+86-15751661017
Деревня Шанбэй, поселок Юэтан, город Ичжэн (№ 18, проспект Инбинь, поселок Юэтан)
+86-15751661017
Когда речь заходит о соотношении мощностей обмоток, многие сразу думают о стандартных формулах из учебников — но на практике всё часто оказывается сложнее. Вспоминаю, как на одном из объектов под Ярославлем пришлось пересматривать расчёты для трансформатора 1000 кВА, где вторичная обмотка неожиданно перегружалась при 80% нагрузки. Оказалось, проектировщики упустили влияние несимметричной нагрузки на систему охлаждения.
Классическое правило — мощность первичной обмотки должна соответствовать суммарной мощности вторичных цепей с учётом КПД. Но вот нюанс: при проектировании трёхобмоточных трансформаторов многие забывают, что соотношение мощностей обмоток может динамически меняться в зависимости от схемы соединения. Например, в схеме 'звезда-треугольник' с нейтралью перекос фаз приводит к 15-20% дисбалансу.
На том самом объекте с трансформатором ТМ-1000 пришлось вносить коррективы в заводские настройки. Замеры показали, что при подключении дуговых печей вторичная обмотка перегревалась, хотя по паспорту всё должно было работать. Пришлось добавлять дополнительные системы мониторинга — стандартные расчёты не учитывали пиковые броски тока.
Кстати, у ООО Цзянсу Госинь Электротехнические Технологии в спецификациях на масляные трансформаторы всегда указывают не только номинальные параметры, но и допустимые перегрузки для разных режимов работы. Это практично — сразу видно, где можно 'выжать' дополнительные 10% без риска для изоляции.
В 2019 году на металлургическом комбинате под Челябинском столкнулись с интересным случаем. Трансформатор ТСЗ-6300/10 работал в режиме неравномерной нагрузки: две печи подключались последовательно, третья — через отдельную обмотку. Соотношение мощностей обмоток пришлось пересчитывать трижды, учитывая температурные деформации шин.
Особенность была в том, что при длительной работе свыше 6 часов медь вторичных обмоток расширялась сильнее, чем алюминиевые крепления. Это меняло индуктивное сопротивление — мощность перераспределялась между обмотками нелинейно. В итоге разработали график нагрузки с поправкой на тепловое расширение.
Коллеги из https://www.jsguoxin.ru как-то делились наблюдением: в сухих трансформаторах их производства для горнодобывающей промышленности специально закладывают запас по соотношению мощностей 1.15:1. Объяснили это вибрационными нагрузками — при работе дробильных установок возникают гармоники, которые 'съедают' часть номинальной мощности.
Мало кто обращает внимание на геометрию магнитопровода. В трансформаторах с бронестержневой системой распределение магнитных потоков между обмотками иное, чем в стержневых. Как-то раз при испытаниях трансформатора 1600 кВА обнаружили, что заявленное соотношение мощностей обмоток 1:1.2 фактически давало 1:1.18 из-за особенностей сборки магнитной системы.
В композитных трансформаторах, которые производит ООО Цзянсу Госинь Электротехнические Технологии, этот момент учтён — там применяют трёхступенчатую систему расчёта магнитных потоков. На их производстве в промышленной зоне посёлка Юэтан даже показывали стенд, где моделируются разные режимы нагрузки с поправкой на конструкцию сердечника.
Запомнился случай с подстанцией для портового оборудования во Владивостоке. Там из-за солёного воздуха пришлось менять стандартные медные обмотки на специальные сплавы. Это повлияло на соотношение мощностей — пришлось увеличивать сечение первичной обмотки на 7%, хотя по расчётам должно было хватить 5%.
Стандартная формула P1 = P2/η работает только для идеальных условий. В реальности КПД трансформатора — величина непостоянная. Например, при работе с полупроводниковыми преобразователями учитывайте гармонические искажения — они могут 'красть' до 12% мощности вторичной обмотки.
На одном из объектов пробовали применять метод теплового моделирования для определения реального соотношения мощностей обмоток трансформатора. Суть в том, что по температурным картам обмоток под нагрузкой можно точнее определить фактическое распределение мощностей. Метод трудоёмкий, но даёт погрешность всего 2-3% против 8% у расчётных методов.
Инженеры jsguoxin.ru в своих расчётах для предварительно собранных подстанций используют поправочные коэффициенты для высоты над уровнем моря. Это важно — на Урале, например, на высотах свыше 800 метров охлаждение обмоток ухудшается, что требует коррекции соотношения мощностей.
Частая ошибка — не учитывать старение изоляции. Через 5-7 лет работы трансформатора фактическое соотношение мощностей обмоток может измениться на 3-5% из-за деградации диэлектрических свойств. Особенно заметно это в трансформаторах с бумажно-масляной изоляцией при циклических нагрузках.
На подстанции в Сибири как-то наблюдали интересный эффект: после замены масла в трансформаторе 400 кВА соотношение мощностей временно 'уплывало' на 2%. Оказалось, новое масло имело другую вязкость, что влияло на теплоотвод. Стабилизация наступала только через 200-300 часов работы.
В документации к трансформаторам от ООО Цзянсу Госинь Электротехнические Технологии встречал полезную таблицу поправочных коэффициентов для разных климатических зон. Для Дальнего Востока, например, рекомендуют уменьшать нагрузку на 5% при расчёте соотношения мощностей из-за высокой влажности и перепадов температур.
Современные системы мониторинга позволяют отслеживать соотношение мощностей обмоток в реальном времени. Но здесь есть подводные камни — датчики тока сами вносят погрешность до 1.5%. В прецизионных системах лучше использовать комбинированные методы измерения: по току и по тепловому излучению.
На производстве в Ичжэне видел испытания новых композитных трансформаторов — там применяют Smart-мониторинг с коррекцией соотношения мощностей каждые 15 минут. Система автоматически учитывает износ изоляции и изменение параметров масла. Правда, для российских сетей такие решения пока слишком дороги.
Из последнего: начинаем экспериментировать с определением оптимального соотношения мощностей через анализ виброакустических характеристик. Предварительные данные показывают, что при отклонении фактического соотношения от расчётного более чем на 4% спектр вибраций меняется характерным образом. Возможно, это станет новым неразрушающим методом диагностики.
