presentation_20251207101816 (1)

1.

Эволюция и
экономическая
эффективность
трансформаторост
роения
От истории развития и стандартов до классификации
энергоэффективности и окупаемости инвестиций

2.

Эволюция и экономическая эффективность трансформаторостроения
Table of
Contents
2
История развития трансформаторостроения
04
Эволюция стандартов в
05
трансформаторостроении
06
Классификация энергоэффективности
07
трансформаторов п…
08
Полные потери холостого хода и короткого
09
замыкания
10
Возможные сочетания классов
11
энергоэффективности
12
Параметры трансформаторов ТМГ-СВЭЛ
13
Методы расчёта потерь активной мощности и
энергии
Результаты расчёта потерь для классов X1K1,

3.

Эволюция и экономическая эффективность трансформаторостроения
Table of
Contents
3
Результаты расчёта потерь для классов X4K1,
14
X4K2, X…
15
Экономический анализ потерь электроэнергии
16
Капитальные вложения и эксплуатационные
17
издержки
18
Определение показателей эффективности и
19
окупаемости
Результаты расчётов срока окупаемости
Заключение и рекомендации по замене
трансформаторов

4.

Эволюция и экономическая эффективность трансформаторостроения
4
История развития
трансформаторостроения
Основа развития
трансформаторов
Развитие стандартов и
требований к
трансформаторам
• Это фундаментальное открытие
• Важнейшим этапом стало
положило основу развития
трансформаторов, которые стали
ключевыми элементами в
электротранспорте и
распределении электроэнергии.
систематическое развитие
стандартов и требований к
конструкциям и испытаниям
трансформаторов, что обеспечило
унификацию и повышение
качества производства.
Открытие электромагнитной
индукции Майклом Фарадеем
Совершенствование
трансформаторов в XIX и XX
веках
• История трансформаторостроения
• На протяжении XIX и XX веков
началась с открытия
электромагнитной индукции
Майклом Фарадеем в 1831 году.
трансформаторы
совершенствовались, что
позволило повысить надежность и
эффективность электросетей,
значительно расширить
масштабы электроэнергетики и
обеспечить стабильное
электроснабжение.

5.

Эволюция и экономическая эффективность трансформаторостроения
5
Эволюция стандартов в
трансформаторостроении
Стандарты XXI века для
испытаний и эксплуатации
Первый официальный
стандарт в
трансформаторостроении
Унификация технических
требований в 1985 году
ГОСТ Р 52719-2007 охватывает
параметры, методы испытаний и
условия эксплуатации.
ГОСТ 401-41,
регламентирующий
требования к
трансформаторам.
ГОСТ 11677-85 стал базисным
стандартом для унификации
технических требований на
многие годы.
ГОСТ Р 56738-2015 и ГОСТ Р 592392020 регулируют тестирование
изоляции, характеристики и
маркировку.
1
2
3
4
Развитие стандартов в
1960-х годах
Современный стандарт
ГОСТ 30830-2002
ГОСТ 11677-65, ГОСТ 12022-66,
ГОСТ 11920-66, ГОСТ 12965-67
уточняли требования к
конструкциям и испытаниям
различных типов
трансформаторов.
Соответствует IEC 60076-1:1993
и содержит общие технические
требования к силовым
трансформаторам.
5

6.

Эволюция и экономическая эффективность трансформаторостроения
6
Классификация энергоэффективности
трансформаторов по СТО 34.01-3.2-011-2021
Классы
энергоэффективности по
СТО 34.01-3.2-011-2021
СТО 34.01-3.2-011-2021
определяет четыре класса
энергоэффективности силовых
трансформаторов.
1 класс: стандартный
2 класс:
энергоэффективный
3 и 4 класс: высокий и
инновационный
Базовая серийная продукция с
традиционными
технологиями.
Усовершенствованная
технология, сниженные потери
холостого хода и короткого
замыкания.
3 класс - передовые
технологии для
максимального снижения
потерь.
4 класс - новейшие технологии
и материалы,
обеспечивающие наименьшие
потери.
Классы различаются по
уровню потерь, техническим
решениям и предназначены
для разных условий
эксплуатации и требований
надежности.
Такая классификация
способствует выбору
оптимального баланса между

7.

Эволюция и экономическая эффективность трансформаторостроения
7
Полные потери холостого хода и
короткого замыкания
Мощность, кВА
Х1
Х2
Х3
Х4
63
175
160
128
104
100
260
217
180
145
160
375
300
260
210
250
520
425
360
300
400
750
565
520
430
630
1000
696
696
560
1000
1400
957
940
770
1250
1500
1350
1150
950
1600
1950
1478
1450
1200
2500
2600
2130
2100
1750

8.

Эволюция и экономическая эффективность трансформаторостроения
Возможные
сочетания
классов
энергоэффектив
ности
8
Ркз \ Рхх
К1
К2
К3
Х1
Х1К1
Х1К2
Х1К3
Х2
Х2К1
Х2К2
Х2К3
Х3
Х3К1
Х3К2
Х3К3
Х4
Х4К1
Х4К2
Х4К3

9.

Эволюция и экономическая эффективность трансформаторостроения
9
Параметры
Значение
Мощность, кВА
25 – 3200
Номинальное напряжение
обмотки ВН, кВ
6 – 35
Номинальное напряжение
обмотки НН, кВ
0,4
Регулирование напряжения
ПБВ + 2 х 2,5%
Частота, Гц
50
Схема соединения обмоток
У/Ун-0; Д/Ун-11; У/Zн-11
Климатическое исполнение
УХЛ1
Параметры
трансформаторов
ТМГ-СВЭЛ

10.

Расчет потерь активной
мощности (∆P)
Определение максимального
числа использования
максимума нагрузки (τ_max)
Вычисление потерь
электрической энергии (∆W)

11.

Эволюция и экономическая эффективность трансформаторостроения
11
Результаты расчёта потерь для классов X1K1,
X1K2, X1K3
№ КТП
Sном, кВА
Sрасч, кВА
Число транс
τ, ч
Потери Вт и
кВт·ч для Х1
К1
К2
1
40
27,49
2
1700
155 / 0,53 /
3084,95
0,51 /
3050,82
-
5
100
88,89
2
2350
260 / 1,30 /
6384,18
1,15 /
6032,31
1,10 /
5924,62
7
250
198,75
1
2600
520 / 2,86 /
10635,3
2,39 /
9411,05
2,26 /
9074,18
К3

12.

Эволюция и экономическая эффективность трансформаторостроения
Результаты
расчёта потерь
для классов
X2K1, X2K2, X2K3
12
№
КТП
1
5
7
Sном, Sрасч, Число
кВА
кВА
транс
40
100
250
27,49
88,89
198,7
5
2
2
1
τ, ч
Потер
и Вт и
кВт·ч
для
Х2
К1
К2
1700
130 /
0,48 /
2646,
95
0,46 /
2612,
82
-
2350
217 /
1,21 /
5630,
82
1,06 /
5278,
95
1,02 /
5171,
26
2600
425 /
2,76 /
9803,
08
2,29 /
8578,
85
2,16 /
8241,
98
К3

13.

Эволюция и экономическая эффективность трансформаторостроения
№
КТП
5
7
8
Sном, Sрасч
кВА
, кВА
100
250
100
88,89
198,7
5
98,45
Числ
о
транс
2
1
2
13
τ, ч
Поте
ри Вт
и
кВт·ч
для
Х3
К1
К2
2350
180 /
1,14 /
4982,
58
0,99 /
4630,
71
0,94 /
4523,
02
2600
360 /
2,70 /
9233,
68
2,23 /
8009,
45
2,10 /
7672,
58
3200
180 /
1,31 /
6208,
65
1,13 /
5620,
90
1,07 /
5441,
01
К3
Результаты
расчёта потерь
для классов X3K1,
X3K2, X3K3

14.

Эволюция и экономическая эффективность трансформаторостроения
14
Результаты расчёта потерь для классов X4K1,
X4K2, X4K3
№ КТП
Sном, кВА
Sрасч, кВА
Число транс
τ, ч
Потери Вт и
кВт·ч для Х4
К1
К2
5
100
88,89
2
2350
145 / 1,07 /
4369,38
0,92 /
4017,51
0,87 /
3909,82
7
250
198,75
1
2600
300 / 2,64 /
8708,08
2,17 /
7483,85
2,04 /
7146,98
8
100
98,45
2
3200
145 / 1,24 /
5595,45
1,06 /
5007,70
1,00 /
4827,81
К3

15.

Эволюция и экономическая эффективность трансформаторостроения
Экономический
анализ потерь
электроэнергии
15
№ КТП
Sном,
кВА
Потери
электро
энергии
, кВт·ч
1
40
3084,95
2612,82
2212,93
1874,24
5
100
6384,18
5278,95
4630,71
3909,82
7
250
10635,3
0
8578,85
8009,45
7146,98
Х1К1
Х2К2
Х3К2
Х4К3

16.

Эволюция и экономическая эффективность трансформаторостроения
16
Капитальные вложения и
эксплуатационные издержки
Определение
капитальных
вложений
Состав капитальных
вложений
Капитальные
вложения включают
следующие
составляющие:
Стоимость
оборудования,
строительномонтажные работы,
транспортные
затраты.
Формула годовых
эксплуатационных
издержек
Состав
эксплуатационных
издержек
Назначение формул
затрат
Обзор затрат на
трансформаторные
установки
Эксплуатационные
издержки включают:
Формулы
обеспечивают
комплексный анализ
экономической
составляющей при
выборе и
эксплуатации
трансформаторов.
Затраты на
трансформаторные
установки состоят из
капитальных
вложений и годовых
эксплуатационных
издержек, что дает
полное
представление о
финансовых
расходах.
Амортизацию,
затраты на
обслуживание и
обучение, потери
электроэнергии,
прочие расходы.

17.

Эволюция и экономическая эффективность трансформаторостроения
17
Определение показателей эффективности и
окупаемости
Формула срока
окупаемости
трансформатора
Обозначения в формуле
Цель применения
методики
Учет классов
энергоэффективности
$T$ — срок окупаемости (лет);
Методика позволяет
сравнивать инвестиции и
экономию, определяя
наиболее выгодные
варианты замены.
Анализ показывает, что
современные классы
энергоэффективности
требуют разных сроков
окупаемости, зависящих от
загрузки и мощности
оборудования.
$К_1$, $К_j$ — капитальные
затраты на базовый и
энергоэффективный
трансформатор;
$W_1$, $W_j$ — годовые
потери электроэнергии
базового и
энергоэффективного
трансформатора.

18.

Эволюция и экономическая эффективность трансформаторостроения
18
№ КТП
Sном,
кВА
Sзагр,
кВА
Проце
нт
загруз
ки, %
Срок
окупа
емост
и, лет
Х2К2
Х3К2
1
40
27,49
69
21
23
35
5
100
88,89
89
10
12
43
7
250
198,75
80
10
15
56
Х4К3
Результаты
расчётов срока
окупаемости

19.

Эволюция и экономическая эффективность трансформаторостроения
19
Заключение и рекомендации по замене
трансформаторов
Экономическая
эффективность
трансформаторов
Экономическая
эффективность
трансформаторов
напрямую связана с
классом
энергоэффективности и
степенью загрузки.
Оптимальные классы
по сроку окупаемости
Недостатки класса
Х4К3
Влияние показателей
загрузки
Наиболее
оптимальными по сроку
окупаемости являются
классы Х2К2 и Х3К2,
обеспечивающие баланс
между затратами и
экономией.
Класс Х4К3, несмотря на
инновационность, в
условиях низкой
загрузки и малой
мощности оказывается
экономически
нецелесообразным из-за
чрезмерно долгого срока
окупаемости.
Существенное влияние
на окупаемость имеют
показатели загрузки: при
загрузке более 85% срок
окупаемости
приближается к
нормативному сроку
службы трансформатора.
Рекомендации по
выбору
трансформаторов
Рекомендуется
тщательно
анализировать
параметры эксплуатации
и графики нагрузки
перед выбором
трансформаторов, чтобы
обеспечить возврат
инвестиций и повысить
энергоэффективность
электросетей.