Энергоэффективный трансформатор должен быть от надёжного поставщика

div>

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:

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:

Выбор распределительных трансформаторов должен решать два принципиальных вопроса.

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.

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.

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*α_М)                                            (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:

∆С_п = ∆Д [1 - exp(-Т_сл*i)] / i      [у.е.]                                   (3)

∆Д = С_п*8760*(∆Р_хх + ∆Р_кз(∆_М)²)                                         (4)

Т_д = -ln(1-То*i) / i                                                                 (5)

Т_о = ∆С_ц/∆Д

Где ∆С_п — 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.;

С_п — стоимость потерь, у.е./кВТ·час;

∆С_ц — капиталовложения в применение энергоэффективного оборудования (разница в цене между энергоэффективным и стандартным трансформатором), у. е.;

∆Р_хх — разница в потерях холостого хода, кВт;

∆Р_кз — разница в потерях короткого замыкания, кВт;

i — норма процента доходности, о. е.;

Т_сл — срок службы трансформатора, лет;

Т_д — срок окупаемости при дисконтировании дохода от внедрения энергоэффективного трансформатора, лет;

Т₀ — бездисконтный срок окупаемости, лет.

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).

По формулам (1) и (2) получаем

Р_кз = 11333 Вт (до 12 470 Вт с учётом допуска +10% по ГОСТ Р 52719)

Р_хх = 1020 Вт (до 1173 Вт с учётом допуска +15% по ГОСТ Р 52719)

Предлагаются два трансформатора ТМГ-1000/10:

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

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

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.

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.

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.

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).