В статье рассмотрены технические и экономические показатели энергосберегающих трансформаторов и их сравнение.
Ключевые слова: система электроснабжения, трансформатор, снижение потерь электроэнергии.
На данный момент во всем мире стало наиболее актуальным проблема энергосбережения. За счет увеличения мирового спроса на электроэнергию в развивающихся странах, ограниченностью ископаемого сырья, изменения климата. Все эти проблемы привели к тому, что многие страны начали задаваться вопросом об энергосбережении как государственных и коммерческих потребителей, так и в системах электроснабжения, в особенности в распределительных трансформаторах. В системах электроснабжения более 40 % общих потерь приходится на распределительные трансформаторы, остальные же на кабели и линии электропередач. В этих элементах снижение потерь электроэнергии является наиболее актуальной задачей электроснабжения, что в дальнейшем приведет к ощутимому энергетическому и экономическому эффекту. В системах электроснабжения потери электроэнергии в основном отражают техническое состояние и уровень эксплуатации всех устройств. В соответствии с этим мы должны указать, что существуют методы снижения потерь в распределительных трансформаторах, такие как, увеличение значений сечения проводника обмотки, применение материалов, имеющих повышенную электропроводность сверхпроводники, увеличение сечения магнитопровода, что ведет к снижению потерь холостого хода, применение специальных марок трансформаторной стали, применение аморфных металлов в магнитопроводе. Производители распределительных трансформаторов не прекращают путей поиска по снижению потерь электроэнергии. В настоящее время наибольшую популярность приобретают энергоэффективные трансформаторы с магнитопроводами из нанокристалических материалов [3].
Необходимо принять во внимание то, что из-за износа, а также недогрузки наиболее приоритетным является замена большинства распределительных трансформаторов. В связи с чем, возникает вопрос об окупаемости такого проекта. Поэтому ставится задача сопоставить технико-экономические показатели трансформаторов, которые находятся в эксплуатации в системе электроснабжения с новыми энергосберегающими трансформаторами.
Таким образом, при осуществлении замены распределительных трансформаторов надо учесть технические и экономические факторы в совокупности. Поэтому в работе рассматриваются распределительные трансформаторы с одинаковыми мощностями и сравниваются потери мощности короткого замыкания и холостого хода, берется во внимание их стоимость.
В статье в качестве примера берется учебное учреждение Ошский технологический университет. Ошский технологический университет имени М. М. Адышева готовит высококвалифицированных кадров для предприятий промышленности, энергетики, транспорта, строительства.
ОшТУ состоит из 3 корпусов. Питание ОшТУ осуществляется двумя трансформаторами. Университет работает в одну смену.
Для анализа мы рассчитали расчетные нагрузки всех корпусов. Установленные мощности корпусов приводится в таблице 1.
Таблица 1
Расчетные данные объекта
|
№ |
Наименование |
Количество ЭП |
Установленная мощность, кВт |
|
1 |
Главный корпус |
64±10 |
874 |
|
2 |
Второй корпус |
170±10 |
153 |
|
3 |
Третий корпус |
170±10 |
153 |
Расчет для трех корпусов университета.
Рассчитываем установленную и расчетную мощность освещения:
, (1)
кВт
, (2)
, (3)
Также проводим расчет силовой части:
, (4)
, (5)
кВт
кВар
, (6)
кВА
Данным методом мы проведем расчет для остальных корпусов, полученные данные заносим в таблицу 2.
Таблица 2
Результаты расчетных мощностей трансфораматоров ОшТУ
|
№п/п |
Наименование помещения |
Площадь помещения |
Установленная мощность, |
Расчетная мощность |
|
|
|
|
||||
|
1 |
Главный корпус |
6459,6 |
90,4 |
305,9 |
146,8 |
|
2 |
Второй корпус |
4319 |
60,46 |
101,91 |
54,628 |
|
3 |
Третий корпус |
3431 |
48,034 |
91,97 |
48,664 |
кВт
, кВт
, кВар
Исходя из произведенных расчетов, полная мощность ОшТУ составила 643.03 кВА.
Далее мы произвели расчеты полной стоимости традиционного и энергосберегающих трансформаторов за весь срок эксплуатации, а затем сравнили их.
В нашей республике тариф за электроэнергию для бюджетных организаций, в который входит Ошский технологический университет составляет 2,19 сома за 1 кВт/час.
Так как, у распределительных трансформаторов срок эксплуатации составляет 25 лет, мы рассчитываем стоимость потерь электроэнергии за год по следующей формуле:
, (7)
Для того чтобы найти полную стоимость трансформатора за весь срок эксплуатации, используя (7):
(8)
Также доход за весь срок эксплуатации, мы рассчитываем из разности двух сравниваемых трансформаторов, при помощи (8), сом:
(9)
Доход за весь срок эксплуатации рассчитывается из разности установленного в ОшТУ трансформатора от энергосберегающего трансформатора, который мы хотим установить:
(10)
После мы вычислили годовой доход в сомах и кВт/час:
= 
(11)
,
Найдем окупаемость энергосберегающего трансформатора:
(12)
Результаты сравнения для расчета энергоэффективности трех типов распределительных трансформаторов показаны в таблице 3.
Таблица 3
Результаты сравнения технико-экономических показателей распределительных трансформаторов ТМГ иТМГ12, АВВ ЕсоDrу
|
Наименование показателей трансформаторов |
Традиционный |
Энергосберегающие ТМГ-12 АВВ ЕсоDrу |
||
|
Стоимость трансформатора, сом |
339386 |
443413 |
516000 |
|
|
Потери холостого хода, кВт |
1,07 |
0,80 |
1,15 |
|
|
Потери короткого замыкания, кВт |
8,1 |
6,75 |
5,1 |
|
|
Тариф за электроэнергию, сом/кВт·час |
2,19 |
|||
|
Коэффициент загрузки |
0,7 |
|||
|
Срок эксплуатации, лет |
25 |
|||
|
Стоимость потерь э/э в год, кВт·час |
96670,19 |
78799,9 |
70003,8 |
|
|
Полная стоимость трансформатора за весь срок эксплуатации, сом |
2756140,75 |
2413410,5 |
2266095 |
|
|
Доход за весь срок эксплуатации, сом |
342730,25 |
490009,75 |
||
|
Доход за весь срок эксплуатации, кВт·час |
203998,74 |
304410,8 |
||
|
Годовой доход, сом |
13709,21 |
19600,39 |
||
|
Годовой доход, кВт·час |
8159,94 |
12176,43 |
||
|
Срок окупаемости трансформатора, год |
7 |
9 |
||
Заключение
- По приведенным расчетам энергоэффективности, по анализу технико- экономических показателей трех типов трансформаторов, по стоимости, а также при учете транспортировки трансформатора, установлено, что наиболее оптимальным для Ошского технологического университета является выбор энергосберегающего трансформатора ТМГ-12–630.
- При использовании энергосберегающего трансформатора ТМГ12–630 годовой доход от потребляемой мощности составил 13709,21кВт/час, а годовой доход в сомах равен 8159,94. Процесс внедрения энергосберегающих трансформаторов позволило уменьшить потери на 2,5 %, что показывает энергоэффективность проведенных энергосберегающих мероприятий.
Литература:
1. Яруллина Г. Р. Управление энергосбережением на промышленном предприятии./С. Н. Г.Р. Яруллина//-Казань: Изд-во КГФЭИ,.-2003
2. МельниковаЕ. А. Энергосбережение в Европе: применение энергоэффективных распределительных трансформаторов./Е. А. Мельникова//журнал Энергосбережение.- 2003–2004.-№ 1,4.
3. Энергосбережение и энергоэффективность. Почему и как все это начиналось. — статья А. В. Спиридонова, зав. лабораторией «Энергосберегающие технологии в строительстве» НИИ строительной физики РААСН, лауреата Премии Правительства РФ, И. Л. Шубина, директора НИИ строительной физики РААСН.//Портал- энерго:.- 2012 URL: http://portal-energo.ru/articles/details/id/586
4. Федоров А. А. Справочник по электроснабжению и электрооборудованию в двух томах. /А. А. Федоров//Том-1,2-М:.-1986.
