Об уточнении нормативов и снижении потерь электроэнергии в силовых трансформаторах с учетом срока их службы

В последние годы появляется все больше публикаций и работ [1,2], подтверждающих, что с ростом срока службы силовых трансформаторов объективно увеличиваются потери холостого хода в результате старения магнитной системы, изменения структуры металла, ухудшения межлистовой изоляции, ослабления прессовки сердечника трансформатора и т.п.

При вводе трансформаторов в эксплуатацию и после капитального ремонта этот показатель не должен отличаться от указанного в протоколе заводских испытаний (паспорте) более чем на 5%. Однако на практике потери холостого хода эксплуатируемых силовых трансформаторов значительно превышают паспортные. Это видно из табл. 1, где приведены данные по одному из предприятий электрических сетей Мосэнерго). Их отличие (иногда более чем на 50%) нужно было бы учитывать при расчете нормативного уровня потерь электроэнергии в сетях [2].

По существу, методы измерений потерь холостого хода должны соответствовать ГОСТ 3484.1 и применяться с использованием измерительных трансформаторов с классом точности не ниже 0,1, ваттметров и амперметров – с классом точности не ниже 0,2.

По мнению заводов-изготовителей за срок 20-40 лет не могут увеличиться более чем на 5-10% от их паспортной величины. Результаты измерений потерь холостого хода в условиях эксплуатации типа приведенных в табл.1 могут оказаться существенно завышенными из-за низкой точности измерительных приборов, ошибок измерений, несовместимости исходных условий по определению паспортных данных и измеренных данных в эксплуатационных условиях. Поэтому для этого необходимо разработать, согласовать с заводами изготовителями и утвердить методики выполнения измерения потерь холостого хода силовых трансформаторов в условиях эксплуатации, чтобы их с уверенностью можно было сравнивать с паспортными данными трансформаторов.

Не менее важную проблему, которую активно пытаются решить в промышленно развитых странах, представляет замена старых силовых трансформаторов, еще не выработавших свой ресурс, на новые силовые трансформаторы с уменьшенными потерями холостого хода и короткого замыкания.

Ниже приводится обзор, выполненный по энергокомпаниям ряда стран, по внедрению силовых трансформаторов с пониженным уровнем потерь холостого хода и нагрузочных потерь [3].

В США, где в настоящее время общие потери в силовых трансформаторах составляют около 2% производимой в стране электроэнергии (около 60 млрд. кВт.ч) проводится программа EnergyStarпо внедрению высоко­эффективных трансформаторов с пониженным уровнем потерь хо­лостого хода и нагрузочных потерь. Снижение потерь в трансформаторах на 10 % дает ежегодную экономию 300 - 500 млн дол. В Европе замена трансформаторов на современные, наиболее эконо­мичные модели, может дать ежегодно экономию электроэнергии около 20 ТВт.ч, что составило бы около 2 млрд. евро.

Действенным средством стимулирования экономии электро­энергии является премия за использование трансформаторов с ма­лыми потерями [4].

Потери в сетях энергокомпании NationalGridна 20 % определяют­ся потерями в трансформаторах. На нагрев сетевых и блочных транс­форматоров уходит около 1,6 %производимой электроэнергии.

Таблица 1