Розподільчий трансформатор працює 25–40 років і весь цей час гріє повітря. Навіть без навантаження. Різниця між двома моделями однакової потужності — кілька сотень ват, але помножена на 8760 годин на рік і на десятиліття служби, вона легко перекриває різницю в ціні.
Два види втрат, які поводяться по-різному
Втрати холостого ходу (P0) виникають у магнітопроводі, щойно на трансформатор подали напругу. Вони не залежать від навантаження: трансформатор, увімкнений у мережу на порожньому складі, витрачає стільки ж, скільки під повним навантаженням. Їх визначає якість електротехнічної сталі і конструкція магнітопроводу.
Втрати короткого замикання (Pk), або навантажувальні, виникають в обмотках через їхній опір. У паспорті їх вказують для номінального струму, а при меншому навантаженні вони падають пропорційно квадрату струму: на половині потужності — до чверті паспортного значення.
Як порахувати річні втрати
Коефіцієнт форми потрібен тому, що квадрат середнього менший за середнє від квадратів. Якщо трансформатор пів доби навантажений на 80 %, а пів доби стоїть майже порожній, середнє завантаження 40 %, але втрати в обмотках будуть такими, ніби воно становило близько 57 %.
Калькулятор: порівняння двох трансформаторів
За замовчуванням порівнюються два трансформатори 630 кВА: умовний старий із паспортними втратами 1,3 і 7,6 кВт та сучасний, що відповідає вимогам ЄС Tier 2 (0,54 і 4,6 кВт). Підставте дані зі своїх паспортів і свій тариф.
Трансформатор А
Трансформатор Б
У трансформатора А 0 % річних втрат дає холостий хід і 0 % — обмотки. За весь строк різниця становить 0 кВт·год.
Трансформатор Б економніший. Якщо він дорожчий, різницю в ціні порівняйте із сумою вище.
За цих умов трансформатор А втрачає менше енергії. Таке буває при дуже низькому або дуже високому завантаженні: перевірте, чи правильно вказано, яка модель є якою.
Втрати однакові.
Розрахунок не дисконтує майбутні платежі і не враховує зростання тарифів; для тендерного порівняння використовують капіталізацію втрат, про неї нижче.
Що вимагає ЄС: Ecodesign Tier 2
З 1 липня 2021 року в ЄС можна вводити в обіг лише розподільчі трансформатори, втрати яких не перевищують межі другого етапу (Tier 2) Регламенту 548/2014 зі змінами 2019/1783. Для масляних трансформаторів з обмоткою до 24 кВ і низькою стороною до 1,1 кВ межі такі:
| Потужність | P0, не більше | Pk, не більше |
|---|---|---|
| 400 кВА | 387 Вт | 3250 Вт |
| 630 кВА | 540 Вт | 4600 Вт |
| 1000 кВА | 693 Вт | 7600 Вт |
Для порівняння: у паспортах масляних трансформаторів 630 кВА старих серій втрати холостого ходу часто перевищують 1 кВт, а втрати КЗ становлять 7–8 кВт. Саме тому заміна працездатного, але старого трансформатора іноді окупається без жодної аварії, лише на втратах.
Для сухих трансформаторів і для інших класів напруги межі інші, вони наведені в тому ж регламенті. Для потужностей між табличними значеннями межу визначають лінійною інтерполяцією.
Де трансформатор працює найефективніше
ККД трансформатора максимальний тоді, коли втрати в обмотках дорівнюють втратам холостого ходу. Звідси просте завантаження оптимуму:
Сучасні розподільчі трансформатори свідомо проєктують під часткове завантаження, бо більшість із них саме так і працює. З цього випливають два практичні висновки.
- Завеликий трансформатор «про запас» коштує грошей щороку: його втрати холостого ходу більші, а обмотки майже не навантажені. Запас потужності закладайте під реальний розвиток, а не під «раптом знадобиться».
- На двотрансформаторній підстанції з малим нічним або сезонним навантаженням один трансформатор можна вимикати. Це прибирає його P0 повністю, але потребує відповідної схеми і рішення служби експлуатації.
Капіталізація втрат у тендері
Енергокомпанії ЄС порівнюють трансформатори не за ціною, а за вартістю володіння. Кожен кіловат втрат перераховують у гроші за весь строк служби:
Коефіцієнт A завжди більший за B: холостий хід працює весь час, а обмотки — частково. Якщо вказати A і B в технічному завданні, виробник сам оптимізує конструкцію під ваші умови: десь додасть сталі, десь міді.
Що запитати в постачальника
- Гарантовані P0 і Pk при номінальній напрузі та 75 °C (для масляних), а не «типові» значення з каталогу.
- Протокол заводських випробувань конкретного екземпляра з виміряними втратами і напругою КЗ.
- Відповідність Ecodesign Tier 2, якщо трансформатор виготовлено в ЄС для ринку ЄС, або обґрунтування, якщо ні.
- Напругу короткого замикання uk: від неї залежать струми КЗ на стороні 0,4 кВ і можливість паралельної роботи з наявними трансформаторами.
Як зіставити позначення старого трансформатора з європейськими параметрами, розібрано в матеріалі про позначення ТМГ, ТСЗ, ТДН. Готові позиції — у розділі масляних розподільчих трансформаторів каталогу.
Корисні джерела
Обговорити проєкт
Розкажіть про свою задачу. Ми допоможемо знайти правильний напрям і підготувати наступний крок.

