Выбор поставщика сухих энергоэффективных трансформаторов

КРАТКИЙ ОБЗОР КОНСТРУКЦИЙ СУХИХ ТРАНСФОРМАТОРОВ 

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 [1, 2]. Нормативная же база по энергоэффективности сухих распределительных трансформаторов практически отсутствует.  Введенный в действие 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. Только 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» 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 отличии от России, в Европе проблемам энергоэффективности, в том числе, сухих распределительных трансформаторов, уделяется очень большое внимание. Параметры энергосберегающих сухих распределительных трансформаторов 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 устанавливают следующие ограничения на потери х.х. и к.з. (Таблица  1). 

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

Мощность, кВА	100	160	250	400	630	800	1000	1250	1600	2000	2500	3150
Потери х.х., кВт	0,280	0,350	0,520	0,750	1,1	1,3	1,55	1,8	2,2	2,6	3,1	3,8
Потери к.з., кВт 75°C	1,575	2,275	2,975	3,95	6,2	7	7,875	9,625	11,375	14	16,625	19,25
Потери к.з., кВт 120°C	1,8	2,6	3,4	4,5	7,1	8	9	11	13	16	19	22
Ток х.х., %	1	0,9	0,8	0,8	0,8	0,6	0,6	0,6	0,6	0,6	0,4	0,4
Напряжение к.з., %	6	6	6	6	6	6	6	6	6	6	6	6

 

S =100 кВА	Pхх	250 Вт,
	Pкз	1750 Вт;
S = 160 кВА	Pхх	375 Вт,
	Pкз	2350 Вт;
S = 250 кВА	Pхх	530 Вт,
	Pкз	3250 Вт;
S = 400 кВА	Pхх	650 Вт,
	Pкз	4600 Вт;
S = 630 кВА	Pхх	800 Вт,
	Pкз	6750 Вт;
S = 1000 кВА	Pхх	1100 Вт,
	Pкз	10500 Вт;
S = 1600 кВА	Pхх	1700 Вт,
	Pкз	17000 Вт;
S = 2500 кВА	Pхх	2450 Вт,
	Pкз	25500 Вт

    Сухие распределительные трансформаторы производят следующие заводы (в РФ и в государствах Таможенного союза):  

• АО «ХК «Электрозавод», г. Москва;
• ООО «Трансформер», г. Подольск, МО
• ЗАО «ГК «Электрощит» - ТМ Самара» , г. Самара;
• ОАО «Электрощит», г. Чехов, МО;
• АО «Группа «СВЭЛ», г. Екатеринбург;
• АО «Уралэлектротяжмаш-Гидромаш», г. Екатеринбург;
• ООО «Электрофизика», г. С. –Петербург;
• МЭТЗ им. В.И. Козлова, г. Минск РБ;
• АО «Кентауский трансформаторный завод», г. Кентау, РК;
• АО «Уральский трансформаторный завод», г. Уральск, РК;
• ООО «Завод Силовые Трансформаторы», г. Курган;
• ООО «ПК «Славэнерго», г. Ярославль;
• ООО «Проектэлектротехника», г. Шумерля, Чувашская Республика;
• ООО «Завод «Электромашина», г. Кемерово;

 

Таблиц 3. Среднерыночная стоимость трансформаторов ТСЛ.  

Мощность, кВА	160	250	400	630	1000	1250	1600	2500
Цена, руб. с НДС 20%	320 000	440 000	560 000	715 000	930 000	1115 000	1 300 000	1 700 000

  ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ 

Предлагаемый алгоритм выбора поставщика сухих энергоэффективных распределительных трансформаторов основан на парадигме взаимосвязи потерь холостого хода и короткого замыкания и цены трансформатора и включает в себя следующие принципиальные моменты: 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. Алгоритм выбора в целом совпадает с алгоритмом выбора поставщика масляных трансформаторов, приведенный в [5]. В качестве примера применения  алгоритма, 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 

• 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 х.х., но представляются очень выгодными по потерям к.з.

 

Этап 3.

 

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

 

Этап 4.

 

            По модели работы [6] 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, приведенным в [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 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   Внедрение изложенного алгоритма 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. 

Список литературы  

1. Кравченко А., Метельский В. Сухие и энергосберегающие трансформаторы // Электрик. – 2013. - №4. – С.
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. – 86 с.
4. Савинцев Ю.М. Сухие силовые трансформаторы: жесткая 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.

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

      Рис. 2 Трансформатор типа ТС производства ООО «Трансформер» г. Подольск с плоско-шихтованным магнитопроводом. 

                                                    Рис. 3. Трансформатор типа ТСЛ с витым магнитопроводом типа ЮНИКОР 

                    Рис. 4.  Магнитопровод ЮНИКОР. 

             а) 

               б) 

          Рис. 5. Схема включения ТОМ в распределительную сеть     Рис. 

6. Трехфазная группа ТОМ для электроснабжения ретранслятора сотовой связи 

  Рис. 7. Трансформатор с магнитопроводом из аморфной стали. 

  Рис. 8. Трансформатор с объемным витым магнитопроводом.