23.12.2023

Трансформаторы трехфазные с воздушно-барьерной изоляцией типа ТС(3)(Д): обзорная статья

В современной электроэнергетике, где требования к пожарной безопасности и надежности оборудования постоянно возрастают, сухие трансформаторы становятся все более востребованным решением. Среди них особое место занимают трансформаторы трехфазные с воздушно-барьерной изоляцией типа ТС(3)(Д), выпускаемые в диапазоне мощностей от 100 до 3750 кВА. Эти трансформаторы представляют собой оптимальный выбор для промышленных предприятий, энергетических объектов и инфраструктурных проектов, где требуется надежное и безопасное электроснабжение.

В данной статье мы рассмотрим конструктивные особенности, технические характеристики и преимущества трансформаторов серии ТС(3)(Д), а также сравним их с альтернативными типами сухих трансформаторов.

Назначение и область применения

Трансформаторы типа ТС(3)(Д) предназначены для преобразования электрической энергии в трехфазных сетях переменного тока частотой 50 Гц и используются для питания потребителей общего назначения. Основные области применения включают:

• Промышленные предприятия - питание цехового оборудования, производственных линий,
• Энергетические объекты - комплектные трансформаторные подстанции (КТП), распределительные устройства,
• Жилые и общественные здания - системы электроснабжения с повышенными требованиями к пожарной безопасности,
• Транспортная инфраструктура - объекты железнодорожного транспорта, портовые сооружения,
• Нефтегазовая отрасль - питание насосных станций, компрессорного оборудования.

Расшифровка обозначения

Обозначение типа трансформатора содержит важную информацию о его конструкции и характеристиках:

Символ	Расшифровка
Т	Трансформатор трехфазный
С	Сухой (воздушное охлаждение)
(3)	Защищенное исполнение в кожухе
(Д)	Принудительная циркуляция воздуха (вентиляторы)
XXX	Номинальная мощность, кВА
ХХ/ХХ	Класс напряжения обмоток ВН/НН, кВ
УЗ / УХЛЗ	Климатическое исполнение по ГОСТ 15150-69

Конструктивные особенности

Магнитопровод

Магнитопровод трансформаторов изготавливается из холоднокатаной анизотропной электротехнической стали с электроизоляционным покрытием. Применяется технология сборки StepLap (ступенчатая шихтовка), при которой пластины стержней и ярм собираются в переплет со сдвигом относительно друг друга. Это позволяет:

• Снизить потери холостого хода на 10-15%,
• Уменьшить ток холостого хода,
• Снизить уровень шума и вибраций,
• Повысить устойчивость к токам короткого замыкания.

Обмотки

Обмотки трансформаторов ТС(3)(Д) - цилиндрические, секционные, с воздушно-барьерной изоляцией. Они изготавливаются из алюминиевого или медного провода прямоугольного (или круглого) сечения со стекловолокнистой изоляцией.

Технология изготовления включает:

• Двойную вакуумную пропитку кремнийорганическим лаком, обеспечивающую устойчивость к увлажнению и загрязнению,
• Межслоевую изоляцию из стеклослюдопласта и стеклоармированных лент,
• Конструкцию непрерывной обмотки, исключающую возникновение больших напряженностей электрического поля и частичных разрядов.

Система охлаждения

Трансформаторы могут иметь различные типы охлаждения:

Обозначение	Тип охлаждения	Описание
AN	Естественное воздушное	Охлаждение за счет естественной циркуляции воздуха
AF+25%	Принудительное воздушное	Повышение мощности на 25% при включении вентиляторов
AF+40%	Принудительное воздушное	Повышение мощности на 40% при включении вентиляторов

Варианты исполнения

Трансформаторы могут поставляться в различных вариантах исполнения:

Исполнение	Описание	Степень защиты
ТС	Открытое исполнение, без защитного кожуха	IP00
ТСЗ	Защищенное исполнение, в кожухе	IP21 / IP31 / IP54

Преимущества воздушно-барьерной изоляции

Сравнение с литой изоляцией

Трансформаторы с воздушно-барьерной изоляцией имеют ряд существенных преимуществ перед трансформаторами с литой изоляцией:

Характеристика	Воздушно-барьерная изоляция	Литая изоляция
Перегрузочная способность	Длительно 120%, до 140% в течение 1 часа	Ограничена, риск разрушения компаунда
Температурный диапазон	от -60 до +55°C	Ограничен, риск растрескивания на морозе
Класс нагревостойкости	H (180°C) или C (200°C)	F (155°C) или H (180°C)
Ремонтопригодность	Высокая (ремонт/замена секций)	Низкая (замена всей обмотки)
Частичные разряды	Отсутствуют (непрерывная обмотка)	Возможны при дефектах заливки
Сроки изготовления	Короткие (нет заливочных форм)	Длительные (требуется оснастка)

Ключевые преимущества

Высокая перегрузочная способность

Благодаря использованию изоляции класса нагревостойкости H (180°C) и открытой конструкции, трансформаторы ТС(3)(Д) могут работать со значительными перегрузками:

• До 120% от номинальной мощности - длительно, без дополнительных вентиляторов,
• До 140% - в течение 1 часа,
• Свыше 140% - при принудительном охлаждении (AF).

Воздух, являющийся основной изоляционной средой, постоянно обновляется в процессе работы, что позволяет эффективно отводить тепло и выдерживать тепловые и электродинамические нагрузки.

Пожаробезопасность

Трансформаторы ТС(3)(Д) изготавливаются из огнестойких и самозатухающих материалов:

• Магнитопровод - электротехническая сталь,
• Обмотки - медный или алюминиевый провод с негорючей изоляцией,
• Межслоевая изоляция - стеклослюдопласт, керамические прокладки.

Класс пожарной безопасности соответствует E1 по ГОСТ, что подтверждает возможность установки в жилых и общественных зданиях, а также на объектах с массовым пребыванием людей.

Климатическая устойчивость

Отсутствие эпоксидного компаунда, склонного к растрескиванию при низких температурах, позволяет эксплуатировать трансформаторы с воздушно-барьерной изоляцией в условиях Крайнего Севера (до -60°С) и тропического климата (до +55°С).

Ремонтопригодность

При повреждении обмотки ВН существует возможность ремонта или замены поврежденной секции. В отличие от литых трансформаторов, где дефект обмотки требует полной замены дорогостоящей катушки, трансформаторы с воздушно-барьерной изоляцией восстанавливаются на месте эксплуатации.

Стойкость к частичным разрядам

Конструкция непрерывной обмотки исключает возникновение больших напряженностей между витками и секциями, благодаря чему проблема частичных разрядов в данном типе трансформаторов отсутствует.

Экологичность

Трансформаторы ТС(3)(Д) не содержат масла и не требуют специальных мер по утилизации. Материалы, используемые в конструкции, подлежат переработке по окончании срока службы.

Мониторинг и защита

Для обеспечения надежной эксплуатации трансформаторы комплектуются системой контроля температуры:

Компонент	Назначение
Датчики температуры (PT-100)	Установлены в обмотках для непрерывного мониторинга нагрева
Блок контроля температуры	Отображение текущих значений, сигнализация превышения
Шкаф тепловой защиты	Автоматическое отключение при аварийном перегреве
Шкаф управления вентиляцией	Управление системой принудительного охлаждения AF

Выбор трансформатора: рекомендации

При выборе трансформатора типа ТС(3)(Д) для конкретного применения следует учитывать:

1. Номинальную мощность - с запасом 10-15% для учета возможных перегрузок,
2. Класс напряжения - ВН (6 или 10 кВ), НН (0,4; 0,69; 1,2 кВ),
3. Климатические условия - У3 для умеренного климата, УХЛ3 для холодного,
4. Степень защиты - IP00 для установки в шкафах КТП, IP21/IP54 для отдельной установки,
5. Наличие принудительного охлаждения - при необходимости повышения перегрузочной способности,
6. Материал обмоток - алюминий (стандарт) или медь (опционально, при повышенных требованиях к надежности).

Производители

Ведущим производителем трансформаторов с воздушно-барьерной изоляцией в России является ООО ЗЭМ («Завод электромашина»), г.Кемерово.

Почему стоит выбрать трансформаторы ТС(3)(Д)

В условиях современного энергетического комплекса, где критерии безопасности, надежности и экономической эффективности эксплуатации выходят на первый план, выбор оборудования требует сбалансированного подхода. Трансформаторы трехфазные с воздушно-барьерной изоляцией типа ТС(3)(Д) демонстрируют именно тот уровень технологического совершенства, который позволяет решать широкий спектр задач - от оснащения промышленных гигантов до обеспечения надежного электроснабжения социально значимых объектов.

Их ключевое конкурентное преимущество кроется в уникальном сочетании свойств, недостижимом для аналогов с литой изоляцией. Сохраняя высочайший класс пожарной безопасности и экологичность сухих трансформаторов, данная серия обеспечивает беспрецедентную перегрузочную способность, выдерживает экстремальные температурные нагрузки (от -60°C до +55°C) и предлагает реальную ремонтопригодность, которая минимизирует простои производства в случае нештатных ситуаций. Отсутствие частичных разрядов и использование самозатухающих материалов делают это оборудование не просто покупкой, а долгосрочной инвестицией в стабильность энергосистемы.

Таким образом, для объектов, где «цена вопроса» измеряется не только стоимостью оборудования, но и непрерывностью технологического процесса, безопасностью людей и устойчивостью к внешним факторам, трансформаторы ТС(3)(Д) являются рациональным и технически обоснованным выбором.

Получите индивидуальный расчет стоимости

Выбор трансформатора - это всегда поиск компромисса между техническими параметрами и бюджетом проекта. Чтобы вы могли оценить все преимущества применения трансформаторов с воздушно-барьерной изоляцией именно для ваших задач, мы предлагаем воспользоваться индивидуальным расчетом.

Не оставляйте надежность вашей энергосистемы на волю случая.
Свяжитесь с нашими специалистами, чтобы получить:

• Точную стоимость под ключ с учетом монтажа и пусконаладки;
• Помощь в подборе оптимальной мощности, класса напряжения и степени защиты (IP);
• Расчет эффективности использования принудительного охлаждения (AF) для ваших режимов нагрузки.

Запросить коммерческое предложение