Возможности для роста: энергоэффективные трансформаторы для повышения коммерческой рентабельности

Производительность трансформатора оказывает большое влияние на потребление электроэнергии, а также расходы на эксплуатацию и техническое обслуживание коммунальных предприятий, учитывая постоянную работу оборудования в течение его 25-летнего срока службы, что делает еще более важным инвестирование в энергоэффективные трансформаторы. Коммерческая жизнеспособность энергоэффективных трансформаторов в сочетании с низким уровнем проникновения на рынок высокоэффективных трансформаторов означает, что существует значительный потенциал для роста.

Трансформаторы — это статические устройства в электрических системах, которые передают электроэнергию между цепями посредством электромагнитной индукции. Их применение позволяет существенно экономить электроэнергию за счет увеличения напряжения и уменьшения тока, поскольку потери пропорциональны величине тока, протекающего по проводу. Обычно электричество проходит через четыре или пять трансформаторов на пути от электростанции к потребителю.

Трансформаторы имеют средний КПД около 98,5 процентов, что делает их одним из наиболее энергоэффективных устройств. Однако, учитывая их длительный срок службы, лучше инвестировать в высокоэффективные трансформаторы, чтобы избежать накопления значительных потерь энергии в совокупности. Кроме того, благодаря использованию материалов более высокого качества и оптимальной конструкции, а также более низкой стоимости обслуживания снижается количество внезапных отказов. Эти преимущества складываются и компенсируются неизбежным увеличением стоимости приобретения, поскольку при производстве высокоэффективных трансформаторов будет использоваться дополнительное количество меди в обмотках и более качественные материалы в сердечнике.

Наиболее распространенными трансформаторами являются жидкостные трансформаторы с обмотками, изолированными и охлаждаемыми жидкостью. Эти трансформаторы чаще всего используются электроэнергетическими предприятиями и их можно найти на всех этапах электросети, от повышения генерации до передачи и распределения. Обычно они заполнены минеральным маслом, которое легко воспламеняется и может быть запрещено для использования внутри зданий, но доступны огнестойкие жидкости. Например, трансформаторы, заполненные эфирным маслом, также рекламируются в густонаселенных районах/городах, чтобы свести к минимуму несчастные случаи из-за пожара.

Другой тип трансформатора — трансформатор сухого типа, который изолирован и охлаждается воздухом, циркулирующим через катушки. Эти трансформаторы встречаются в некоторых распределительных сетях и обычно используются коммерческими и промышленными потребителями, а не электроэнергетическими компаниями. Жидкостные трансформаторы, как правило, более эффективны, чем трансформаторы сухого типа при той же номинальной мощности (кВА). Они также имеют большую перегрузочную способность и более длительный срок службы.

Виды потерь

Потери холостого хода: Сюда входят как потери на гистерезис, так и потери на вихревые токи. Поток в сердечнике трансформатора практически постоянен для всех нагрузок – отклонение от состояния холостого хода до состояния полной нагрузки составляет около 1–3 процентов. В связи с этим потери в сердечнике считаются практически постоянными для данного трансформатора.

Потери нагрузки: также называемые потерями в меди или потерями при коротком замыкании. Эти потери возникают из-за резистивных потерь в обмотках/выводах и паразитных потерь, которые возникают из-за протекания вихревых токов в стальных конструкциях и обмотках. Эти потери пропорциональны квадрату тока.

Потери охлаждающего вентилятора: Это вызвано мощностью, потребляемой вентиляторами, охлаждающими радиаторную батарею/корпус трансформатора. Чем выше потери в трансформаторе, тем больше будет размер вентилятора. Это приведет к увеличению потерь в холодильных установках.

Бюро стандартов Индии выкупило пересмотренный стандарт IS 1180:2014 «Масляные распределительные трансформаторы наружного типа до 2500 кВА, 33 кВ включительно – Спецификация, часть 1, погружённая в минеральное масло». Этот стандарт расширяет область действия за пределы 200 кВА и до 2500 кВА и 33 кВ включительно. Использование холоднокатаного текстурированного материала с низкими потерями или новые технологии, такие как аморфные распределительные трансформаторы, используются в новых версиях трансформаторов, чтобы минимизировать потери энергии.