Сегодня пятница 6 декабря 2019 г. 12:48
сделать стартовой в избранное
О проекте
Контакты
Форум
Размещение рекламы
   
 
 
Логин Пароль  
 
 
запомнить на этом компьютере
регистрация  |  если забыли пароль
 
 
№144ноябрь 2019Энергетика и электротехника
Энергоэффективный трансформатор должен быть от надёжного поставщика
Общемировая тенденция — применение энергосберегающих технологий, в том числе использование энергоэффективных распределительных трансформаторов при транспортировке электроэнергии от генерирующих предприятий к потребителю. Большинство производителей уже начали выпускать этот высокотехнологичный продукт, который снижает потери ресурса, и обеспечивает надёжность всей системы электроснабжения. Сегодня рынок масляных трансформаторов — крайне конкурентный.


Проблема

В современных «рыночных» условиях выбора поставщика участники тендеров вынуждены идти на снижение себестоимости трансформаторов за счёт уменьшения размеров, сокращения объема активных материалов (снижение изоляционных расстояний, объёма масла и количества «чёрного» металла, уменьшение числа гофр охлаждения, размеров каналов охлаждения и т. п.). Однако такой «экономичный» трансформатор в течение 2-3 лет эксплуатации начинает «газовать»: реально он проработает безотказно чуть больше гарантийного срока.

К сожалению, эти сознательные конструкторские «хитрости» выявить в процессе проведения приёмо-сдаточных испытаний в нормированном объёме не удаётся.

В современных условиях практически единственная возможность поставить барьер перед производителем, «заточенным» на выигрыш тендера любым способом:

  •  включить в ТУ на энергоэффективные распределительные трансформаторы требования о минимальном   уровне ЧР;
  •  провести испытания индуктированным напряжением повышенной частоты с измерением частичных разрядов  на заводе для каждого трансформатора.

Кроме того, по всей стране работает большое количество ремонтных предприятий, которые не только ремонтируют (зачастую это единственный выход для потребителя), но и выдают отремонтированные трансформаторы за новые, подделывая документы крупных заводов.

Проблема имеет несколько причин:

  •  отсутствует общегосударственная методология выбора поставщика — «барьер» для оборудования с  параметрами, не соответствующими современным требованиям;
  •  такая методология должна быть обязательна к применению для любого покупателя: частного или  государственного, и законодательно утверждена соответствующим государственным органом;
  •  обязательным для всех покупателей наряду с заводским контролем должен стать независимый контроль  параметров трансформаторов при вводе в эксплуатацию.

Постановка задачи

Выбор распределительных трансформаторов должен решать два принципиальных вопроса.

  •  Какой должна быть номинальная мощность приобретаемых трансформаторов?
  •  Какими должны быть потери холостого хода и короткого замыкания у приобретаемых трансформаторов для обеспечения энергосберегающих мероприятий?

Целостной методологии выбора трансформаторов в конкретных условиях эксплуатации на сегодняшний день не существует. Все организации действуют либо по наитию, опираясь на опыт компетентных сотрудников-снабженцев, либо проводят процедуры закупки по внутренним корпоративным протоколам, которые не учитывают необходимость решения вопросов обеспечения энергоэффективности электроснабжения.

Основные положения методологии

Для повышения энергоэффективности электроснабжения необходим системный подход: электропотребляющее оборудование и систему электроснабжения предприятия (объекта и т. д.) рассматривать в едином комплексе. Важно сочетание технических, экономических и организационных аспектов выбора поставщика. Предлагаемая методология подразумевает ряд пошаговых процедур, которые дают объективно оптимальный результат.


Первое — формирование оптимальных номинальных значений потерь на основе коэффициента загрузки трансформатора. Вектор процесса формирования значений потерь холостого хода и короткого замыкания необходимо развернуть на 180°. Сегодня не заводы-производители должны предлагать значения потерь: их должен задавать потребитель на основании загрузки трансформаторов.

Второе принципиальное положение новой методологии заключается в проверке адекватности предлагаемых поставщиком цен на энергоэффективные трансформаторы (на основе модели, изложенной в статье [11]).
Третье: выборать поставщика нужно не по принципу минимальной цены, а на основе критерия минимальной полной дисконтированной стоимости владения трансформатором [8].

Четвёртое принципиальное положение новой методологии заключается в необходимости расчёта сроков окупаемости инвестиций в энергоэффективные распределительные масляные трансформаторы, предлагаемые заводами-производителями.

Пятое — включить в процедуру выбора обязательный анализ перечня испытаний, которые проводит завод. Зачастую предприятия не проводят в полном объёме обязательные приёмо-сдаточные испытания распределительных трансформаторов. В результате по тендеру проходит оборудование, заведомо не соответствующее не только техническим характеристикам, но и требованиям надёжного электроснабжения.

Как выбрать трансформатор?

Первый этап — выбор характеристик энергоэффективного распределительного масляного трансформатора. Он основан на математической модели определения потерь холостого хода и короткого замыкания в зависимости от нагрузки трансформатора и выражается формулами, приведёнными в работе [5]:

 Pкз = (1 - Kэффм) * S / (2*αМ)                                            (1)
 Pхх = Pкз * (∝М)2                                                                (2)

Где S — номинальная мощность трансформатора, ВА;
Ркз — потери короткого замыкания Вт;
Рхх — потери холостого хода, Вт;
Кэффм — максимум коэффициент энергоэффективности (коэффициент полезного действия трансформатора);
αм — коэффициент загрузки, соответствующий максимуму коэффициента энергоэффективности.

Алгоритм действий первого этапа:
1. Потребная номинальная мощность и количество трансформаторов определяется, исходя из типа и установленной мощности электропотребляющего оборудования предприятия.
2. Коэффициенты загрузки αм трансформаторов определяются на основе данных, связанных с планируемым режимом эксплуатации трансформаторов.
3. Коэффициенты энергоэффективности трансформаторов Кэффм в зависимости от мощности задаются на основании данных из Постановления Правительства РФ от 17.06.2015 N 600 (Таблица 1).

Значения оптимальных потерь холостого хода и короткого замыкания определяются по зависимостям [5] на основании данных, полученных по результатам выполнения пунктов 1, 2, 3.

Второй этап — сбор ценовых предложений и характеристик поставщиков энергоэффективных распределительных масляных трансформаторов на основе требований, полученных по результатам первого этапа.

Отбираются предложения, в которых потери холостого хода и короткого замыкания не более тех, которые получены в результате расчёта на этапе 1.

Третий этап — анализ адекватности цен поставщиков энергоэффективных распределительных масляных трансформаторов. Вследствие высокой конкуренции некоторые поставщики прибегают к демпингу, из-за которого у покупателя нет объективного представления о реальной стоимости. Если взять за основу цену трансформатора с наихудшими значениями потерь холостого хода и короткого замыкания, то можно рассчитать, во сколько раз увеличится цена трансформатора с меньшими потерями холостого хода и короткого замыкания. Базовым можно выбрать либо одно из поступивших предложений, либо среднерыночную цену стандартного трансформатора (не энергоэффективного).

Сравнивая расчётные цены с ценами в полученных технико-коммерческих предложениях, можно получить однозначный вывод о завышении или занижении цен конкретным поставщиком и сделать выбор в пользу одного из них.


Согласно статистике, среднерыночная цена обычного (не энергоэффективного) трансформатора ТМГ, его масса, потери х.х. и к.з. зависит от мощности трансформатора. Данные зависимости можно использовать для получения базовых параметров не энергоэффективного трансформатора ТМГ с алюминиевыми обмотками климатического исполнения У1 для анализа адекватности предлагаемых цен на энергоэффективные распределительные трансформаторы.

Четвёртый этап — расчёт экономического эффекта от снижения полной стоимости владения энергоэффективным трансформатором с учётом дисконтированной стоимости потерь холостого хода и короткого замыкания и срока окупаемости.

Экономический эффект от применения энергоэффективного трансформатора рассчитывается по формуле:

∆Сп = ∆Д [1 - exp(-Тсл*i)] / i      [у.е.]                                   (3)
∆Д = Сп*8760*(∆Рхх + ∆Ркз(∆М)2)                                         (4)
Тд = -ln(1-То*i) / i                                                                 (5)
То = ∆Сц/∆Д

Где ∆Сп — полный дисконтированный доход от применения энергоэффективного трансформатора (экономический эффект от снижения полной стоимости владения энергоэффективным трансформатором), у. е.;
∆Д — годовой доход от внедрения энергоэффективного трансформатора, у. е.;
Сп — стоимость потерь, у.е./кВТ·час;
∆Сц — капиталовложения в применение энергоэффективного оборудования (разница в цене между энергоэффективным и стандартным трансформатором), у. е.;
∆Рхх — разница в потерях холостого хода, кВт;
∆Ркз — разница в потерях короткого замыкания, кВт;
i — норма процента доходности, о. е.;
Тсл — срок службы трансформатора, лет;
Тд — срок окупаемости при дисконтировании дохода от внедрения энергоэффективного трансформатора, лет;
Т0 — бездисконтный срок окупаемости, лет.

Пример выбора поставщика

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

Этап 1.

По формулам (1) и (2) получаем
Ркз = 11333 Вт (до 12 470 Вт с учётом допуска +10% по ГОСТ Р 52719)
Рхх = 1020 Вт (до 1173 Вт с учётом допуска +15% по ГОСТ Р 52719)

Этап 2.

Предлагаются два трансформатора ТМГ-1000/10:

  •  по цене 602 940 руб. с НДС 20%
     с характеристиками Рхх=1400 Вт Ркз=10500 Вт;
  •  по цене 594 000 руб. с НДС 20%
     с характеристиками Рхх=1100 Вт Ркз=10500 Вт.

По результатам отбора остается вариант 2. Первый вариант не удовлетворяет требованиям Рхх.

Этап 3.

Выберем за базу рыночную цену трансформатора ТМГ-1000/10 с характеристиками Рхх=1600 Вт Ркз=10800 Вт. Цена на рынке такого трансформатора будет составлять 514 000 руб. с НДС 20%.

Этап 4.

По модели работы [11] определим адекватную цену варианта 2.

Адекватная цена второго варианта по сравнению с базовым среднерыночным вариантом должна составлять 583 000 рублей с НДС 20%.

Разница адекватной цены и цены, представленной поставщиком составляет 2%, что свидетельствует об адекватности коммерческого предложения заявленным характеристикам.

Этап 5.

Для выбранного энергоэффективного распределительного масляного трансформатора ТМГ-1000/10 полный дисконтированный доход от применения энергоэффективного трансформатора (экономический эффект от снижения полной стоимости владения энергоэффективным трансформатором) по сравнению со стандартным трансформатором составил 247 000 руб.

Срок окупаемости инвестиций в энергоэффективный распределительный масляный трансформатор по сравнению со стандартным (не энергоэффективным) составил 2,2 года.


ФОРМУЛА (2)

Определяет значение коэффициента нагрузки трансформатора, при котором достигается экстремум (максимум) коэффициента энергоэффективности трансформатора. Найденный таким образом коэффициент нагрузки оказывается достаточно низким с точки зрения эффективности распределительной сети в целом, что приводит, в конечном счёте, к постоянному повышению тарифа на электроэнергию для конечного потребителя.  Поэтому дальнейшее развитие предлагаемой методологии заключается в дополнении её методом расчёта максимального, экономически обоснованного коэффициента нагрузки трансформаторов.


К СЛОВУ

При росте электропотребления на уровне примерно 10 млрд кВт час за год потребность в распределительных трансформаторах насчитывает примерно 54 000–73 000 штук (с учётом потребности для замен от 1% до 2% от общего количества установленных трансформаторов).


К СЛОВУ

  •  Постановление Правительства РФ от 17 июня 2015 г. N 600 «Об утверждении перечня объектов и технологий, которые относятся к объектам и технологиям высокой энергетической эффективности»;
  •  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.


ЛИТЕРАТУРА

  1. Савинцев Ю. М. Экспертный анализ рынка силовых трансформаторов: Часть 1: I – III габарит / Юрий Михайлович Савинцев. – [б.м.]: – Издательские решения, 2015. – 86 с.
  2. Савинцев Ю. М. Экспертный анализ рынка силовых трансформаторов: Часть 2: IV – VIII габарит / Юрий Михайлович Савинцев. – [б.м.]: – Издательские решения, 2016. – 106 с.
  3. Стулов А. В. Современные тенденции в проектировании силовых трансформаторов /А. В. Стулов, И. А.  Трофимович, А. И. Тихонов //Тезисы докл. междунар. науч.- техн. конф. (XIX Бенардосовские чтения) / Иван. гос. энерг. ун-т. – Иваново, 2017. – Т.3 – С.182-185.
  4. Якшина Н. В. Новый Стандарт ПАО «Россети» //Вести в электроэнергетике. – 2017. – № 3(89). – с. 38-42.
  5. Ивакин В. Н., Ковалев В. Д., Магницкий А. А. Нормирование энергоэффективности распределительных трансформаторов // Энергия единой сети. – 2017. – № 5 (34). – с. 20-31.
  6. Пекелис В. Г., Мышковец Е. В., Леус Ю. В. Определение оптимальных уровней потерь холостого хода и короткого замыкания для различных режимных условий работы трансформаторов мощностью до 1600 кВА // ЭЛЕКТРО. – 2003. – № 1. – с. 42-46.
  7. Тульчинская Я. И. Оценка эффективности применения трансформаторов с низким коэффициентом загрузки. // Электронный научный журнал «Нефтегазовое дело». – 2012. – №5. – с. 581 – 589.
  8. Руководство по оценке эффективности инвестиций в энергосберегающие мероприятия / Дмитриев А. Н., Ковалев И. Н., Табунщиков Ю. А., Шилкин Н. В. – М.: АВОК-ПРЕСС, 2005. – 120 с.
  9. Тихомиров П. М. Расчёт трансформаторов: Учеб. пособие для ВУЗов. – 5-е изд. перераб. и доп.// Энергоатомиздат. – 1986. – 528 с.
  10. Дымков А. М. Расчёт и конструирование трансформаторов: Учебник для техникумов // Высшая школа. – 1971. – 264 с.
  11. Савинцев Ю. М. «Монетизация» энергоэффективности //Энергетика и промышленность России. – 2019. – № 5 (361). – С. 36-37.
  12. Савинцев Ю. М. Выбор надёжного поставщика силовых трансформаторов – гарантия надежного электроснабжения // Энерго info. – 2009. – №10. – с. 48-50.


Текст: Юрий Савинцев, к.т.н., независимый эксперт.

Новости
 
Президент РФ расширит взаимодействие со странами БРИКС по экологичному топливу
Фото: kremlin.ruНа закрытии делового форума БРИКС президент......
 
 
Зам. министра энергетики РФ: «Неиспользуемый резерв мощности «Россетей» достигает 60% от общего объёма»
Фото: minenergo.gov.ruЗаместитель министра энергетики Российской Федерации Юрий......
 
 
Стоимость ВИЭ обходится всё дешевле
Фото: tno.nlЗа последние 9 лет стоимость солнечной......
 
 
«Россети» подружились со «Сколково»
Фото: gazprom-neft.ru«Россети» подписали с Фондом «Сколково» Соглашение......
 
 
Россия будет застраивать Африку?
Фото: рспп.рфВ ряде африканских стран существует целый......
 
 
Полностью благоприятной среды для жизни нет ни в одном городе России
Такие выводы можно сделать по результатам первого......
 
 
Минстрой предлагает скорректировать объём жилищного строительства
Фото: pxhere.comПо оценке Минстроя в период с......
 
АРХИВ НОВОСТЕЙ
   
   
© 2006-2017. Все права защищены. «Единый промышленный портал Сибири»
Цитирование приветствуется при условии указания ссылки на источник - www.epps.ru
© Создание сайта - студия GolDesign.Ru