![]() | |
![]() ![]() |
На главную Энергоучет Энергосбережение в Европе применение энергоэффективных распределительных трансформаторов Электроснабжение Общее численное выражение ресурса энергосбережения в Европейском Союзе при применении энергосберегающих трансформаторов составляет около 22 млрд кВт•ч в год, что в ценах 1999 года составляло около 1,171 млрд евро в денежном выражении. Несмотря на эффективность отдельных установок, в целом потери в распределительных трансформаторах составляют 2 % от всей произведенной электроэнергии, или 1/3 от всех потерь вообще. Потенциал энергосбережения в области распределительных трансформаторов соизмерим с потенциалом сбережения электропривода (электродвигателей) и бытовых электроприборов.
Для оценки размера потерь достаточно сказать, что они соизмеримы с годовым потреблением электроэнергии 5,1 млн домов или годового производства трех самых крупных европейских угольных ГРЭС.
Изза долгого жизненного цикла распределительных трансформаторов обновление происходит достаточно медленно, но даже при этом к 2010 году ожидается эффект энергосбережения в размере 7,3 млрд кВт•ч за счет применения новых энергосберегающих моделей.
Примером активной политики в области энергосбережения по снижению непроизводительных потерь в трансформаторах можно считать США, где такие организации, как Министерство энергетики (DOE) и Агентство по охране окружающей среды (US EPA), системно взаимодействуют с энергетическими компаниями, распространяют информацию и соответствующее математическое обеспечение.
Одним из естественных препятствий на пути широкого и быстрого внедрения энергосберегающих моделей распределительных трансформаторов является высококонкурентный рынок. При этом замечено, что профессиональные участники рынка, восприимчивы к рациональной аргументации при наличии точного экономического расчета и достоверных методик измерения и оценки параметров конкретной модели транcформатора. Другими словами, когда им убедительно демонстрируют экономические преимущества энергосбережения.
Системная роль
Потери при передаче электроэнергии напрямую связаны с применяемым напряжением электрического тока, поэтому для целей передачи на расстояние стремятся применить наибольшее возможное напряжение с учетом нагрузки и организации сети. Такое преобразование электрической энергии по напряжению – сначала его увеличение в месте производства, а затем обратное снижение в районе потребления – осуществляется при помощи трансформаторов, которые стали неотъемлемой и весьма важной частью любой энергосистемы.
Распределительные трансформаторы
Энергопотери в трансформаторах
Потери холостого хода, или «в железе», т. е. затраты на создание магнитного поля в металлическом сердечнике при подключении трансформатора к сети даже в отсутствие нагрузки.
Потери нагрузки, которые вызваны сопротивлением обмоток, токами Фуко, циркулирующими при активной работе трансформатора как в сердечнике, так и в корпусе – иначе называемыми «потери в меди».
На самом деле трансформаторы, используемые в энергоснабжении, относятся к разряду механизмов с одним из самых высоких КПД. В них нет подвижных частей, и большие трансформаторы, установленные на электростанциях и в электротранспортных системах, имеют КПД свыше 99,75 %. Распределительные трансформаторы могут иметь КПД чуть меньший, но все равно около 99 %. Однако, несмотря на высокий КПД каждого отдельного трансформатора, потери происходят на каждом участке движения электроэнергии, связанном с ее преобразованием по напряжению. Даже в самых современных сетях потери на трансформаторное преобразование достигают 10 %, причем такие потери выше при малой или, наоборот, высокой нагрузке.
Системы энергоснабжения
В районе потребления производится понижение напряжения до величины 110–150 кВ. Именно при таких величинах напряжения электроэнергия обычно продается местным компаниям, осуществляющим ее распределение. При поставке энергии крупным промышленным предприятиям, возможно, величина напряжения не меняется, а при подводе к местным пунктам распределения напряжение снижается до величины 10–20 кВ и в таком виде поставляется на небольшие промышленные объекты, школы, больницы и другие общественные объекты, где преобразование будет осуществлено в соответствии с потребностями.
И в конце концов на распределительных подстанциях вблизи точек потребления производится последнее преобразование – понижение величины напряжения до стандартного во всей Европе уровня 400/230 В. Такая схема организации транспортировки и распределения с четырьмя уровнями напряжения является стандартной независимо от того, используется ли при этом подземные или воздушные способы организации подачи.
Одной из причин того, что именно такая схема была выбрана в качестве стандартной, является опыт, доказывающий ее оптимальность с точки зрения затрат, баланса спроса и предложения и величины (минимальной) потерь. При этом фактическое положение вещей несколько иное. Так, продолжают функционировать созданные ранее сети с промежуточными величинами напряжения, такими как 66, 50 кВ и др. Их доля медленно, но неуклонно снижается по мере обновления основных фондов, но все так же составляет значительную величину.
Производство электроэнергии
Выработка электроэнергии для собственных нужд прямо у места потребления основывается на доступности газообразного топлива и растет высокими темпами: есть основания полагать, что в ближайшем будущем она составит уже не 10, а все 20 % от всей произведенной в Европе электроэнергии.
Общая генерационная мощность в Европе (табл. составляет 550 млн кВт, причем на долю Франции и Германии приходится 35 %. Ожидается, что в период до 2010 года к этим мощностям прибавится так же около 60 млн кВт, а около 15 млн кВт будет ликвидировано.
Спрос и тенденции его роста
Несмотря на то что спрос резко рос в 60е и 70е годы, к настоящему времени темпы его роста значительно снизились.
На на данный моментшний день темпы ежегодного роста спроса на электроэнергию в Европе составляют около 1,7 % против, например, 4,3 % в 70х или 2,7 % в 80х годах. Разумеется, достоверно предсказать изменение темпов роста невозможно, но объединение компаний производителей и распределителей электроэнергии (UNIPEDE) полагает, что в ближайшие 15 лет эта величина будет мало отличаться от упомянутых 1,7 %.
Общие потери
Потери в системах распределения
Современные распределительные сети весьма сложны. Трансформаторы могут находиться или под полной нагрузкой весь год, или, наоборот, фактически ненагруженными, выполняя резервную роль или изза просчета в планировании спроса. При проектировании распределительной сети рассчитываются различные факторы: оптимизация нагрузки пространственная, по времени суток и сезонам, необходимость дублирования и, наоборот, обходных путей на случай непредвиденных обстоятельств. Решение задачи по оптимизации осложняется тем, что не все переменные величины являются достоверными на момент проектирования, и тем, что изменение существующей инфраструктуры может оказаться чрезвычайно дорогим. но современные технологии управления сетями включают даже такое мероприятие, как периодическое временное перемещение распределительных трансформаторов на другие участки сети при изменении нагрузок или эксплуатация в режиме перегрузки, что не может не сказаться на величинах потерь.
Распределительные трансформаторы
Общее число распределительных трансформаторов в Европе превышает 4 млн экземпляров ( 3, табл. . Но при этом на 30 % (по числу) распределительных трансформаторов, не принадлежащих генерационным компаниям, приходится 50 % от общей мощности, поскольку их мощностные параметры, несколько выше.
Послевоенное поколение распределительных трансформаторов изза отсутствия движущихся частей показало высокую жизнеспособность. Хотя проектные сроки эксплуатации составляли около 20–30 лет, фактически многие экземпляры безотказно служили гораздо дольше. Среднестатистический послевоенный европейский распределительный трансформатор служил около 30–40 лет. Одной из причин долголетия распределительных трансформаторов, установленных в 60х годах является то, что компании, в условиях тенденции роста спроса, устанавливали избыточное количество трансформаторов, изза чего многие из них длительное время работали в режимах малых нагрузок.
Отказы распределительных трансформаторов
В этой области проводилось несколько крупномасштабных исследований, которые не претендуют на полную репрезентативность, но тем не менее позволяют сделать определенную оценку. Так, исследование 1983 года, основанное на выборке объемом 47 000 транфсорматорогодов в 13 европейских странах, позволило заключить, что средний срок службы распределительного трансформатора до поломки составляет 50 лет. Основными причинами поломки являются недостатки конструкции, дефекты материала или изготовления. В части отдельных элементов основная часть отказов приходится на обмотки и электросоединения.
По данным другого исследования, уровень отказов распределительных трансформаторов составляет 0,2 % от общего числа в год.
Среди причин, побуждавших собственников к замене формально исправных трансформаторов, называются недопустимый уровень шума, несовместимость с новым поколением электроарматуры. Причем эти первопричины в большей степени побуждают владельцев к замене трансформаторов, нежели отказы.
Источник: Utility statistics, ECI estimates
Закупочная политика
Перепечатано с сокращениями из издания Европейского института меди (Тема «В» совместного с Европейской Комиссией проекта № STR167898BE).
![]() ![]() ![]() ![]() На главную Энергоучет 0.003 |
|