжений и стандартной шкале мощностей. По числу фаз трансформаторы разделяются на однофазные и трехфазные. По числу обмоток трансформаторы разделяются на двухобмоточные и трехобмоточные. Кроме того, обмотка низшего напряжения может состоять из двух параллельных ветвей, изолированных друг от друга. Такие трансформаторы называются трансформаторами с расщепленной обмоткой и предназначены для ограничения токов КЗ. Обмотки высшего, среднего и низшего напряжения трехобмоточных трансформаторов принято обозначать соответственно ВН, СН, НН. Схема соединения обмоток трансформаторов может иметь несколько вариантов. Для однофазных двухобмоточных трансформаторов схема соединения обмоток обозначается 1/1 и имеет группу соединения 0 (группа соединения – это угол рассогласования между векторами линейных ЭДС первичной и вторичной обмоток). Обмотки трехфазных трансформаторов соединяются по схемам: звезды (Y), звезды с выведенной нулевой точкой (Y_о), треугольника (D) – и имеют группу соединения либо 0, либо 11.

По способу охлаждения трансформаторы делятся на сухие и масляные. В сухих трансформаторах основной изоляцией является твердый диэлектрик, а охлаждающей средой – воздух. В масляных трансформаторах основной изолирующей и теплоотводящей средой является трансформаторное масло.

Обозначение трансформаторов:

1. Вид трансформатора: А – автотрансформатор; без обозначения – трансформатор.

2. Число фаз: О – однофазный; Т – трехфазный.

3. При наличии расщепленной обмотки низшего напряжения: Р – с расщепленной обмоткой.

4. Вид охлаждения: С – естественное воздушное; М – естественное масляное; Д – масляное с дутьем и с естественной циркуляцией масла; ДЦ – масляное с дутьем и с принудительной циркуляцией масла; МВ – масляно-водяное с естественной циркуляцией масла; Ц – масляноводяное с принудительной циркуляцией масла.

5. Число обмоток: Т – трехобмоточный; без обозначения – двухобмоточный.

6. Вид переключения ответвлений: Н – при выполнении одной из обмоток с устройством регулирования под напряжением (РПН); без обозначения – переключение без возбуждения (ПБВ).

7. Особенность исполнения: Г – грозоупорное; З – защищенное; У – усовершенствованное; Л – с литой изоляцией.

8. Область применения: Ж – для электрификации железных дорог; С – для собственных нужд электростанций; без обозначения – общепромышленного назначения.

9. Номинальная мощность, киловольт-ампер (кВ·А).

10. Класс напряжения, киловольт (кВ): обмотки ВН – для двухобмоточных трансформаторов; обмотки ВН и СН – для трехобмоточных трансформаторов.

11. Климатическое исполнение согласно стандарту.

Обозначение автотрансформатора АТДЦТН–250000/220/110–У1, при-веденного в качестве примера, расшифровывается следующим образом: автотрансформатор, трехфазный, с дутьем, с принудительной циркуляцией масла и воздуха, трехобмоточный, с устройством РПН, мощность – 250 000 кВ×А, напряжение обмотки: ВН – 220 кВ; СН – 110 кВ, для умеренного климата, первая категория размещения. ТРДНС–25000/35 – трехфазный, с расщепленной обмоткой, с дутьем и с естественной циркуляцией масла, двухобмоточный, с устройством РПН, для собственных нужд электростанций, мощность 25 000 кВ×А, напряжение обмотки: ВН – 35 кВ.