США: требования по эффективности распределительных трансформаторов

Тема номера К. т. н. Александр МОГИЛЕНКО, главный эксперт производственно-технического управления ОАО «Новосибирскэнерго»

Еще в 1995 году в США провели исследование, показавшее, что в стране работает приблизительно 50 миллионов распределительных трансформаторов.

Из них 40 миллионов принадлежало энергетическим предприятиям и 10 миллионов находилось в собственности абонентов.

Ежегодно сетевые предприятия покупают приблизительно 1 миллион распределительных трансформаторов. Исследование также показало, что около 92,5 процента энергии, произведенной на электростанциях, доставлено потребителям, а 7,5 процента энергии – потери в системах передачи и распределения (примерно 26,6 процента от этих потерь приходится на распределительные трансформаторы).

С 1992 года в США нормируются уровни эффективности распределительных трансформаторов. В 2007 году Министерство энергетики США (U.S. Department of Energy, DOE) утвердило новые требования к эффективности распределительных трансформаторов, вступившие в силу с 1 января 2010 года.

К 2038 году министерство ожидает получить экономию энергии благодаря действию требований в объеме, позволяющем заменить приблизительно шесть новых турбин ПГУ по 400 МВт. Снижение электропотребления будет эквивалентно уменьшению выбросов парниковых газов на 238 миллионов тонн. Такой же результат можно получить, удалив примерно 80 процентов легковых транспортных средств с американских автодорог на один год.

О возможности ввода таких требований министерство объявило еще в 2004 году. Сразу после этого две крупные американские электросетевые компании – Commonwealth Edison Co. (ComEd) и PECO Energy (PECO) начали подготовительную работу к постепенной замене трансформаторов на новые, удовлетворяющие требованиям министерства (приведены в таблице).

ComEd располагает примерно 515 тысячами трансформаторов и ежегодно заменяет или вновь устанавливает примерно 14 тысяч трансформаторов (2,7 процента общего количества). PECO обладает 170 тысячами трансформаторов и ежегодно заменяет или вновь устанавливает приблизительно 2 тысячи трансформаторов (1,2 процента общего количества).

Первичный анализ, проведенный компаниями, показал, что переход на новые трансформаторы может привести к существенному росту затрат, так как более эффективные трансформаторы изготавливаются с применением дорогостоящих материалов. Чтобы минимизировать возможные затраты, была проделана обширная совместная работа.

В первую очередь был проведен тщательный обзор поставщиков и производителей трансформаторного оборудования не только из США и Канады, с которыми ранее работали компании, но и из других государств. ComEd и PECO сделали запрос предложений, по результатам которого был отобран ряд поставщиков. С этими поставщиками провели специальные симпозиумы для обсуждения следующих вопросов:
• как сетевые компании могут изменить требования к спецификациям трансформаторов, чтобы сократить срок исполнения заказа и снизить затраты;
• какие элементы спецификаций трансформаторов наиболее затратны;
• как замена элементов повлияет на эффективность, качество и удобство обслуживания;
• насколько замена отдельных элементов может потенциально уменьшить затраты;
• какие трансформаторы наиболее эффективны при малой загрузке;
• какие шаги могут предпринять сетевые компании и поставщики, чтобы совместно усовершенствовать работу по заказу и поставке оборудования, выставлению и оплате счетов с целью минимизации в конечном счете стоимости трансформаторов.

Производителей попросили уточнить размеры и массу трансформаторов, а также сорта стали, применяемой при их изготовлении (магнитопроводы наиболее эффективных трансформаторов изготавливаются из более дорогих сортов стали).

Одна из возможностей экономии состояла в том, чтобы уменьшить количество используемых трансформаторов с двойным коэффициентом трансформации (dual-ratio transformer). И ComEd, и PECO используют такие трансформаторы на первичном напряжении 4 кВ или 12 кВ. Они предназначены для установки в местах, где производится переключение с 4 кВ на 12 кВ. Эти трансформаторы дороже трансформаторов с одним коэффициентом трансформации из-за наличия селекторного переключателя напряжения, а также вследствие дополнительных затрат при изготовлении первичной обмотки. Новые стандарты эффективности требуют, чтобы трансформаторы с двойным коэффициентом трансформации удовлетворяли требованиям эффективности обоих уровней первичного напряжения.

Этот и другие нюансы обсуждались на симпозиумах, после чего были сформированы 27 параметров, по которым осуществлялся выбор поставщиков. Помимо требований по эффективности, учитывались также вопросы качества, снижения эксплуатационных расходов, гарантийные обязательства и др.

Одним из главных критериев стал уровень потерь электроэнергии в трансформаторах. Стоимость будущих потерь (за весь период работы трансформатора) добавлялась к ценам трансформаторов и затратам на эксплуатацию, чтобы определить полные расходы.

При анализе нагрузочных и постоянных потерь в 2004 году выяснилось, что для ComEd выгоднее покупать более дешевые трансформаторы, но с более высокими потерями. Сравнение величин 2008 года показало, что теперь целесообразнее приобретать более дорогие трансформаторы с меньшими потерями. Это изменение в значительной степени обусловлено изменением прогнозных цен на электроэнергию в будущие периоды.

К концу 2009 года компании ComEd и PECO сформировали итоговые спецификации на распределительные трансформаторы и начали размещать заказы на их приобретение.

Первые трансформаторы, удовлетворяющие новым требованиям, компания ComEd уже начала эксплуатировать (трансформаторы сухого типа для использования в высотных зданиях).

США: требования по эффективности распределительных трансформаторов

По материалам журнала Transmission & Distribution World 7-2009

Кабельная арматура, Напряжение , Трансформаторы, Турбины, Электроэнергия , Энергия , Провод, Электропотребление, Электростанция, СРО

Логин:
Пароль:
Запомнить меня
Регистрация
Забыли свой пароль?
Войти как пользователь: