Свяжитесь с компанией Toplit Transformer Co., Ltd Company
Подстанционные трансформаторы для электросетевых компаний и распределительных сетей
Подстанционные трансформаторы для работы в электросетях: для всех 28 выпускаемых номиналов опубликованы гарантированные потери холостого хода и короткого замыкания, ток холостого хода и полное сопротивление — именно эти показатели учитываются в формуле оценки заявок. Talite производит электрооборудование в Хайане, Наньтун, более трёх десятилетий и поставляет его более чем в 30 стран.
- ДЛЯ ПРОЕКТИРОВЩИКОВ ПОДСТАНЦИЙ
- ДЛЯ ЗАКУПОК ЭЛЕКТРОСЕТЕВЫХ КОМПАНИЙ
- ДЛЯ ПЛАНИРОВАНИЯ СЕТЕВЫХ АКТИВОВ ПЕРЕДАЧИ И РАСПРЕДЕЛЕНИЯ
Подстанционный трансформатор изменяет напряжение между линией электропередачи или субмагистральной линией и распределительной сетью внутри подстанции. Его номинальные параметры определяются сочетанием напряжений первичной и вторичной обмоток и передаваемой мощностью в кВА или МВА; для электросетей также указывают гарантированные значения потерь, поскольку их стоимость учитывают при оценке заявки.
Запросить техническое предложение
Получить гарантированные значения потерь для нужной мощности в кВА
- 35 кВ / 110–220 кВ Выпускаемые классы напряжения
- 800 – 63 000 кВА Диапазон мощностей с опубликованными параметрами
- ONAN / ONAF Охлаждение трёхфазных трансформаторов
- 6,5 – 10,5 % Полное сопротивление короткого замыкания
- 28 номиналов Опубликованы гарантированные потери
- 11 номиналов Опубликованы транспортные габариты и масса
Почему закупка подстанционных трансформаторов затягивается: сроки поставки, стоимость потерь и предложения, которые нельзя проверить
У электросетевых компаний нет недостатка в поставщиках. Не хватает предложений, которые можно сопоставить без догадок о цифрах, определяющих выбор победителя.
Ожидалось, что к 2025 году импорт обеспечит 80 % потребности США в силовых трансформаторах и 50 % — в распределительных, при прогнозируемом дефиците поставок силовых трансформаторов в 30 %.
С 2019 года спрос на силовые трансформаторы вырос на 116 %, а потребление электроэнергии в США после десятилетия снижения увеличилось на 7 % с 2020 года.
С 2023 года объявлено о создании новых производственных мощностей в Северной Америке на сумму более $1,8 миллиарда; это сокращает дефицит, но не устраняет его.
Инженер электросетевой компании в открытой публикации выразился прямо: “нам говорят, что теперь поставка обычных трансформаторов для электросетей может занять 72+ недель”. Другой сообщил: “Срок поставки должен был составить 2 года, но Eaton заявила, что может уложиться в 18”.
- Нагрузка центров обработки данных. Одному крупному комплексу может потребоваться больше мощности, чем среднему городу, а ЦОДы сегодня занимают одни из первых мест в очередях на присоединение к сети.
- Группы зарядных станций для электромобилей, которые увеличивают и пиковый спрос, и нагрузку на местные распределительные сети.
- Проекты в сфере возобновляемой энергетики: фотоэлектрическим электростанциям и ветропаркам нужны повышающие трансформаторы, прежде чем хоть один кВт·ч электроэнергии поступит в электросеть.
- Замена устаревающей электротехнической инфраструктуры и объектов электроэнергетики в сетях США и Европы, значительная часть которых была построена для централизованной генерации и однонаправленной передачи электроэнергии по более простым энергосистемам.
Все 4 направления конкурируют за одни и те же производственные мощности, поэтому сроки энергетических проектов, которые раньше определялись строительными работами, теперь зависят от поставки трансформаторов.
Циклы согласования чертежей — самая распространённая скрытая причина задержки заказа подстанционного трансформатора: каждый неурегулированный пункт спецификации (полное сопротивление, диапазон регулирования напряжения, расположение вводов, уровень шума, объём испытаний) требует нового полного цикла рассмотрения. Изученная для этой страницы тендерная документация электросетевой компании США отводит покупателю 2 недели на каждое согласование чертежей, но производитель при этом по-прежнему обязан соблюдать первоначальный срок отгрузки.
Ответ Talite — не обещание уложиться в определённое число недель. Компания заранее публикует технические параметры, необходимые проектировщику ещё до выпуска чертежей, чтобы первоначальный комплект документации был точнее.
Что на самом деле сообщали отраслевые издания в 2025 и 2026 годах
Вопреки распространённому мнению, что сроки поставки только растут, в опубликованном POWER в сентябре 2025 года обзоре цепочек поставок сообщалось об их сокращении для силовых трансформаторов на десять недель за квартал. В другой публикации POWER за 2026 год цитируется представитель отрасли, по словам которого типовой силовой трансформатор для подстанции можно поставить через 12–14 месяцев после утверждения первоначальных инженерных чертежей.
С какого момента отсчитываются 12–14 месяцев
Ко второй цифре стоит присмотреться: она показывает, где возникает проблема. Если заводу требуется 12–14 месяцев после согласования чертежей, то месяцы, потраченные на согласование неполной спецификации, уже не удастся наверстать.
Что мы делаем вместо обещаний о сроках
Этому и посвящена остальная часть страницы: все цифры опубликованы открыто. Более широкий контекст инфраструктуры, частью которой является наше оборудование, представлен в обзоре модернизации электросетей Министерства энергетики США.
Подстанционные трансформаторы Talite для электросетей: трёхфазные модели классов 35 кВ и 110–220 кВ
Силовые и распределительные трансформаторы применяются в самых разных условиях; здесь речь идёт только об оборудовании для подстанций. Talite выпускает 2 семейства подстанционных трансформаторов для электросетей и распределительных сетей: оба представляют собой маслонаполненные трансформаторы с магнитопроводом из холоднокатаной электротехнической стали с ориентированной структурой.
2 семейства, рассчитанные на снижение разных видов потерь
⤑
Они различаются не только классом напряжения. При проектировании каждого семейства акцент сделан на снижении своего вида потерь.
Трансформаторы класса 35 кВ серий S11 и SF11, от 800 до 31 500 кВА ▾
- Серия S11: ONAN, естественная циркуляция масла и воздуха, от 800 до 5 000 кВА, группа соединения обмоток Yd11.
- Серия SF11: ONAF, принудительное воздушное охлаждение, от 6 300 до 31 500 кВА, группа соединения обмоток YNd11.
- Высшее напряжение — 35 кВ или 38.5 кВ; низшее напряжение для S11 — 3.15, 6.3 или 10.5 кВ, для SF11 дополнительно предусмотрены 3.3, 6.6 и 11 кВ.
- Диапазоны переключения ответвлений без возбуждения: ±5 %, ±2,5 % или ±2 × 2,5 %.
- Полное сопротивление короткого замыкания: 6,5 % для мощностей от 800 до 2 500 кВА, 7,0 % — от 3 150 до 5 000 кВА, 8,0 % — от 6 300 до 20 000 кВА и 10,0 % — от 25 000 до 31 500 кВА.
Трансформаторы класса 110–220 кВ, от 6 300 до 63 000 кВА ▾
- Полное сопротивление короткого замыкания составляет 10,5 % во всём диапазоне.
- Для каждого номинала опубликованы транспортные длина, ширина, высота и полная масса: от 21 100 кг при 6 300 кВА до 71 800 кг при 63 000 кВА.
- Спроектированы и испытаны в соответствии с IEC 60076 и GB/T 6451.
Подробные параметры наиболее востребованной модели приведены на нашей странице силового трансформатора 110 кВ, а более широкая категория представлена в разделе силовых трансформаторов.
Определение для рынка
Как наш диапазон соотносится с обычным пониманием термина в Северной Америке
В практике США под этим названием обычно понимают трансформатор мощностью примерно от 300 до 12 500 кВА с первичным напряжением от 2 400 до 34 500 В, изготовленный по ANSI/IEEE C57.12.00 и C57.12.36. Именно такие параметры чаще всего подразумевают под этим термином, поэтому стоит прямо указать, как с ними соотносится продукция Talite.
- Прямое совпадение: серия класса 35 кВ охватывает мощности от 800 до 31 500 кВА при первичном напряжении 35 или 38.5 кВ, то есть соответствует верхней части указанного диапазона и области субмагистральных сетей.
- Выше обычного диапазона: серия класса 110–220 кВ мощностью от 6 300 до 63 000 кВА выходит за рамки общепринятого значения термина, но не противоречит ему.
- За пределами нашего ассортимента: у всех перечисленных здесь моделей напряжение обмотки низшего напряжения составляет 3.15 кВ или выше. Если вам требуется вторичное напряжение 480 В или 208 В, речь идёт о распределительном трансформаторе, которому эта страница не посвящена.
- Достаточно указать в письме, какой из 3 вариантов относится к вашей линии, и большая часть уточнений отпадёт.
Сопоставление названий: как электросетевые компании называют эти трансформаторы
Половина недоразумений при первом запросе связана с терминологией, а не с техническими вопросами. В Северной Америке, в практике IEC и на китайских заводах одно и то же оборудование называют по-разному, поэтому в таблице ниже показано, какой из наших диапазонов соответствует каждому запросу.
| Обычная формулировка запроса | Какое оборудование имеется в виду | Какой диапазон Talite подходит |
|---|---|---|
| Подстанционный трансформатор / подстанционные распределительные трансформаторы | Подстанционный трансформатор, выполняющий основное преобразование напряжения | Класс 35 кВ: 800–31 500 кВА; класс 110–220 кВ: 6 300–63 000 кВА |
| Высоковольтные трансформаторы / высоковольтные силовые трансформаторы | Трансформаторы для подключения к передающей сети напряжением выше 66 кВ | Класс 110–220 кВ |
| Трансформаторы среднего напряжения / трёхфазные трансформаторы | Работа на подстанциях субмагистральных сетей и сетей среднего напряжения | Класс 35 кВ, серии S11 и SF11 |
| Подстанционные трансформаторы с жидким диэлектриком | Маслонаполненное исполнение, а не исполнение сухого типа | Оба диапазона; все трансформаторы маслонаполненные |
| Понижающие трансформаторы / повышающие трансформаторы | Направление изменения напряжения в одном и том же оборудовании | Оба диапазона; исполнение определяется схемой обмоток |
| Трансформаторы комплектных подстанций | Трансформаторная секция в комплекте с непосредственно присоединёнными распределительными устройствами | Только трансформаторная секция; распределительные устройства поставляют другие компании |
| Трансформаторы наземной установки / трансформаторы для установки на опоре | Оборудование распределительной сети после подстанции, а не оборудование самой подстанции | Отдельные линейки распределительных трансформаторов, не представленные на этой странице |
Почему по расплывчатому запросу нельзя рассчитать цену
На самом деле таблица показывает, что запрос на трансформаторные решения или решения для электроснабжения редко бывает достаточно конкретным для расчёта цены, а просьба предложить ассортимент трансформаторов вообще не является спецификацией. Если указать условия работы в электросети и гарантируемые показатели, общее пожелание превращается в чёткое техническое задание; поэтому в первом ответе мы обычно задаём 4 вопроса, а не отправляем каталог специализированных трансформаторов. Расскажите, какие именно трансформаторы вам нужны, — и ответ придёт быстрее.
Одно важное разграничение перед отправкой спецификации
Перед отправкой спецификации стоит уточнить одно важное разграничение. Talite производит сам трансформатор, а не принятую в Северной Америке комплектную сборку, в которой трансформатор подстанции расположен между распределительными устройствами со стороны первичного и вторичного напряжения. Если вам требуется вся такая сборка, мы поставим трансформаторную секцию, а остальное — поставщик распределительных устройств.
Как устроены эти трансформаторы
Оба семейства Talite работают на принципе электромагнитной индукции: внутри герметичного бака шихтованный магнитопровод из стали с ориентированной структурой связывает первичную и вторичную обмотки. Каждое из перечисленных ниже конструктивных решений отражается в показателях потерь.
Какие свойства оборудования определяют гарантированные потери
Гарантия потерь — не рекламная цифра: она определяется свойствами активной части трансформатора и отводом тепла. Потери в магнитопроводе зависят от марки электротехнической стали с ориентированной структурой и выбранной при проектировании магнитной индукции, а потери короткого замыкания — от сечения проводников первичной и вторичной обмоток и добавочных потерь в баке и прижимных конструкциях.
Отвод тепла определяет способ охлаждения: при ONAN масло и воздух циркулируют естественным образом, а при ONAF вентиляторы повышают номинальную мощность той же активной части.
Каждый вольт диапазона регулирования напряжения ответвлениями изменяет коэффициент трансформации, а значит, и ток, который должна выдерживать обмотка при крайнем положении переключателя ответвлений.
Полное сопротивление — результат проектирования, а не произвольный выбор; отклонение от значений в нашей таблице меняет ток короткого замыкания и условия параллельной работы на общих шинах.
Таблица гарантированных потерь для 28 номиналов
Почему опубликованная гарантия полезнее диапазона из коммерческого предложения
Для каждого приведённого ниже номинала в таблице параметров Talite указаны гарантированные потери холостого хода, потери короткого замыкания и ток холостого хода. Именно эти значения подставляют в формулу оценки потерь, поэтому мы публикуем конкретные цифры, а не общие описания.
Таблица гарантированных потерь для 28 номиналов — таблица параметров Talite. Ток холостого хода указан в процентах от номинального тока.
В этом и суть. Указывать в предложении стоит лишь те гарантированные потери, которые подтверждаются испытаниями в присутствии заказчика; необходимые для этого приёмосдаточные испытания проводят по методикам измерений IEEE C57.12.90 и IEC 60076-1. Если вместо методики, указанной в тендере, применяется федеральная методика США, порядок испытаний установлен в 10 CFR 431.193.
Публикация этой таблицы — осознанный компромисс, о котором стоит сказать прямо. Она лишает поставщика обычной возможности незаметно скорректировать цифру на позднем этапе переговоров и позволяет любому инженеру сопоставить наши заявления с протоколом приёмосдаточных испытаний.
Уровни напряжения и разница в потерях: силовые трансформаторы классов 35 кВ и 110–220 кВ одинаковой мощности в МВА
Выбор класса напряжения по привычке обходится дорого, причём ошибка остаётся незаметной до конца первого полного года учёта потерь. В обоих семействах Talite есть 8 одинаковых номиналов мощности, поэтому их можно напрямую сравнить по опубликованным гарантиям. Результат показывает разницу, которую при выборе оборудования обычно не выражают в цифрах: исходные данные редко бывают доступны.
Одинаковая номинальная мощность, 2 класса напряжения. Все приведённые показатели — гарантированные значения Talite; проценты рассчитаны по ним, а не оценены приблизительно.
| Номинальная мощность | Потери холостого хода, 35 кВ | Потери холостого хода, 110–220 кВ | Разница | Потери короткого замыкания, 35 кВ | Потери короткого замыкания, 110–220 кВ | Разница |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 6 300 кВА | 5.24 кВт | 10.0 кВт | +90.8 % | 35.0 кВт | 36.9 кВт | +5.4 % |
| 8 000 кВА | 7.2 кВт | 12.0 кВт | +66.7 % | 38.4 кВт | 45.0 кВт | +17.2 % |
| 10 000 кВА | 8.7 кВт | 14.2 кВт | +63.2 % | 45.3 кВт | 53.1 кВт | +17.2 % |
| 12 500 кВА | 10.0 кВт | 16.8 кВт | +68.0 % | 53.8 кВт | 63.0 кВт | +17.1 % |
| 16 000 кВА | 12.1 кВт | 20.0 кВт | +65.3 % | 65.8 кВт | 77.0 кВт | +17.0 % |
| 20 000 кВА | 14.4 кВт | 24.0 кВт | +66.7 % | 79.5 кВт | 91.7 кВт | +15.3 % |
| 25 000 кВА | 17.0 кВт | 28.4 кВт | +67.1 % | 94.0 кВт | 110.7 кВт | +17.8 % |
| 31 500 кВА | 20.2 кВт | 33.5 кВт | +65.8 % | 112.0 кВт | 133.2 кВт | +18.9 % |
■ Класс 35 кВ
■ Класс 110-220 кВ
05101520253035
Номинальная мощность (кВА), прирост потерь холостого хода указан под каждой парой
Рисунок 1. Прирост потерь по классам напряжения, рассчитанный по гарантированным потерям холостого хода из таблицы выше. При каждой номинальной мощности потери в магнитопроводе у трансформаторов класса 110–220 кВ на 63–91 процент больше, чем у трансформатора 35 кВ той же мощности, причём эти потери возникают в течение всех 8 760 часов года.
Как понимать разницу потерь между классами напряжения
При переходе к классу 110–220 кВ для той же мощности в МВА потери холостого хода увеличиваются на 63 %–91 %, а потери короткого замыкания — лишь на 5 %–19 %. Более высокое напряжение сети требует большего магнитопровода и более мощной изоляции, что и проявляется прежде всего в потерях магнитопровода. Причина заложена в конструкции, а не в предпочтениях проектировщика.
Разница на протяжении 8 760 часов
Потери холостого хода возникают все 8 760 часов в году независимо от нагрузки линии. Потери короткого замыкания меняются пропорционально квадрату нагрузки трансформатора, поэтому при нагрузке 50 % составляют четверть номинального значения. Поэтому понижающая трансформаторная подстанция, которая большую часть года работает с небольшой нагрузкой, несёт гораздо большие дополнительные затраты из-за выбора более высокого класса напряжения, чем полностью загруженная промышленная линия.
Пример расчёта: 20 000 кВА, средняя нагрузка 50 %, 8 760 часов
- Класс 35 кВ, SF11-20000: 14.4 кВт × 8 760 = 126 144 кВт·ч потерь холостого хода, плюс 79.5 кВт × 0,25 × 8 760 = 174 105 кВт·ч потерь под нагрузкой → 300 249 кВт·ч в год.
- Класс 110–220 кВ, 20 000 кВА: 24.0 кВт × 8 760 = 210 240 кВт·ч, плюс 91.7 кВт × 0,25 × 8 760 = 200 823 кВт·ч → 411 063 кВт·ч в год.
- Разница для одинаковой номинальной мощности составляет 110 814 кВт·ч в год; её стоимость зависит от вашего тарифа, а среднее значение для США приведено в таблице 5.3 издания EIA Electric Power Monthly.
Это не довод против более высокого класса напряжения. Класс следует выбирать исходя из положения трансформатора в сети, а не по привычке.
Приведите разницу в потерях между классами напряжения на следующем рассмотрении проекта, чтобы дополнительные затраты попали в расчёт, а не обнаружились после первого полного года эксплуатации. Запросите показатели для своей мощности в МВА →
Сравниваете 2 класса напряжения для одной линии? Запросите сравнение потерь при одинаковой мощности в МВА на одном листе →
Условия работы в электросети по положению трансформатора: его место в распределительной сети определяет, какие потери важнее
Самая дорогая ошибка при выборе трансформатора — считать «минимальные потери» единственным показателем. Это не один показатель, и причина связана с затратами, а не с физикой.
Во сколько электросетевой компании обходится каждый киловатт потерь
В руководстве Rural Utilities Service Министерства сельского хозяйства США приведено условие оценки заявок: потери холостого хода оцениваются в $2 450 за кВт, потери короткого замыкания — в $1 304 за кВт, а вспомогательные потери — в $756 за кВт. Таким образом, по этой формуле киловатт потерь в магнитопроводе оценивается в 1.88 раза выше, чем киловатт потерь в обмотках.
3 группы условий работы в электросети — 3 разных решения
Диапазоны условий работы в электросети по месту установки. Нагрузка, при которой достигается максимальный КПД, равна квадратному корню из отношения потерь холостого хода к потерям короткого замыкания и рассчитывается по опубликованным гарантийным значениям Talite.
| Диапазон | Типичное место в электросети | Средняя нагрузка трансформатора | Преобладающие потери | Линейка Talite с подходящей расчётной нагрузкой |
|---|---|---|---|---|
| Диапазон A | Повышающий трансформатор генератора, питание непрерывного промышленного процесса | 70–90 % | Потери короткого замыкания | В первую очередь задайте гарантированное значение потерь короткого замыкания; проверьте его по данным проекта |
| Диапазон B | Главный трансформатор распределительной подстанции, городской фидер | 40–60 % | Сбалансированное соотношение | Линейка 110–220 кВ, максимальный КПД при нагрузке 49–52 % |
| Диапазон C | Резервный трансформатор по критерию N-1, группа однофазных трансформаторов с мощностью на случай аварии, условия работы при сезонном пике | 15–35 % | Потери холостого хода | Линейка S11 на 35 кВ, максимальный КПД при нагрузке 32–37 % |
| Граница диапазонов B/C | Фидер со смешанной коммерческой и жилой нагрузкой и летним пиком | 30–45 % | Основной вес имеют потери холостого хода | Линейка SF11 на 35 кВ, максимальный КПД при нагрузке 39–43 % |
Диапазон C — преобладают потери холостого хода
Диапазон B — сбалансированное соотношение
Диапазон A — преобладают потери короткого замыкания
0%20%40%60%80%100%
Средняя нагрузка трансформатора, процент от значения на табличке с паспортными данными
Рисунок 2. Нагрузка, при которой каждая линейка Talite достигает максимального КПД, в сопоставлении с тремя диапазонами условий работы в электросети. Максимальный КПД трансформаторов S11 на 35 кВ достигается внутри диапазона C, трансформаторов SF11 — на границе диапазонов B и C, а трансформаторов на 110–220 кВ — внутри диапазона B. Нагрузка максимального КПД равна квадратному корню из отношения потерь холостого хода к потерям короткого замыкания.
Как определить расчётную нагрузку по опубликованным гарантийным значениям
Нагрузка, при которой трансформатор достигает максимального КПД, равна квадратному корню из отношения потерь холостого хода к потерям короткого замыкания; она показывает, при какой нагрузке конкретный трансформатор работает с наибольшим КПД. Согласно нашим опубликованным гарантийным значениям, для трансформаторов S11 на 35 кВ это 32–37 %, для SF11 — 39–43 %, а для трансформаторов на 110–220 кВ — 49–52 %.
На следующем участке цепи
За оградой подстанции та же логика действует на следующем участке цепи: трансформаторы сетевой организации питают отдельные фидеры, и нагрузка трансформатора снова снижается. Компактные подключения к сети, объединяющие трансформатор и распределительное устройство, рассмотрены в разделе о комплектных подстанциях.
Почему в федеральном нормативе КПД используется точка малой нагрузки
Методика испытаний распределительных трансформаторов US Department of Energy определяет КПД при нагрузке 35 % от номинальной, указанной на табличке с паспортными данными, а не при полной нагрузке: на значительной части распределительной сети обычным режимом является малая нагрузка. Исследования нагрузки трансформаторов подстанций показывают то же с другой стороны: управление спросом может повысить коэффициент нагрузки отдельной подстанции примерно с 0.68 до 0.88, а это меняет приоритет при снижении потерь.
Место трансформатора в энергосистеме
Со стороны питания: в подстанцию входит линия электропередачи или субмагистральная линия, обычно на 110 кВ или 220 кВ для нашей линейки более мощных трансформаторов.
Сам трансформатор: трансформатор подстанции передаёт всю её мощность и имеет полное сопротивление от 6,5 % до 10,5 %.
Со стороны потребителей: от подстанции отходят распределительные линии среднего напряжения на 10.5 кВ или близкого уровня, питающие трансформаторы на опорах и трансформаторы наземной установки.
Последняя ступень: однофазные или трёхфазные трансформаторы наземной установки и трансформаторы на опорах окончательно снижают напряжение до потребительского.
В полном виде цепь выглядит так: на электростанциях повышающий трансформатор повышает выходное напряжение до уровня передачи электроэнергии на большие расстояния; трансформатор подстанции выполняет первое снижение напряжения; затем электроэнергия передаётся по воздушным линиям или подземным распределительным кабелям через распределительные сети; наконец, однофазные трансформаторы и трансформаторы наземной установки снижают напряжение до уровня электроснабжения жилых и коммерческих районов, а также городских и пригородных улиц. Именно многократное снижение напряжения составляет суть распределения электроэнергии, а последние трансформаторы, установленные на опорах, фактически обеспечивают питание домов, небольших предприятий и других бытовых и малых коммерческих потребителей этого фидера. Поскольку передача электроэнергии потребителям образует непрерывную цепь, повреждение в местной распределительной сети совсем не похоже на повреждение на подстанции.
В современной системе распределения электроэнергии напряжение снижают на трёх или четырёх уровнях; на последнем из них трансформаторы наземной установки и трансформаторы на опорах обслуживают жилые и коммерческие улицы. На каждой следующей ступени цепи средний коэффициент нагрузки ниже, чем на предыдущей, поэтому по мере приближения к потребителю влияние потерь холостого хода нарастает. Фидеры с распределённой возобновляемой генерацией добавляют ещё один фактор: при обратном перетоке мощности трансформатор подолгу остаётся под напряжением при малой чистой нагрузке, а значит, несёт потери холостого хода практически без полезной отдачи.
$138,948
Оценочная стоимость потерь одного трансформатора на 20 МВА и 35 кВ по опубликованным коэффициентам Rural Utilities Service: 14.4 кВт × $2 450 плюс 79.5 кВт × $1,304. Эту сумму добавляют к цене предложения до присуждения контракта.
Сопоставление требований IEC и ANSI к трансформаторам для сетевых организаций, изготовленным по IEC 60076
Этот раздел нужен каждому инженеру, составляющему спецификацию, но почти ни один поставщик не отвечает на такие вопросы на своём сайте: североамериканскому производителю просто не приходится этого делать. Talite изготавливает трансформаторы по IEC 60076 и GB/T 6451. Если ваша спецификация составлена по IEEE C57 и NEMA, девять пунктов требований будут действовать иначе, и каждый изменит какой-либо показатель в протоколе испытаний.
Сопоставление требований IEC и ANSI. Сравнение пунктов основано на SEAD Distribution Transformers Report Part 2, Test Method Review, таблицы 2-1–2-3.
| Пункт требований | IEC 60076-1 (2011) | IEEE C57.12.00-2010 | Что следует уточнить в заказе |
|---|---|---|---|
| Температура приведения потерь короткого замыкания | 75 °C | 85 °C | Укажите температуру приведения, иначе два предложения нельзя сравнить |
| Температура приведения потерь холостого хода | 75 °C; измерение при температуре на заводе, без поправки | Потери в магнитопроводе приводятся к 20 °C по формуле поправки | Укажите, требуется ли температурная поправка |
| Допуск по потерям | +15 % для каждого вида потерь, суммарное превышение — не более +10 % | Потери холостого хода +10 %, суммарные потери +6 % | Уточните применяемый допуск и формулу штрафа |
| Предел тока возбуждения | +30 % от расчётного значения | Не установлен | Прямо зафиксируйте гарантированное значение тока холостого хода |
| Ток при испытании на потери короткого замыкания | Допускается измерение при токе до 50 % от номинального | Требуется полный номинальный ток | Если вам нужно измерение при полном токе, укажите это в требованиях |
| Частота испытательного питания | Отклонение от номинальной — не более 1 % | Отклонение от номинальной — не более 0,5 % | Включите более жёсткий предел в программу испытаний |
| Форма кривой напряжения | Суммарное содержание гармоник — до 5 % | Не установлен | Укажите допустимый предел поправки на форму кривой |
| Симметрия трёх фаз | Разброс фазных напряжений — до 3 % | Не установлен | Сохраните предел IEC в качестве условия испытаний |
| Максимальная поправка на форму кривой | 3 % между средним и действующим значениями напряжения | При поправке свыше 5 % требуется улучшить форму кривой | До испытаний в присутствии заказчика согласуйте применяемое правило |
Одна строка, незаметно искажающая сравнение предложений
Сопротивление обмотки растёт с температурой, поэтому потери короткого замыкания, приведённые к 85 °C, выше тех же фактических потерь, приведённых к 75 °C. Если без поправки поставить рядом значения потерь короткого замыкания по IEC и ANSI, первое будет выглядеть выгоднее, чем есть на самом деле.
Разные мерки, а не уловка
Это не означает, что кто-то обманывает. Просто используются разные мерки. Talite не станет заявлять преимущество, обусловленное температурой приведения, поэтому мы указываем условия, принятые при испытаниях, для каждого гарантированного показателя и по запросу пересчитаем значения для 85 °C.
К каким трансформаторам применяется правило US Department of Energy о КПД
Согласно 10 CFR 431.192, распределительный трансформатор должен иметь линейное входное напряжение не более 34.5 кВ, линейное выходное напряжение не более 600 В, работать при 60 Гц и, для трансформаторов с жидким диэлектриком, иметь мощность от 10 до 5 000 кВА. У всех трансформаторов подстанций на этой странице обмотка низшего напряжения рассчитана на 3.15 кВ или выше, поэтому указанное правило на них не распространяется.
Практический вывод скорее тревожный: для этих трансформаторов нет федерального минимума КПД, который обеспечивал бы нужный результат без дополнительных требований. Решающее значение имеет пункт об оценке потерь в вашей спецификации, поэтому у каждого участника закупки стоит запросить гарантированные значения в письменном виде.
Сопоставление дополняют два конструктивных вопроса
Сопоставление дополняют два конструктивных вопроса: решить их на раннем этапе дёшево, а на позднем — дорого. Документация одного из тендеров сетевой организации США формулирует первое требование прямо: “На всех чертежах размеры должны быть указаны в футах и дюймах; одних метрических размеров недостаточно”, при этом допускается указание размеров в обеих системах. Для проектов в Северной Америке Talite выпускает чертежи с размерами в обеих системах и указывает номинальные параметры понижающих трансформаторов подстанций в обеих системах единиц.
Ведомость транспортных ограничений: габариты и масса при перевозке, условия подъезда к месту установки
Если трансформатор подстанции не может прибыть на место установки к обещанной дате, сроки поставки сорваны независимо от того, насколько малы его потери. Транспортные ограничения определяются двумя величинами для каждого варианта номинальных параметров, но большинство поставщиков не публикуют ни одну из них.
Ведомость транспортных ограничений — габариты при перевозке и полная масса для линейки 110–220 кВ. Размеры указаны в порядке: длина × ширина × высота.
Масса трансформатора подстанции — показатель, который часто оказывается неожиданным. При переходе от 6 300 к 63 000 кВА трансформатор становится тяжелее в 3.4 раза, а занимаемая площадь увеличивается примерно наполовину; поэтому главным ограничением вместо ширины ворот становятся несущая способность грунта и грузоподъёмность крана, причём нужно учесть и другое оборудование подстанции, доставляемое по той же подъездной дороге.
Вопросы о подъезде к площадке, на которые стоит ответить до заказа
Какова минимальная высота проезда над последним участком маршрута и какой будет высота погруженной платформы?
Какова допустимая нагрузка на ось при проезде последнего моста и требуется ли обследование маршрута для получения разрешения на перевозку негабаритного груза?
Есть ли место для установки крана, откуда он сможет достать до центра фундамента без пересечения действующей системы шин?
Учитывает ли проект фундамента полную массу из приведённой выше ведомости вместе с залитым маслом?
В США разрешения на перевозку негабаритных и тяжеловесных грузов оформляются отдельно в каждом штате; практической отправной точкой для изучения маршрута служит сводка правил выдачи разрешений по штатам, подготовленная Federal Highway Administration. Talite включает транспортные габариты в техническое предложение, чтобы перевозчик мог начать изучение маршрута одновременно с согласованием чертежей, а не после него.
Другое электрооборудование, с которым должен работать трансформатор
Трансформатор подстанции никогда не выбирают отдельно от остального оборудования: на него влияют несколько смежных решений. Если принять их заранее, проект подстанции обойдётся без повторной разработки чертежей.
Коммутация и защита: высоковольтные выключатели со стороны ввода и их отключающая способность, на выбор которой влияет заданное вами полное сопротивление трансформатора.
При проектировании новой подстанции рабочая последовательность такова: сначала определяют полное сопротивление, напряжение и ток, затем выбирают трансформатор, а после — компоновку распределительного устройства вокруг него. Настройки управления электроснабжением и защиты задают на основе этих решений, а не наоборот. Понимание последовательности работ на трансформаторной подстанции помогает реалистично определить сроки ввода в эксплуатацию.
Что производитель трансформаторов для подстанций должен предоставить заказчику: протоколы испытаний, стандарты и границы заявлений
О барьере списка согласованных поставщиков прямо
Самое трудное возражение для поставщика, которого нет в вашем списке согласованных поставщиков, связано не с техникой. Как прямо выразился инженер сетевой организации в открытом обсуждении двенадцатимесячного срока поставки: “Большинство коммерческих застройщиков и сетевых организаций закупают продукцию только у производителей из короткого списка согласованных поставщиков”.
Что на самом деле подтверждает включение в короткий список
Такая позиция обоснованна, и спорить с ней бессмысленно. Полезнее понять, какие гарантии даёт заказчику короткий список, и представить подтверждающие документы напрямую. Выбирая производителей трансформаторов для сетевых организаций, покупатели на самом деле проверяют четыре вещи: результаты испытаний, опыт эксплуатации, комплект документации и возможность получения запасных частей.
Наша позиция по документации без прикрас
Мы называем системы менеджмента, по которым работаем, и стандарты, по которым изготавливаем трансформаторы, но не публикуем номера сертификатов сторонних организаций на рекламной странице. Если для квалификационной оценки поставщика вам нужны копии сертификатов, протоколы типовых испытаний или перечень эксплуатируемых трансформаторов, мы предоставим их для конкретных номинальных параметров и проекта, а не в подтверждение общего заявления. В большинстве запросов из Северной Америки в итоге ссылаются на руководство Rural Utilities Service по оценке потерь, поэтому мы начинаем с него.
Приёмо-сдаточные испытания по пункту 8.2.1 ANSI C57.12.00; заказчик вправе присутствовать на любых из них или на всех.
Испытание уровня шума по NEMA TR-1 предлагается за отдельную плату, а не включается по умолчанию.
Анализ растворённых в масле газов через 30 дней после окончательной сборки; шприцы и транспортную тару предоставляет производитель.
Отгрузка возможна только после согласования с сетевой организацией: это обязательная контрольная точка, а не формальность.
Кооперативные сетевые организации дополнительно требуют включения в перечень. В спецификации одного коммунального округа сказано: “Поставляемые трансформаторы должны соответствовать требованиям Rural Utility Services (RUS) и быть включены в Informational Publication 202-1 – List of Materials.”
IEC 60076
Основа проектирования и испытаний силовых трансформаторов
GB/T 6451
Спецификация масляных силовых трансформаторов
ISO 9001
Система менеджмента качества
ISO 14001
Система экологического менеджмента
ISO 45001
Охрана труда и производственная безопасность
CCC
Обязательная сертификация в Китае
Требования безопасности и условия эксплуатации, которые нужно указать в спецификации
Пожарная безопасность и предотвращение загрязнения окружающей среды: объём масла, вместимость обвалования и безопасные расстояния определяются условиями площадки и влияют на конструкцию бака и порядок поставки.
Регулирование напряжения: нужно определить, обеспечит ли его здесь устройство регулирования под нагрузкой или оборудование ниже по цепи распределения.
Применимые международные стандарты и приоритетный стандарт на случай противоречий между ними.
Условия установки трансформатора: высота над уровнем моря, диапазон температуры окружающей среды, класс сейсмостойкости и уровень загрязнения влияют на допустимые номинальные параметры или конструкцию.
Эти четыре условия влияют на работу трансформатора в эксплуатации не меньше, чем гарантированные значения потерь, а согласовать их в первую неделю недорого.
Где применяются наши трансформаторы
Трёхфазные масляные трансформаторы Talite для подстанций изготавливаются по спецификациям заказчиков, а не продаются по каталогу; одни и те же основные линейки подходят для разных условий работы в электросети.
Работа на подстанциях сетевых организаций: группы однофазных трансформаторов подстанций номинальной мощностью в кВА и класса МВА снижают напряжение при переходе от магистральной передачи к распределительной сети среднего напряжения.
Промышленные объекты и применения: трёхфазное электроснабжение завода через трёхфазную подстанцию, где промышленные трансформаторы питают один объект, а не сеть.
Подключение генерирующих объектов: трёхфазный масляный повышающий силовой трансформатор для подключения генератора, в том числе на солнечных электростанциях и других объектах возобновляемой энергетики.
Коммерческие и промышленные комплексы, получающие питание на среднем напряжении и распределяющие его внутри своей территории, включая трансформаторы для коммерческих объектов и, в специализированных случаях, для морских объектов обеспечения нефтегазовой отрасли.
Надёжное распределение электроэнергии зависит от соответствия трансформатора условиям работы в электросети, поэтому мы не предлагаем восстановленные трансформаторы, аренду оборудования или продажу складских запасов; мы говорим об этом прямо, поскольку у этих видов деятельности другие риски. Talite продаёт новые энергоэффективные трансформаторы, спроектированные по заказу в соответствии со спецификацией и набором гарантированных характеристик.
Руководство по закупке: исходные данные для оценки потерь, факторы срока поставки и сведения для запроса предложения
При выборе трансформатора для подстанции учитывают две статьи затрат, но в счёте указана только одна. Пункт об оценке в реальном тендере сетевой организации США формулирует это прямо: предложения сравниваются по эквивалентной первоначальной стоимости с учётом начальной цены, потерь трансформатора и стоимости финансирования за двадцатилетний период оценки владения. Методика, на которой основан такой пункт, изложена в RUS Bulletin 1724E-301.
Что влияет на цену, если мы пока не можем назвать её здесь
Гарантированный уровень потерь.
Более жёсткие гарантии по потерям холостого хода требуют большего расхода стали на магнитопровод, а поставки электротехнической стали с ориентированной структурой ограничены во всём мире.
Класс напряжения и уровень изоляции.
При переходе с 35 кВ на 110–220 кВ требуется другая конструкция изоляции, а не просто увеличение прежней.
Комплектация устройством регулирования напряжения.
Наличие устройства регулирования напряжения под нагрузкой одновременно влияет на конструкцию бака, шкаф управления и объём испытаний.
Объём испытаний и участие представителей заказчика.
Проверка уровня шума, превышения температуры и стойкости к короткому замыканию обычно включается в смету по спецификациям сетевых организаций.
Транспортные габариты и условия подъезда к площадке.
Приведённый выше перечень превращается в расходы на перевозку, разрешения и крановые работы.
Документы о соответствии требованиям страны назначения.
Требования к сертификатам, переводам и организации инспекций различаются в зависимости от рынка.
Мы не публикуем на этой странице цены, сроки поставки и гарантийные сроки: без данных вашего проекта любая цифра была бы догадкой под видом обязательства. Зато мы можем сказать, на чём удаётся выиграть время: в том же интервью отраслевому изданию, где производственный цикл оценили в 12–14 месяцев, остальную часть срока связали с согласованием чертежей — процессом, который зависит от обеих сторон.
На практике первые письма от промышленного заказчика и муниципальной сетевой организации сильно различаются, и разница видна в цифрах. Трансформатор 2 500 кВА класса 35 кВ с потерями холостого хода 2.56 кВт можно перевезти одним грузовиком с платформой длиной 5 010 мм, тогда как для трансформатора 40 000 кВА класса 110–220 кВ с потерями холостого хода 40.4 кВт ещё до заказа потребуется проверить необходимость разрешений на перевозку. Talite рассчитывает оба предложения по одной таблице гарантированных параметров, поэтому специалисты по спецификациям и логистике работают с одними и теми же цифрами.
Отправьте эти данные, чтобы мы могли рассчитать предложение, а не приблизительную оценку
- Номинальная мощность в кВА или МВА и применимость ONAN, ONAF либо двойных номинальных параметров.
- Напряжения систем высокого и низкого напряжения, группа соединения обмоток и способ заземления нейтрали.
- Требуемое полное сопротивление короткого замыкания и его допуск.
- Диапазон регулирования напряжения и способ переключения ответвлений — без возбуждения или под нагрузкой.
- Ваши коэффициенты A и B для оценки потерь либо применяемые вами расчётный период и цена электроэнергии.
- Перечень испытаний, требования к присутствию представителей заказчика и стандарт, по которому должны проводиться испытания.
- Высота площадки над уровнем моря, диапазон температур окружающей среды, требования к сейсмостойкости и уровень загрязнения.
- Пункт назначения, ограничения на последнем участке маршрута и уже известные требования к разрешениям на перевозку.
Если требуемое оборудование относится к уровню ниже подстанционного, начните с нашего ассортимента распределительных трансформаторов; если выбор неочевиден, обратитесь к инженерам.
К этому списку стоит добавить ещё один пункт, на который обращают внимание те, кто обслуживает такие трансформаторы, а не закупает их. Инженер по вводу в эксплуатацию и техническому обслуживанию публично высказался об одном известном бренде так:
“Я бы не рекомендовал [название бренда скрыто]. Достать запасные части почти невозможно.”
Запасные части должны входить в техническое предложение
Условия поставки запасных частей — часть технического предложения, а не вопрос, который можно оставить на потом. Talite включает в предложение вводы, радиаторы, измерительные приборы и запасные части для устройства регулирования напряжения вместе с трансформатором, а не после первой поломки.
Готовы перейти от изучения вариантов к конкретной цене? Запросите расчёт стоимости трансформатора с нужными вам номинальными параметрами →Инженерные инструменты для распределительных электросетей
Сверка требований IEC и ANSI
Сопоставьте требования стандартов IEC и ANSI, чтобы проверить соответствие спецификации трансформатора требованиям разных рынков.
Открыть инструмент
Подбор условий работы по месту трансформатора в сети
Определите точные требования к условиям работы в электросети с учётом места установки и характера нагрузки.
Открыть инструмент
Предварительная проверка маршрута и разрешений на перевозку
Проверьте габаритные ограничения на маршруте и местные требования к разрешениям для доставки крупногабаритного тяжёлого силового оборудования.
Открыть инструмент
Частые вопросы о подстанционных трансформаторах для сетевых и распределительных проектов
Трансформатор на электрической подстанции изменяет напряжение между входящей и отходящей цепями и передаёт всю мощность этого соединения. При этом электрическая энергия передаётся через магнитное поле, а не через непосредственное электрическое соединение.
Для подстанций сетевых организаций обычно выбирают трёхфазные масляные силовые трансформаторы: при меньшей мощности — с охлаждением ONAN, а при мощности примерно свыше 6 МВА — с ONAF. Talite поставляет трансформаторы мощностью от 800 до 31 500 кВА класса 35 кВ и от 6 300 до 63 000 кВА класса 110–220 кВ. Трансформаторы сухого типа применяют внутри зданий и в помещениях с повышенными требованиями к пожарной безопасности, но для работы на открытых сетевых подстанциях конструкция с жидким диэлектриком по-прежнему выгоднее по тепловой мощности на единицу стоимости. При выборе производителей подстанционных трансформаторов стоит уточнять у каждого, к какой из этих двух групп относится предложенная цена: иначе сравнение теряет смысл.
При проектировании и проведении приёмо-сдаточных испытаний мы руководствуемся IEC 60076 и GB/T 6451. В Северной Америке спецификации обычно составляют по IEEE C57.12.00, методы испытаний определяет C57.12.90, а уровни шума — NEMA TR-1. Девять требований дают разные числовые результаты для одного и того же трансформатора; каждое из них приведено в таблице соответствия выше.
Сначала сопоставьте зимние и летние пики потребления с номинальными параметрами на табличке с паспортными данными, а затем определите, при какой нагрузке трансформатор будет работать остальные 8 000 часов в году: именно эта нагрузка, а не один лишь пик, показывает, какие потери важнее снизить при покупке — холостого хода или короткого замыкания. Покупка группы однофазных трансформаторов с резервом мощности, которая большую часть срока службы работает при нагрузке трансформатора 20–30 %, отличается от покупки для постоянно нагруженного промышленного фидера даже при одинаковой мощности в МВА; наша таблица условий работы сопоставляет три распространённых случая с диапазонами, в которых каждому соответствует нагрузка трансформатора при максимальном КПД.
Не всегда. При оценке киловатт потерь холостого хода стоит $2 450, а киловатт потерь короткого замыкания — $1 304, поэтому минимальная расчётная стоимость будет у трансформатора, соотношение потерь которого соответствует его нагрузке.
Нет, и большинство покупателей этому удивляются. Это федеральное правило распространяется только на трансформаторы с линейным напряжением на выходе не выше 600 В; у всех трансформаторов, указанных на этой странице, обмотка низшего напряжения рассчитана на 3.15 кВ или выше. Здесь требования к КПД определяет пункт вашей спецификации об оценке потерь, поэтому от каждого участника закупки следует требовать письменного подтверждения гарантированных значений.
Это зависит от числа уровней напряжения и требований к резервированию; распространённый вариант — два трансформатора, каждый из которых способен нести нагрузку при отказе другого по схеме N-1. По их количеству проектировщики также определяют, какие элементы подстанции ограничивают её номинальную мощность.
Да, если в заказе будут отдельно указаны требования из таблицы соответствия; на практике без этого особенно часто возникают проблемы с двумя из них. Необходимо указать температуру, к которой приведены потери короткого замыкания, поскольку значения при 75 °C и 85 °C нельзя сравнивать напрямую, а также заново прописать допуски по потерям: IEC допускает +15 % для отдельного вида потерь, тогда как IEEE ограничивает суммарные потери величиной +6 %.
Для проектов в Северной Америке мы предоставляем чертежи с размерами в двух системах единиц и пересчитываем гарантированные потери на температуру 85 °C, чтобы вы могли сравнивать предложения на одинаковой основе.
Отправьте спецификацию, и мы отметим требования, которые нужно отдельно указать в заказе.
