Сегодня воскресенье 12 июля 2020 г. 03:21
сделать стартовой в избранное
О проекте
Контакты
Форум
Размещение рекламы
   
 
 
Логин Пароль  
 
 
запомнить на этом компьютере
регистрация  |  если забыли пароль
 
 
№148апрель 2020Энергетика и электротехника
Инновационный сухой трансформатор – реальная энергоэффективность
В общем объёме распределительных трансформаторов мощностью 25 кВА — 2500 кВА не менее 20% составляют сухие трансформаторы. Энергоэффективность масляных трансформаторов в сравнении с сухими рассмотрена всесторонне и довольно широко. Практически отсутствует и нормативная база по энергоэффективности сухих распределительных трансформаторов.

Рис. 1. Трансформатор типа ТСЛ производства ООО «Трансформер» с плоско-шихтованным магнитопроводом

Документация

Вступивший в силу 12 апреля 2017 года 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.

А вот Постановление Правительства РФ от 17 июня 2015 года № 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.

В отличие от России, в Европе проблемам энергоэффективности, в том числе сухих распределительных трансформаторов, уделяют очень большое внимание. Параметры энергосберегающих сухих распределительных трансформаторов регулирует документ HD538 «Трёхфазные 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 х.х. и к.з. (Таблица 1).

Таблица 1. Потери холостого хода и короткого замыкания по документу гармонизации ЕЭС HD538

Таблица 2. Значения потерь х.х. и к.з. в соответствии с Постановлением Правительства РФ
от 17 июня 2015 года N 600 «Об утверждении перечня объектов и технологий, которые относятся
к объектам и технологиям высокой энергетической эффективности»

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

Традиционные варианты конструкций сухих трансформаторов представлены на рисунках 1–2.

Рис. 2. Трансформатор типа ТС производства ООО «Электрофизика»
с плоско-шихтованным магнитопроводом

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

Ряд заводов производит сухие трансформаторы с магнитопроводами типа ЮНИКОР (рисунки 3–4).

Рис. 3. Трансформатор типа ТСЛ с витым магнитопроводом типа ЮНИКОР производства ООО «Завод «Электромашина»

Рис. 4. Магнитопровод ЮНИКОР

К новым типам сухих 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 ближе к измерительным трансформаторам напряжения, которые выполняют 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 этих устройств свойственны силовым, а не измерительным. Внешний вид трансформатора ТОМ и схема его включения в распределительную сеть показаны на рисунках 5.

Рис. 5. Схема включения ТОМ в распределительную сеть

Инновационными конструкциями сухих энергоэффективных распределительных трансформаторов являются образцы, представленные на рисунках 6–7.

Рис. 6. Трансформатор с магнитопроводом из аморфной стали производства GBE

ВВВ Рис. 7. Трансформатор с объёмным витым магнитопроводом производства ООО «Золотой Треугольник»

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 Таблице 3.

Таблица 3. Среднерыночная стоимость трансформаторов ТСЛ

Как выбрать поставщика?

Основные положения методологии и методики выбора поставщика в кратком изложении выглядят следующим образом.

Первое принципиальное положение новой методологии выбора поставщика распределительных трансформаторов заключается в выборе потерь х.х. и к.з. не из каталогов заводов, а на основе предполагаемого графика загрузки трансформатора.

Второе подразумевает проверку адекватности цен с помощью модели анализа, который показывает взаимосвязь цены распределительного трансформатора с его характеристиками потерь холостого хода и короткого замыкания.

Третье принципиальное положение новой методологии заключается в следующем: выбор поставщика должен осуществляться на основе критерия не минимальной цены, а минимальной полной дисконтированной стоимости владения трансформатором.

Четвёртое говорит о необходимости расчёта сроков окупаемости инвестиций в сухие энергоэффективные распределительные трансформаторы, которые предлагают заказчикам заводы-производители.

Пример

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

Этап 1. По формулам 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 варианта поставки трансформатора ТСЛ-1000/10:

  • по цене 946 000 рублей с НДС 20% с характеристиками Рхх = 1500 Вт Ркз = 9000 Вт;
  • по цене 800 000 рублей с НДС 20% с характеристиками Рхх = 2150 Вт Ркз = 8400 Вт.

Оба варианта не удовлетворяют требованиям по потерям х.х., но представляются очень выгодными по потерям к.з.

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

Этап 4. Определим адекватные цены вариантов 1 и 2.

  • Адекватная цена первого варианта по сравнению с базовым среднерыночным вариантом должна составлять 970 000 рублей с НДС 20%.
  • Адекватная цена второго варианта по сравнению с базовым среднерыночным вариантом должна составлять 1 335 000 рублей с НДС 20%.

Как видим, цена второго предложенного варианта явно не соответствует заявленным техническим характеристикам. Вполне возможно, что мощность реально изготовленного трансформатора ниже заявленной номинальной.

В результате устройство может перегреваться в процессе работы и в конечном счёте выйти из строя. Целесообразно остановиться на первом предложенном варианте.

Этап 5. 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 (экономический эффект от снижения полной стоимости владения энергоэффективным трансформатором) по сравнению со стандартным трансформатором составил 271 000 рублей.

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:

  • обоснованный подбор оптимальных потерь холостого хода и короткого замыкания как базовых показателей энергоэффективности распределительного трансформатора в зависимости от режимов работы;
  • сравнительный комплексный технико-экономический анализ оборудования разных поставщиков на базе упрощённой модели анализа изменения цены трансформатора при изменении потерь холостого хода и короткого замыкания;
  • оценку экономического эффекта от применения энергоэффективных трансформаторов и срока окупаемости инвестиций в энергоэффективные мероприятия.

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


Производители сухих распределительных трансформаторов в РФ и странах Таможенного союза:

  • АО «ХК «Электрозавод», Москва;
  • ООО «Трансформер», Подольск, МО;
  • ЗАО «ГК «Электрощит» — ТМ Самара», Самара;
  • ОАО «Электрощит», Чехов, МО;
  • АО «Группа «СВЭЛ», Екатеринбург;
  • АО «Уралэлектротяжмаш-Гидромаш», Екатеринбург;
  • ООО «Электрофизика», Санкт-Петербург;
  • МЭТЗ им. В.И. Козлова, Минск, РБ;
  • АО «Кентауский трансформаторный завод», Кентау, РК;
  • АО «Уральский трансформаторный завод», Уральск, РК;
  • ООО «НВА», Рассказово, Тамбовская область;
  • ООО «Завод Силовые Трансформаторы», Курган;
  • ООО «ПК «Славэнерго», Ярославль;
  • ООО «Проектэлектротехника», Шумерля, Чувашская Республика;
  • ООО «Комплектпромматериалы» («КПМ»), Санкт-Петербург;
  • ООО «Электромашиностроительный завод» («ЭМЗ»), Москва, Екатеринбург;
  • ООО «Завод «Электромашина», Кемерово.

Литература

  1. Кравченко А., Метельский В. Сухие и энергосберегающие трансформаторы // Электрик. — 2013. — № 4.
  2. 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.
  3. Савинцев Ю. М. Экспертный анализ рынка силовых трансформаторов: Часть 1: I – III габарит / Юрий Михайлович Савинцев. — [б.м.]: — Издательские решения, 2015. — С. 86.
  4. Савинцев Ю. М. Сухие силовые трансформаторы: жёсткая альтернатива или гармоничное дополнение? // Электрооборудование: эксплуатация и ремонт. — 2012. — №8 — С. 10-18.
  5. Савинцев Ю.М. Выбор поставщика — элемент стратегии внедрения энергоэффективных трансформаторов // Энергия единой сети. — 2019. — № 2 (44). — С. 48-56.
  6. Савинцев Ю.М. «Монетизация» энергоэффективности // Энергетика и промышленность России. — 2019. — № 5 (361). — С. 36-37.


«Промышленные страницы Сибири» №4-5 (148-149) апрель-май 2020 г.

скачать pdf


«Промышленные страницы Сибири» №4-5 (148-149) апрель-май 2020 г.




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

Новости
 
На энергетику упал спрос
Фото: wikimedia.orgВ апреле 2020 года в Единой......
 
 
«РОСНАНО» держит нос по ветру
Фото: rusnano.comФонд развития ветроэнергетики (СП «РОСНАНО» и......
 
 
«Угличкабель» нарастил объёмы производства новых типов продукции
Кабельный завод ООО «Угличкабель» увеличил выпуск кабелей......
 
 
В России могут появиться 25 заводов по выработке энергии из отходов
По крайней мере, такое намерение выразили корпорации......
 
 
У застройщиков выкупят 3 млн м2 жилья
Фото: дом.рфГосударственная компания «Дом.рф» выкупит у застройщиков......
 
 
Инвестиции упали, но эскроу-счета растут
Фото: Poranimm Athithawatthee from PexelsНесмотря на обещанную......
 
 
Системообразующих строителей оказалось мало
Фото: pxhere.comВ правительстве России утвердили список системообразующих......
 
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