16+
Регистрация
РУС ENG
http://www.eprussia.ru/epr/369-370/1481041.htm
Газета "Энергетика и промышленность России" | № 13-14 (369-370) июль 2019 года

Сухие энергоэффективные распределительные трансформаторы: кто в тренде?

Наука и новые технологии К.т. н. Юрий САВИНЦЕВ
Рис. 1. Трансформатор с магнитопроводом из аморфной стали

В общем объеме распределительных трансформаторов мощностью 25 кВА – 2500 кВА примерно 20 % составляют сухие трансформаторы. И если энергоэффективность масляных трансформаторов всесторонне рассмотрена довольно широко, то энергоэффективность сухих трансформаторов обсуждается крайне редко.

Нормативная же база по энергоэффективности сухих распределительных трансформаторов практически отсутствует. Введенный в действие 12 апреля 2017 г. отраслевой стандарт ПАО «Россети» СТО 34.01‑3.2‑011‑2017 «Трансформаторы силовые распределительные 6‑10 кВ мощностью 63‑2500 кВА. Требования к уровню потерь холостого хода и короткого замыкания» распространяется только на масляные трансформаторы мощностью от 63 кВА до 2500 кВА.

Только Постановление Правительства РФ от 17 июня 2015 г. № 600 «Об утверждении перечня объектов и технологий, которые относятся к объектам и технологиям высокой энергетической эффективности» охватывает все типы трансформаторов по коду 143115010 Общероссийского классификатора основных фондов (код 330.30.20.31.117 Машины энергосиловые и сварочные путевые и агрегаты по новому классификатору), но, опять‑таки, только мощностью от 100 кВА до 2500 кВА.


Конструкции сухих трансформаторов

В отличие от России, в Европе проблемам энергоэффективности, в том числе сухих распределительных трансформаторов, уделяется очень большое внимание. Параметры энергосберегающих сухих распределительных трансформаторов в странах Евросоюза регулирует документ HD538 «Трехфазные распределительные трансформаторы с рабочей частотой 50 Гц от 100 до 2 500 кВА с охлаждением сухого типа и максимальным напряжением не выше 36 кВ». Он устанавливает следующие ограничения на потери холостого хода и короткого замыкания (табл. 1).

tabl1.jpg



Постановление Правительства РФ от 17 июня 2015 г. № 600 «Об утверждении перечня объектов и технологий, которые относятся к объектам и технологиям высокой энергетической эффективности» устанавливает следующие значения потерь холостого хода и короткого замыкания для энергоэффективных трансформаторов (табл. 2; в таблице сохранены обозначение и структура исходного документа).

tabl2.jpg



За прошедшие годы конструкция сухих распределительных трансформаторов хотя и не претерпела существенных изменений, но за счет применения новых материалов и технологий их энергоэффективность повысилась. Кроме того, появились новые типы сухих трансформаторов.

Ряд заводов производит сухие трансформаторы с магнитопроводами типа ЮНИКОР.

К новым типам сухих трансформаторов относятся трансформаторы отбора мощности (ТОМ). Они представляют собой однофазные индуктивные трансформаторы прямого подключения к воздушным линиям электропередачи 110‑500 кВ. Отличительная особенность их основного применения – понижение напряжения между линией электропередачи и потребителем за одну ступень, без промежуточных трансформаций. Мощность этих устройств (10‑500 кВА) существенно меньше таковой для силовых трансформаторов на напряжения 110 кВ и выше, поэтому конструктивно они оказываются ближе к измерительным трансформаторам напряжения, которые выполняются не с катушечными, а со слоевыми обмотками высшего напряжения из относительно тонкого провода. По этой причине их иногда называют трансформаторами напряжения большой или увеличенной мощности. Однако основные функции, выполняемые этими устройствами, свойственны силовым, а не измерительным трансформаторам.

Среднерыночные цены на сухие распределительные трансформаторы типа ТСЛ без кожуха и без КИП, с алюминиевыми обмотками, климатического исполнения У3 и класса нагревостойкости обмоток F (155° С) представлены в табл. 3.

tabl3.jpg



Принципы выбора

Цель настоящей статьи – представление новой методологии для выбора поставщика сухого энергоэффективного распределительного трансформатора.

Первое принципиальное положение новой методологии выбора поставщика распределительных трансформаторов заключается в выборе потерь холостого хода и короткого замыкания не из каталогов заводов, а на основе предполагаемого графика загрузки трансформатора.

Второе принципиальное положение новой методологии заключается в проверке адекватности цен сухих энергоэффективных распределительных трансформаторов на основе модели анализа взаимосвязи цены распределительного трансформатора с его характеристиками потерь холостого хода и короткого замыкания.
Третье принципиальное положение новой методологии заключается в следующем: выбор поставщика должен осуществляться не на основе критерия минимальной цены, а на основе критерия минимальной полной дисконтированной стоимости владения трансформатором.

Четвертое принципиальное положение новой методологии заключается в необходимости расчета сроков окупаемости инвестиций в сухие энергоэффективные распределительные трансформаторы, которые предлагают заказчикам заводы-производители.

В качестве примера применения методики выбора ниже выбирается поставщик сухого энергоэффективного распределительного типа ТСЛ мощностью 1000 кВА сочетанием напряжений 10 / 0,4 климатического исполнения У3 с алюминиевыми обмотками без кожуха, без КИП, класса нагревостойкости изоляции F.

Пример выбора поставщика сухого энергоэффективного распределительного трансформатора
Требуется выбрать поставщика распределительного энергоэффективного масляного трансформатора мощностью для предприятия с суммарной полной установленной потребителей 1000 кВА. Загрузка трансформатора планируется на 30 % (αм = 0,30).

Этап 1. По формулам методики получаем:
Ркз = 11333 Вт (до 12 470 Вт с учетом допуска +10 % по ГОСТ Р 52719)
Рхх = 1020 Вт (до 1173 Вт с учетом допуска +15 % по ГОСТ Р 52719)

Этап 2. Предлагаются два варианта поставки трансформатора ТСЛ-1000 / 10:
• по цене 946  000 руб. с НДС 20 % с характеристиками Рхх=1500 Вт Ркз=9000 Вт;
• по цене 800  000 руб. с НДС 20 % с характеристиками Рхх = 2150 Вт Ркз = 8400 Вт.

Оба варианта не удовлетворяют требованиям по потерям холостого хода, но представляются очень выгодными по потерям короткого замыкания.

Этап 3. Выберем за базу среднерыночную цену трансформатора ТСЛ-1000 / 10 с характеристиками Рхх = 2100 Вт, Ркз = 9000 Вт. Цена такого трансформатора на рынке составляет 930  000 руб. с НДС 20 %. Для анализа адекватности представленных цен будем использовать эту цену

Этап 4. По модели работы определим адекватные цены вариантов 1 и 2.

Адекватная цена первого варианта по сравнению с базовым среднерыночным вариантом должна составлять 970  000 руб. с НДС 20 %.

Адекватная цена второго варианта по сравнению с базовым среднерыночным вариантом должна составлять 1  335  000 руб. с НДС 20 %.

Как видим, цена второго предложенного варианта явно неадекватна заявленным техническим характеристикам. Вполне возможно, что мощность реально изготовленного трансформатора ниже заявленной номинальной. В результате трансформатор может перегреваться в процессе работы и в конечном счете выйти из строя. Целесообразно остановиться на первом предложенном варианте.

Этап 5. По формулам рассчитываем экономический эффект от использования энергоэффективного трансформатора и срок окупаемости инвестиций в энергоэффективное оборудование.

Для выбранного энергоэффективного сухого распределительного трансформатора ТСЛ-1000 / 10 полный дисконтированный доход от применения энергоэффективного трансформатора (экономический эффект от снижения полной стоимости владения энергоэффективным трансформатором) по сравнению со стандартным трансформатором составил 271  000 руб.

Срок окупаемости инвестиций в энергоэффективный сухой распределительный трансформатор по сравнению со стандартным (не энергоэффективным) составил 0,62 года.


Выводы

Предложенная новая методика выбора поставщика сухих энергоэффективных распределительных трансформаторов на основе парадигмы взаимосвязи потерь холостого хода и короткого замыкания и цены трансформатора включает в себя: 1) обоснованный подбор оптимальных потерь холостого хода и короткого замыкания как базовых показателей энергоэффективности распределительного трансформатора в зависимости от режимов работы; 2) сравнительный комплексный технико-экономический анализ оборудования разных поставщиков на базе упрощенной модели анализа изменения цены трансформатора при изменении потерь холостого хода и короткого замыкания; 3) оценку экономического эффекта от применения энергоэффективных трансформаторов и срока окупаемости инвестиций в энергоэффективные мероприятия.

Внедрение данной методологии в практику закупки сухих энергоэффективных распределительных трансформаторов в масштабах всей страны позволит повысить надежность электроснабжения всех объектов независимо от их ведомственной принадлежности, а также предотвратит использование в распределительных электрических сетях оборудования низкого качества от недобросовестных поставщиков.

nt2.jpg



Выражаю искреннюю благодарность ведущим специалистам завода «Трансформер» (г. Подольск) к.т. н. В. И. Печенкину и к.т.н. А. В. Стулову за предоставленные материалы и конструктивное обсуждение содержания и выводов данной статьи.


Литература

А. Кравченко, В. Метельский. Сухие и энергосберегающие трансформаторы// Электрик. – 2013. – № 4.

Ю. М. Савинцев. Экспертный анализ рынка силовых трансформаторов. Часть 1: I‑III габарит. – Б. м. – 2015.

Ю. М. Савинцев. Сухие силовые трансформаторы: жесткая альтернатива или гармоничное дополнение?// Электрооборудование: эксплуатация и ремонт. – 2012. – № 8 – С.10–18.



Трансформаторы

Отправить на Email

Похожие Свежие Популярные

Войти или Зарегистрироваться, чтобы оставить комментарий.