Распределительный трансформатор работает 25–40 лет и всё это время греет воздух. Даже без нагрузки. Разница между двумя моделями одинаковой мощности — несколько сотен ватт, но, умноженная на 8760 часов в год и на десятилетия службы, она легко перекрывает разницу в цене.
Два вида потерь, которые ведут себя по-разному
Потери холостого хода (P0) возникают в магнитопроводе, как только на трансформатор подали напряжение. От нагрузки они не зависят: трансформатор, включённый в сеть на пустом складе, расходует столько же, сколько под полной нагрузкой. Их определяют качество электротехнической стали и конструкция магнитопровода.
Потери короткого замыкания (Pk), или нагрузочные, возникают в обмотках из-за их сопротивления. В паспорте их указывают для номинального тока, а при меньшей нагрузке они падают пропорционально квадрату тока: на половине мощности — до четверти паспортного значения.
Как посчитать годовые потери
Коэффициент формы нужен потому, что квадрат среднего меньше среднего значения квадратов. Если трансформатор полсуток загружен на 80 %, а полсуток стоит почти пустой, средняя загрузка составит 40 %, но потери в обмотках будут такими, как если бы она была около 57 %.
Калькулятор: сравнение двух трансформаторов
По умолчанию сравниваются два трансформатора 630 кВА: условный старый с паспортными потерями 1,3 и 7,6 кВт и современный, соответствующий требованиям ЕС Tier 2 (0,54 и 4,6 кВт). Подставьте данные из своих паспортов и свой тариф.
Трансформатор А
Трансформатор Б
У трансформатора А 0 % годовых потерь приходится на холостой ход и 0 % — на обмотки. За весь срок разница составляет 0 кВт·ч.
Трансформатор Б экономичнее. Если он дороже, сравните разницу в цене с суммой выше.
При этих условиях трансформатор А теряет меньше энергии. Так бывает при очень низкой или очень высокой загрузке: проверьте, правильно ли указано, какая модель какая.
Потери одинаковые.
Расчёт не дисконтирует будущие платежи и не учитывает рост тарифов; для тендерного сравнения используют капитализацию потерь, о ней ниже.
Что требует ЕС: Ecodesign Tier 2
С 1 июля 2021 года в ЕС можно вводить в оборот только распределительные трансформаторы, потери которых не превышают пределов второго этапа (Tier 2) Регламента 548/2014 с изменениями 2019/1783. Для масляных трансформаторов с обмоткой до 24 кВ и низкой стороной до 1,1 кВ пределы такие:
| Мощность | P0, не более | Pk, не более |
|---|---|---|
| 400 кВА | 387 Вт | 3250 Вт |
| 630 кВА | 540 Вт | 4600 Вт |
| 1000 кВА | 693 Вт | 7600 Вт |
Для сравнения: в паспортах масляных трансформаторов 630 кВА старых серий потери холостого хода часто превышают 1 кВт, а потери КЗ составляют 7–8 кВт. Поэтому замена исправного, но старого трансформатора иногда окупается без всякой аварии, только за счёт потерь.
Для сухих трансформаторов и других классов напряжения пределы другие, они приведены в том же регламенте. Для мощностей между табличными значениями предел определяют линейной интерполяцией.
Где трансформатор работает эффективнее всего
КПД трансформатора максимален, когда потери в обмотках равны потерям холостого хода. Отсюда простая формула оптимальной загрузки:
Современные распределительные трансформаторы сознательно проектируют под частичную загрузку, потому что большинство из них именно так и работает. Отсюда два практических вывода.
- Слишком мощный трансформатор «про запас» каждый год обходится в лишние деньги: его потери холостого хода больше, а обмотки почти не нагружены. Запас мощности закладывайте под реальное развитие, а не под «вдруг понадобится».
- На двухтрансформаторной подстанции с малой ночной или сезонной нагрузкой один трансформатор можно отключать. Это полностью убирает его P0, но требует соответствующей схемы и решения службы эксплуатации.
Капитализация потерь в тендере
Энергокомпании ЕС сравнивают трансформаторы не по цене, а по стоимости владения. Каждый киловатт потерь пересчитывают в деньги за весь срок службы:
Коэффициент A всегда больше B: холостой ход есть всё время, а обмотки нагружены лишь частично. Если указать A и B в техническом задании, производитель сам оптимизирует конструкцию под ваши условия: где-то добавит стали, где-то меди.
Что запросить у поставщика
- Гарантированные P0 и Pk при номинальном напряжении и 75 °C (для масляных), а не «типичные» значения из каталога.
- Протокол заводских испытаний конкретного экземпляра с измеренными потерями и напряжением КЗ.
- Соответствие Ecodesign Tier 2, если трансформатор изготовлен в ЕС для рынка ЕС, или обоснование, если нет.
- Напряжение короткого замыкания uk: от него зависят токи КЗ на стороне 0,4 кВ и возможность параллельной работы с имеющимися трансформаторами.
Как сопоставить обозначение старого трансформатора с европейскими параметрами, разобрано в материале об обозначениях ТМГ, ТСЗ, ТДН. Готовые позиции — в разделе каталога масляных распределительных трансформаторов.
Полезные источники
Обсудить проект
Расскажите о своей задаче. Мы поможем найти правильное направление и подготовить следующий шаг.

