Что такое трансформатор тмру

Что такое трансформатор тмру

Ведущее уральское предприятие «Энергомаш (Екатеринбург) – Уралэлектротяжмаш» является основным разработчиком и поставщиком трансформаторно-реакторного оборудования для тяговых подстанций ОАО «РЖД» и стран СНГ. Успешная реализация передовых идей, внедрение новейших технологий от эксперимента к воплощению в металле – основные критерии работы специалистов этого предприятия. Об этом пойдет речь в материале нашего корреспондента.

Не одно десятилетие завод выпускает широкую гамму трансформаторов для электроснабжения железных дорог на постоянном и переменном токе. Начиная с 50-х годов прошлого столетия, для железной дороги предприятием выпущено более 1500 трансформаторов, которые работают по всей России.

Сегодня доля трансформаторно-реакторного оборудования для ОАО «РЖД» составляет до 30% от общего объема выпуска ТРО. Это говорит о том, что производственно-технические службы предприятия уделяют большое внимание заказам для ОАО «РЖД» в части улучшения параметров и повышения качества изготавливаемого оборудования.

Грамотное воплощение идей

Гордость Инженерного центра «Энергомаш (Екатеринбург) – Уралэлектротяжмаш» – конструкторско-технологический отдел направления трансформаторов. Это высокопрофессиональный творческий коллектив конструкторов, технологов, испытателей, исследователей, способный решать любые задачи, поставленные заказчиком. Яркое свидетельство этому – десятки тысяч заказов, уникальные разработки, выполненные за 70 лет, которые долгое время велись под руководством всемирно известного конструктора трансформаторов Я.Л. Фишлера.

С момента зарождения трансформаторостроения в СССР продукция «Уралэлектротяжмаш» находится на первых позициях. Коллектив инженерного центра постоянно сотрудничает с техническими специалистами Департамента электрификации и электроснабжения ОАО «РЖД», со специалистами отделений ж/д и научно-техническими подразделениями, работниками высших учебных заведений: Московской, Омской, Екатеринбургской академий железнодорожного транспорта, с учеными многих других вузов России. Воплощаются самые смелые идеи, дается путевка в жизнь различным экспериментальным проектам, основанным на многолетнем опыте и квалификации, так необходимых для создания оборудования, не имеющего аналогов в России и за рубежом.

В трансформаторах широко применяются передовые технологии, материалы и комплектующие как отечественного, так и импортного производства. Так, магнитные системы выполняются из холоднокатаной электротехнической стали толщиной 0,28–0,3 мм с полным косым стыком. С 1994 г. раскрой пластин магнитопровода выполняется на линии фирмы «Георг» (Германия) для шихтовки по типу «STEP-LAP», что обеспечивает низкий уровень потерь и тока холостого хода. В конструкции обмоток применяется малоусадочная изоляция фирмы «Weidmann» (Швейцария). В выпускаемых УЭТМ трансформаторах применяются надежные переключающие устройства с вакуумными дугогасительными камерами фирм «Maschinen fabric Reinhausen», «АВВ», «Hynday Havi Indastris». Предприятием освоена возможность комплектации трансформаторов системами мониторинга и диагностики вплоть до самого высокого уровня, включающего автоматический контроль за влагосодержанием и газосодержанием масла, уровнем частичных разрядов, фиксации аварийных режимов, контроля состояния изоляции.

Главным критерием работы является полное удовлетворение всех требований заказчика к оборудованию, в том числе по надежности, удобству в эксплуатации (необслуживаемые подстанции), экологической и пожарной безопасности.

Все выпускаемые трансформаторы подвергаются полномасштабным испытаниям, которые гарантируют их стабильную и надежную работу.

Новое поколение трансформаторов для контактных сетей переменного тока

В 2001 году конструкторы приступили к разработке нового поколения трансформаторов для тяговых подстанций переменного тока. Их основная особенность заключается в том, что они предназначены для необслуживаемых подстанций, особенно если расположены в труднодоступных районах. Отсюда повышенные требования к надежности и качеству изделий.

В настоящее время разработана и освоена вся номенклатура трансформаторов для электроснабжения ж/д на переменном токе. Трехобмоточные трансформаторы типа ТДТНЖ и ТДТНЖУ мощностью 16, 25, и 40 МВА с регулированием под нагрузкой класса напряжения 110 и 220 кВ предназначены для тяговых подстанций переменного тока электрифицированных ж/д для напряжения контактной сети 27,5 кВ. Особенностью этих трансформаторов является повышенная электродинамическая стойкость в режимах резких толчков нагрузки в процессе эксплуатации и к токам к.з. в аварийных режимах. Это обеспечивается как за счет схемных решений по расположению обмоток, так и за счет конструктивных особенностей прессующей системы. Первый трансформатор этой серии ТДНЖУ-400000/110 выпущен в 1997 году. Ежегодный выпуск таких трансформаторов составляет около 20 штук в год.

Совместно с Московским государственным университетом путей сообщения разработаны и выпускаются трансформаторы типа ТМТНЖСМ-250000/110 УХЛ1, ТДТНЖСМ-40000 УХЛ1 с симметрирующим эффектом. Эти трансформаторы позволяют минимизировать негативное воздействие на трехфазную питающую сеть одно- или двухфазного режимов энергопотребления.

Для трансформаторов, находящихся в эксплуатации, разработаны и освоены двухфазные трансформаторы типа ДМФЖСМ-6300/35 УХЛ1, подсоединение которых к обычным трехобмоточным трансформаторам мощностью 25 и 40 МВА позволяет также достигнуть симметрирующего эффекта. В настоящее время готовятся предложения по новым типам таких трансформаторов.

Конструкторы «Уралэлектротяжмаш» первые в России разработали и освоили трансформаторы типа ТДСТНЖУ-25000/110 У1, ТДСТНЖУ-40000/110 и другие, отличающиеся тем, что они заполняются смесью трансформаторного масла с негорючей, экологически чистой жидкостью «Midel-7131». Применение вместе с трансформаторным маслом этой жидкости позволяет замедлить процесс старения изоляции и повысить ресурсные характеристики трансформаторов.

Совершенно новые идеи привнес в «Уралэлектротяжмаш» доктор технических наук, профессор Р. Р. Мамошин (МГУПС). По его схемным решениям и методическим указаниям разработаны приставки для симметрирования фаз и трансформаторы с симметрирующим эффектом. Эти изделия актуальны для сотен подстанций, где стоят устаревшие модели трансформаторов, еще не выработавшие свой ресурс. УЭТМ уже получил первый заказ на две «приставки» для подстанций «Плисецкая» и «Шалакуши».

По дальнейшей разработке трансформатора ведутся переговоры с Департаментом электрификации РЖД. Инженерный центр УЭТМ готов реализовать проект в кратчайшие сроки.

Трансформаторы для питания тяговых подстанций постоянного тока

Выпустив в середине 50-х годов прошлого века первый преобразовательный трансформатор ТМРУ-6200/35 для ртутных выпрямителей, Компания и сегодня поставляет преобразовательные трансформаторы для выпрямительных и выпрямительно-инверторных преобразователей, предназначенных для питания тяговых подстанций постоянного тока электрифицированных железных дорог. Предприятие является практически единственным поставщиком трансформаторов на постоянный ток.

Наиболее распространенными трансформаторами этой серии являются трансформаторы типа ТРДП мощностью 12,5 и 16 МВА на напряжение 10 и 35 кВ.

Если говорить о новинках, то производством разработаны и освоены трансформаторы ТРСЗП-12500/10Ж УХЛ1 с естественным воздушным охлаждением. Это пожаробезопасные и экологически чистые сухие трансформаторы в области постоянного тока, не требующие обслуживания в эксплуатации. Они заменяют аналогичные масляные трансформаторы.

Главная особенность этих трансформаторов в том, что они могут работать параллельно с имеющимися масляными – для этого были приняты специальные конструктивные решения. На подстанции работает два трансформатора, и если хотя бы один из них – масляный – рабочий, то к нему в пару смело можно ставить новый сухой ТРСЗП-12500/10Ж УХЛ1 – у них идеальное совпадение характеристик! Конструкция такого трансформатора исключает возможность попадания атмосферных осадков и пыли внутрь кожуха. К тому же это очень простой трансформатор, без дополнительных затрат энергии на его эксплуатацию. У сухих трансформаторов других производителей, как правило, имеется целая система обдува вентиляторами.

Первый преобразовательный трансформатор ТРСЗП-12500/10Ж УХЛ с естественным охлаждением установлен под открытым небом на тяговой подстанции «Шарташ» Свердловской железной дороги. После нескольких месяцев опытной эксплуатации трансформатор принят межведомственной комиссией и рекомендован для применения на других станциях железных дорог. Такие трансформаторы уже работают на Свердловской ж/д, Южно-Уральской ж/д, Северо-Кавказской ж/д. В дальнейшем сухие трансформаторы могут полностью заменить масляные, установленные в настоящее время на тяговых подстанциях ж/д постоянного тока. По согласованию с Департаментом электрификации РЖД в Инженерном центре направления трансформаторов разрабатывается преобразовательный трансформатор мощностью 6300 кВА на напряжение сетевой обмотки 35 кВ.

Кроме того, в настоящее время рассматриваются варианты конструкций новых типов сухих трансформаторов мощностью до 25 тыс. кВА с высшим напряжением до 110 кВ, в т.ч. с регулированием напряжения под нагрузкой, предназначенные для установки на тяговых подстанциях переменного тока.

В конце прошлого года между Москвой и С.-Петербургом начал курсировать новый скоростной электропоезд «Сапсан». К реализации этого проекта имеет отношение и «Уралэлектротяжмаш» – все тяговые подстанции Октябрьской железной дороги оснащены преобразовательными трансформаторами ТРДТНП-16000/110ЖУ1 и ТРДТНП-20000/110ЖУ1 производства «Энергомаш – УЭТМ». Таких трансформаторов с непосредственным питанием от сети 110 кВ было поставлено на Октябрьскую ж/д около 40 штук.

Каждый новый проект – на одну ступеньку выше

Специалисты Инженерного центра «Уралэлектротяжмаш» всегда полны новыми идеями. Шаг за шагом они решают более сложные и наукоемкие задачи, создавая надежные и экономичные изделия. В настоящее время Инженерным центром разрабатывается совершенно новый вольтодобавочный агрегат – для решения проблемы по увеличению напряжения контактной сети с целью повышения нагрузочной способности.

Также ведутся работы по созданию серии сухих трансформаторов для железных дорог на напряжение 35 кВ. Это будет уникальное достижение – трансформаторы станут единственными в СНГ трансформаторами на такой класс напряжения. Область применения этих трансформаторов не только железная дорога, но и энергетика в целом. В настоящее время ведется разработка конкретной конструкторской документации на первый трансформатор этой серии.

Когда эти задумки воплотятся в жизнь, специалисты начнут реализовать другие идеи – развиваясь и совершенствуясь. И так год за годом, руководствуясь принципом «Если расширять номенклатуру, то делать это на ступеньку выше».

Источник

Конструкция и параметры преобразовательных трансформаторов

Назначение и виды.
В ряде отраслей промышленности широко применяется постоянный ток: для получения алюминия, магния,цинка, меди, никеля в электролизных установках; для питания
дуговых вакуумных электропечей; в химической промышленности— для получения хлора, водорода, натрия, азотистых веществ,для питания гальванических установок; для электротяги желез-
нодорожного и городского транспорта; для электроустановок с электродвигателями постоянного тока и других промышленных целей. Получение постоянного тока машинным методом (генераторы,
мотор-генераторы) экономически не оправдывается: низкий кпд, большие затраты на монтажные и строительные работы.В настоящее время постоянный ток получают с помощью статических преобразователей переменного тока в постоянный с применением полупроводниковых вентилей: кремниевых и германиевых диодов, в том числе управляемых тиристоров.
Небольшие по мощности выпрямительные устройства подключают непосредственно к сети переменного тока, мощные промышленного назначения — через
специальный силовой преобразовательный трансформатор. Устройство, состоящее из полупроводниковых вентилей и питающего их преобразовательного трансформатора, смонтированных в одном баке, заполненном трансформаторным маслом (или совтолом), составляет преобразовательный агрегат.До широкого применения полупроводниковых вентилей (диодов, тиристоров) в качестве статических преобразователей применялись ионные (ртутные) выпрямители, они сложны и малонадежны в эксплуатации, вредно влияют на организм человека и не экономичны.В настоящее время они полностью вытеснены полупроводниками, лишенными этих недостатков.Преобразовательные трансформаторы по числу фаз вторичных (вентильных) обмоток подразделяют на однофазные, трехфазные, шестифазные и многофазные, с ПБВ и РПН; по виду исполнения — на сухие, масляные и совтоловые. В условное обозначение типов таких трансформаторов входят те же буквы и цифры, что и трансформаторов общего назначения, но с добавлением букв: П — для питания полупроводниковых вентилей (преобразователей); Р — ртутных (ионных) выпрямителей. Если в трансформатор встроен уравнительный реактор, в обозначении присутствует буква У, если трансформатор предназначен для питания вакуумной электропечи постоянного тока — буква В; если для электрифицированного железнодорожного транспорта— Ж; другие буквы характеризуют вид нагрузки. Приведем для примера полное обозначение некоторых преобразовательных трансформаторов:
ТДНП-25000/10-71-УЗ — трехфазный, с дутьевой системой охлаждения, с устройством РПН, преобразователь на полупроводниках, мощность 25000 кВА, класс напряжения 10 кВ, год разработки 1971 г., исполнение У, категория размещения 3;
ТМНП-6300/10 —трехфазный, с естественно-масляным охлаждением, с РПН, преобразователь на полупроводниках, мощность 6300 кВА, класс напряжения 10 кВ;
ТМРУ-4000/10 — трехфазный, с естественно-масляным охлаждением, ртутный преобразователь, с уравнительным реактором.
Преобразовательные агрегаты, имеющие переключающие устройства РПН с плавно-ступенчатым регулированием напряжения или с плавно-бесконтактным регулированием, в обозначениях имеют буквы НП и ППВ соответственно, например, ТМНПВ и ТМППВ.’
Параметры. Мощность преобразовательных трансформаторов, как и электропечных, определяется типовой мощностью. Сухие изготовляют на типовую мощность (10—3200) кВА, совтоловые— (200—2000) кВА; масляные с переключающим устройством ПБВ—(400—20 000) кВА, с РПН — (1600-400000)кВА и большей мощности.
Наибольшая типовая мощность преобразовательного трансформатора в настоящее время достигает 100 000 кВА, а ток -300 кА и более.
В отличие от силовых трансформаторов общего назначения типовая мощность преобразовательных трансформаторов определяется в зависимости от схемы выпрямления по формулам:
♦ Для однофазной двухполупериодной схемы со средней точкой:
-мощность сетевой обмотки S₁=I₁*U_1.ф= 1,11 Р_{d o}, где Р_{d o} — мощность нагрузки на выпрямленном напряжении, равная произведению выпрямленного напряжения на ток нагрузки ( Р_do= U_do*I_d);
-мощность вентильной обмотки S₂=2E_2ф*I₂= 1,57 Р_{d o} , где Е_2ф — действующее значение эдс вторичной обмотки ( E_2ф =1,11 U _do),
-типовая (расчетная) мощность трансформатора S_T=0,5(S₁+S₂) = 1,34 P_{d o};
♦ Для однофазной мостовой схемы: S₁=S₂=I₁U_{1 ф} = 1,11 P_{d о}; S_T= 0,5(S₁+S₂) =1.11P_{d 0};
♦ Для трехфазной схемы со средней точкой: S₁ =3*I_{1 ф}*U_{1 ф} = 1,21 P_{d 0} S₂1,7 P_{d 0} ; S_T= 0,5(S₁+S₂) =1,46P_{d 0} ;
♦ Для трехфазной мостовой схемы S_т=S₁=S₂= 1,045 P_{d 0} ;
♦ Для шестифазной схемы: S₁=I₁*U_1.ф = 1,045 P_{d 0} ; S₂=6E_2ф*I₂ = 1,48 P_{d 0} ; S_T=0,5(S₁+S₂) = 1,26 P_{d o};

Источник