|
|
 |
|
|
|
| НОВОСТИ |
| ВЫБОР МОЩНОСТИ СИЛОВОГО ТРАНСФОРМАТОРА В УСЛОВИЯХ ЦИФРОВИЗАЦИИ |
|
В статье рассмотрена одна из актуальных проблем проектирования и эксплуатации электросетей: выбор мощности и загрузки силовых (распределительных) трансформаторов. Дан краткий обзор работ, посвященных этой теме. На основе результатов математического моделирования экономической эффективности трансформации электроэнергии исследована взаимосвязь удельной стоимости трансформации, номинальной мощности трансформатора, характеристик потерь холостого хода, нагрузочных потерь и загрузки трансформатора. Установлены оптимальные режимы эксплуатации трансформаторов различных классов энергоэффективности.
Введение
В распределительных электросетях нашей страны эксплуатируется примерно 3 миллиона силовых трансформаторов I – III габарита мощностью 25 кВА – 6300 кВА класса напряжения 6 кВ, 10 кВ, 20 кВ, 35 кВ [1]. При этом по разным оценкам [2] доля трансформаторного оборудования со сроком эксплуатации 30 лет составляет 55%. Это потребует ежегодных замен нескольких десятков тысяч штук трансформаторов. Одновременно количество вновь подключаемых трансформаторов указанных выше габаритов в 2021-2022 годах может также составить несколько десятков тысяч штук [3]. И в каждом случае замены трансформатора на существующем объекте или при установке трансформатора для электроснабжения нового объекта требуется, прежде всего, решить вопрос о мощности трансформатора и об оптимальных режимах его эксплуатации. Поэтому при проектировании сетей электроснабжения и при их эксплуатации всегда актуальна задача выбора оптимальной мощности силовых трансформаторов и оптимальных режимов нагрузки. Важность этой задачи многократно возросла в условиях цифровизации электроэнергетики и в связи с требованиями повышения энергоэффективности электросетевого комплекса. По мнению авторов работы [4] «…цифровизация с использованием методов непрерывного проектирования предоставляет средства оптимизации и повышения эффективности электросетевого комплекса». В этот тренд вписывается повсеместное внедрение энергоэффективного трансформаторного оборудования. Инновационное переформатирование электроэнергетики требует новых математических моделей, новых методологий для достижения новых целей.
Существующая методология выбора мощности и оптимальных режимов эксплуатации силовых (распределительных) трансформаторов
Основными нормативными документами по выбору мощности силовых (распределительных) трансформаторов для электроснабжения объектов/потребителей являются:
- НТП ЭПП-94. Проектирование электроснабжения промышленных предприятий. Нормы технологического проектирования (разделы 6.3 – 6.4).
- ГОСТ 14209-97. Руководство по нагрузке силовых масляных трансформаторов.
- СТО 56947007-29.180.074-2011. Типовые технические требования к силовым трансформаторам 6-35 кВ для распределительных электрических сетей (пункты 5.1 – 5.5).
Указанные документы определяют алгоритм выбора мощности как последовательность следующих шагов: 1) расчет суммарных нагрузок (мощностей электроприемников); 2) определение нескольких значений мощности трансформатора (не более трех) по допускаемой перегрузке; 3) экономический расчет выбранных вариантов и выбор наилучшего.
В основу классической методологии выбора мощности силового трансформатора в описанном алгоритме, как указано в работах [5, 6] положено определение допустимых нагрузок трансформатора, полученных при расчете тепловых переходных процессов. Усовершенствование, предложенное в работе [6], состоит в том, что номинальная мощность трансформатора выбирается по критерию минимума стоимости трансформации электроэнергии с учетом требований ГОСТ 14209-85 по нагрузочной способности и с учетом срока службы трансформатора, которое обусловлено тепловой деградацией изоляции. Методики экономической оценки выбранных вариантов силового/ распределительного трансформатора были узаконены только в отраслевом стандарте СТО 34.01-3.2-011-2017. Указаны два варианта: 1) минимизация приведенных затрат при эксплуатации трансформатора; 2) оценка совокупной капитализированной стоимости в соответствии с [7]. Стоит отметить, что методика, изложенная в главе 4 работы [7] сложна для практического применения, по признанию самих авторов.
Непригодность существующих нормативных документов по выбору мощности силовых/ распределительных трансформаторов для новых условий функционирования электросетевого комплекса нашей страны заключается в том, все они, во-первых: создавались для трансформаторов с характеристиками, нормированными ГОСТами времен СССР (например, ГОСТ 12022-76); во-вторых: предписываемый выбор, по существу, является не оптимизацией, а грубой подгонкой приблизительно подходящего трансформатора под условия эксплуатации. Инновационные энергоэффективные трансформаторы, как будет показано ниже, не вписываются в рекомендации действующих нормативно-технических документов. Более того, новая парадигма функционирования электросетей – это парадигма адаптивного управления, в том числе и энергоэффективностью передачи электроэнергии. Многолетние исследования автора настоящей статьи проблемы энергоэффективности силовых трансформаторов позволили сформулировать следующий тезис: энергоэффективность является управляемым состоянием трансформаторного комплекса [8]. Данный тезис заставляет по-новому поставить проблему выбора силового трансформатора для электроснабжения нового объекта (или трансформатора для замены на существующем объекте). НОВАЯ ПОСТАНОВКА ПРОБЛЕМЫ ЗАКЛЮЧАЕТСЯ В ТОМ, ЧТО УСЛОВИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ ДОЛЖНЫ ДИКТОВАТЬ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОТЕРЬ ТРАНСФОРМАТОРА. И в отраслевой литературе в последние годы появилось много публикаций по выбору параметров инновационных энергоэффективных трансформаторов [9 - 16].
В работе [9] дается оценка эффективности замены обычного трансформатора на энергоэффективный трансформатор большей мощности, но с меньшей загрузкой. Меньшая загрузка энергоэффективного трансформатора при этом проверяется на оптимальность по соотношению потерь холостого хода и короткого замыкания, как это сделано в работе [10]. Также сравнивается экономическая эффективность трансформатора с малой загрузкой и обычного трансформатора с большой загрузкой по критерию совокупной стоимости владения. Автор статьи Тульчинская И.Я. утверждает, что подобная замена экономически выгодна и также повышает надежность электроснабжения за счет большей перегрузочной способности и большего срока службы изоляции.
Алгоритмы принятия решений и технико-экономическое обоснование замены старых трансформаторов рассмотрены в работах специалистов ОАО «МРСК Северо-Запада» к.т.н. Высогорец С.П. и Никонова Д.И. [11], а также сотрудников Казанского государственного энергетического университета Хатановой И.А. и Елизаровой А.А. [12].
В работе белорусских специалистов [13] впервые получено, по существу, решение задачи управления энергоэффективностью трансформаторных комплексов; авторы выявили и исследовали взаимосвязь приведенных эксплуатационных затрат с параметрами эксплуатации трансформаторов до 1600 кВА и характеристиками потерь холостого хода и короткого замыкания. На основе этих взаимосвязей выведены аналитические зависимости для расчета потерь от режимов загрузки при условии минимума приведенных эксплуатационных затрат.
Начальник управления энергосбережения и повышения энергоэффективности филиала АОА «МСК Центра» - «Белгородэнерго» Н.В. Якшина в работе [14] всесторонне анализирует целесообразность применения энергоэффективных инновационных трансформаторов.
Автор настоящей статьи в статьях [15 – 16] впервые рассмотрел проблему обоснования и нормирования характеристик потерь энергоэффективных трансформаторов.
При этом все указанные работы в той или иной степени восходят к работе Федосенко Р.Я. [17]. В этой без преувеличения классической работе всесторонне рассмотрены различные аспекты рациональной эксплуатации трансформаторов в распределительной сети.
Основные положения новой методологии выбора силового трансформатора для распределительной сети
Краткий обзор работ, приведенный выше, содержит в себе основные контуры новой методологии выбора силового трансформатора для распределительной сети. Главный момент при этом – максимальный учет особенностей нагрузки объекта электроснабжения и обеспечение максимальной экономической эффективности электроснабжения. Существующая методология – выбор из ограниченного множества стандартизованных неоптимальных трансформаторов и их проверка на экономическую квазиоптимальность. В наступающей ЭРЕ ЦИФРЫ нет места таким решениям. В новых цифровых сетях электроснабжения силовой трансформатор должен иметь оптимальные для данного объекта электроснабжения параметры: мощность, характеристики потерь. Он должен оптимально встраиваться в сеть с существующей нагрузкой, обеспечивая минимальную стоимость трансформации электроэнергии.
Для выбора трансформатора в новых условиях необходимо изучить взаимосвязь финансовых показателей трансформации электроэнергии, параметров трансформатора (мощность, характеристики потерь) и условий эксплуатации (загрузка трансформатора). Как указано в работе [7], эта взаимосвязь очень сложна. Поэтому пока отсутствуют аналитические зависимости для решения задачи выбора оптимального трансформатора за один шаг алгоритма. Однако, получив в результате математического моделирования диапазоны оптимальных режимов работы трансформатора для минимальных стоимостей трансформации электроэнергии в определенных диапазонах потерь, можно получить новые рекомендации для формирования нового содержания нормативных документов, указанных выше. Но это будет вариант для отдельных потребителей, не имеющих возможности осуществить компьютерный выбор оптимального трансформатора для своего электроснабжения. Крупные потребители, электросетевые организации будут формировать требования к потерям своих трансформаторам, исходя из реальной потребности в электроэнергии технологического оборудования.
Анализ данных математического моделирования различных условий эксплуатации обычных и энергоэффективных трансформаторов
Ниже представлен анализ данных математического моделирования различных условий эксплуатации масляных и сухих трансформаторов мощностью 25 кВА – 2500 кВА.
Рассматривались по два варианта каждого типа трансформаторов: обычный (со стандартными характеристиками потерь) и инновационный (с магнитопроводом из аморфной стали).
продолжение читайте по ссылке: https://24rus.ru/news/economy/182211.html
Источник: https://24rus.ru/news/economy/182211.html
22.01.2021 - пятница |
|
|
| Лента новосткй |
|---|
01.12.2023, пятница
В Татарском районе установили новый трансформатор на высоковольтной подстанции АО "РЭС" (Новосибирская область). |  |
Последние несколько лет системообразующее электросетевое предприятие энергосистемы Новосибирской области – акционерное общество "Региональные электрические сети" – ведет активную реконструкцию высоковольтных электрических подстанций (ПС) на территории Новосибирска и области.
| 30.11.2023, четверг
За неделю «Россети Московский регион» установили в Подмосковье 50 новых трансформаторов |  |
Специалисты компании «Россети Московский регион» в рамках реализации программы по повышению надежности и качества электроснабжения потребителей за минувшую неделю заменили 50 трансформаторов на новые в различных населенных пунктах Московской области.
Так, на трансформаторных подстанциях севера Подмосковья установлены 20 новых трансформаторов 6-10 кВ с увеличением мощности.
| 29.11.2023, среда
30 ноября
1876 год. Российский изобретатель и предприниматель Павел Яблочков получил во Франции патент на создание трансформатора переменного тока. Аппарат представлял собой стержень с разомкнутым сердечником, на который наматывалась обмотка. Яблочкову удалось первым в мире разработать систему «дробления» электрического света, то есть питания большого числа свечей от одного генератора тока, основанную на применении переменного тока, трансформаторов и конденсаторов.
| 28.11.2023, вторник
На территории Подмосковья энергетики установили 50 новых трансформаторов |  |
За минувшую неделю специалисты компании «Россети Московский регион» в рамках реализации программы по повышению надежности и качества электроснабжения потребителей заменили 50 трансформаторов на новые в различных населенных пунктах Подмосковья.
Так, на севере региона установлены 20 новых трансформаторов 6-10 кВ с увеличением мощности.
| 27.11.2023, понедельник
Сотрудники ERSO собрали шестой аварийный трансформатор для Россетей. |  |
Машину изготовили в цехах уфимской площадки холдинга. Очередной трансформатор для аварийного запаса ПАО "Россети" изготовлен, апробирован и отгружен в адрес заказчика сотрудниками Уфимского трансформаторного завода. Наименование электротехнического изделия — ТДТН-40000/110/10/6,3-У1.
| 26.11.2023, воскресенье
Группа СВЭЛ обеспечила энергоэффективными трансформаторами новый завод по выпуску тракторов в Ростове-на-Дону. |  |
В поставку вошли 10 сухих трансформаторов СВЭЛ мощностью 2000 и 2500 кВА на напряжение 6 кВ. Устройства имеют энергоэффективное исполнение, снабжены дополнительной системой вентиляции и шкафом тепловой защиты. Такая модификация позволяет экономить на потерях электроэнергии, уменьшить тепловыделение и более гибко учитывать перепады нагрузок на оборудование.
| 25.11.2023, суббота
Завод «Энергия» в Раменском отметил 100-летний юбилей
Одна из ведущих российских компаний по выпуску уникального электротехнического оборудования «Энергия» отметила 100-летний юбилей. Сотрудники производства получили награды за продуктивную работу.
На сегодняшний день предприятие является одним из крупнейших в отрасли по выпуску высоковольтного электротехнического оборудования, однако в 1923 году это была небольшая артель «Раменский металлист».
За столетнюю историю деятельности коллективом завода разработаны, изготовлены и поставлены в энергосистему десятки тысяч единиц оборудования.
| 24.11.2023, пятница
«Россети Северный Кавказ» на 14% перевыполнили план ремонтной программы 2023 года |  |
«Россети Северный Кавказ» на 14 % перевыполнили запланированный объем ремонтной программы – ключевого элемента подготовки электросетевого комплекса к осенне-зимнему максимуму нагрузок на энергообъекты.
На мероприятия, реализованные энергокомпанией во всех регионах Северо-Кавказского федерального округа, направлено свыше 2,5 млрд рублей.
В числе ключевых выполненных работ в текущем году – ремонт более 4 тыс.
| 23.11.2023, четверг
Компания СУЭНКО успешно подготовила к зиме электрические сети в двух регионах Уральского округа - Курганской и Тюменской областях. Министерство энергетики России выдало СУЭНКО паспорт готовности. |  |
Электросетевой комплекс компании СУЭНКО успешно подготовлен к надежному электроснабжению потребителей в условиях зимних нагрузок. В Зауралье капитально отремонтировали 42 подстанции напряжением 35-110 киловольт, 244 трансформаторных подстанции и распределительных пунктов разного напряжения, более 2 тысяч километров ЛЭП.
Данил Анучин, директор АО "СУЭНКО":
- Этот документ - оценка готовности нашей работы за весь 2023 год.
| 22.11.2023, среда
"ЗЭТО": трансформаторы тока элегазовые ТОГФ-330 кВ. |  |
ТОГФ 330 кВ — измерительные трансформаторы тока, которые предназначены для передачи сигнала измерительной информации средствам измерений и устройством защиты и управления в открытых и закрытых распределительных устройствах переменного тока частоты 50 Гц на номинальное напряжение 330 кВ.
| 21.11.2023, вторник
Четвертый трансформатор установят на подстанцию «Нарва» |  |
Холдинг ERSO успешно отгрузил четвертый автотрансформатор на подстанцию 330 кВ «Нарва» в Ленинградской области, сообщила пресс-служба компании.
Сотрудники конструкторского бюро ERSO разработали специальную конструкцию для эт ...
| 20.11.2023, понедельник
Компания "МОДУЛЬ" отгружает подстанции в Курганскую область |  |
МОДУЛЬ регулярно поставляет БКТП и БРП в Курганскую область с 2021 года. По состоянию на октябрь 2023 года в Кургане установлено 13 блочных подстанций производства нашей компании. Одна из последних отгрузок прошла в застраивающийся проект КРТ - "Озеро Черное" по заказу региональной электросетевой компании СУЭНКО.
| 19.11.2023, воскресенье
В ИВАНОВСКОЙ ОБЛАСТИ РАСТЕТ ЧИСЛО РЕЗИДЕНТОВ ФОНДА "СКОЛКОВО" |  |
Статус участника проекта имеют 14 организаций
Резиденты фонда могут получать микрогранты на сумму до 4 млн рублей в год на развитие своих инновационных проектов. Кроме того, они не платят налоги на прибыль, имущество организаций и добавленную стоимость.
| 18.11.2023, суббота
Энергетики «Россети Урал» потратили на подготовку к зиме более 6 миллиардов рублей |  |
Компания «Россети Урал» завершила подготовку инфраструктуры к зиме и потратила на это более 6 миллиардов рублей. Об этом стало известно на всероссийском совещании министра энергетики РФ Николая Шульгинова.
«Общий объем финансирования программы эксплуатации и ремонтов «Россети Урал» в Свердловской, Челябинской областях и Пермском крае составил 6,5 млрд рублей.
| 17.11.2023, пятница
«Росэлектроника» разработала носимые тест-боксы для трансформаторных подстанций
Холдинг «Росэлектроника» Госкорпорации Ростех разработал носимые измерители параметров трансформаторов, заменяющие собой передвижные лаборатории. Оборудование выполняет весь необходимый цикл испытаний и может использоваться для контроля параметров подстанций, в том числе при низких температурах и в труднодоступных районах, рассказали в Ростехе.
"Измерители серии «Коэффицент-50» разработаны входящим в «Росэлектронику» НИИ электронно-механических приборов.
| 16.11.2023, четверг
"Россети Тюмень" в 2023г вложили 4,4 млрд руб в ремонтную кампанию |  |
ИНТЕРФАКС-УРАЛ - АО "Россети Тюмень" в 2023 году вложило в ремонтную программу на территории Тюменской области, ХМАО и ЯНАО более 4,4 млрд рублей, сообщает пресс-служба АО.
Специалисты компании провели ремонт более 1,8 тыс. км линий электропередачи (ЛЭП).
|
|
