Статья посвящена трансформаторам, которые исторически первыми стали применятся для трансформации переменного тока — сухим трансформаторам с воздушно-барьерной изоляцией. Рассмотрены особенности и преимущества данного типа трансформаторов. Приведен прогноз потребности на 2022-2023 годы. Дан обзор заводов, выпускающих указанный тип силовых трансформаторов.
Введение
Цель настоящей публикации — представить потенциальным заказчикам и потребителям трансформаторной продукции полную информацию об одном из типов силовых трансформаторов — о трансформаторах с воздушно-барьерной изоляцией (далее — трансформаторах с ВБИ). Публикаций о данном оборудовании представлено крайне мало, в частности [1 — 5]. Хотя исторически именно этот тип силовых трансформаторов начал применяться в промышленных масштабах для трансформации электроэнергии.
Из-за недостатка информации этот тип трансформаторного оборудования достаточно редко применяется, тогда как производители других типов оборудования агрессивно и не всегда оправданно навязывают потребителям свой тип трансформаторов. По мнению специалистов одного из крупных производителей, доля трансформаторов с ВБИ составляет лишь 10% от объема заказываемых сухих силовых трансформаторов. На основании анализа объемов производств заводов-производителей сухих трансформаторов автор определил, что доля трансформаторов с ВБИ составляет примерно 20% от общего объема сухих трансформаторов. Ограниченному применению сухих трансформаторов с воздушно-барьерной изоляцией способствует также несогласованность терминологии в нормативных документах в части сухих трансформаторов.
Терминология
В части терминологии, касающейся сухих трансформаторов, на текущий момент существует, мягко выражаясь, некоторый разнобой. В результате заказчик оказывается сбит с толку и не понимает, соответствует ли изделие того или иного производителя техническому заданию на поставку оборудования. Дело доходит даже до судебных разбирательств.
Есть определения касательно сухих трансформаторов, указанные в ГОСТ 16110-82. Существуют определения, относящиеся к сухим трансформаторам, указанные в ГОСТ Р 54827-2011. Ниже эти определения приведены цитатами из указанных стандартов.
Определения по ГОСТ 16110-82 «Трансформаторы силовые. Термины и определения»:
| 2.14. Сухой | Трансформатор, в котором основной изолирующей средой служит атмосферный воздух или другой газ, или твердый диэлектрик, а охлаждающей средой — атмосферный воздух |
| 2.15. Воздушный | Сухой негерметичный трансформатор, в котором основной изолирующей и охлаждающей средой служит атмосферный воздух |
| 2.16. Газонаполненный | Сухой герметичный трансформатор, в котором основной изолирующей средой и теплоносителем служит воздух или другой газ |
| 2.17. С литой изоляцией | Сухой трансформатор, в котором основной изолирующей средой и теплоносителем служит электроизоляционный компаунд |
Определения по ГОСТ Р 54827-2011 «Трансформаторы сухие. Общие технические условия:
3.1 сухой трансформатор — трансформатор, магнитная система и обмотки которого не погружены изоляционную жидкость (МЭС 421-01-16).
3.2 сухой невентилируемый защищенный трансформатор — трансформатор в невентилируемом защитном кожухе без избыточного давления, охлаждаемый путем циркуляции внутреннего во муха,
3.3 сухой защищенный трансформатор — трансформатор в вентилируемом защитном кожухе, охлаждаемый путем циркуляции окружающего воздуха,
3.4 сухой незащищенный трансформатор — трансформатор без защитного кожуха, охлаждаемый путем естественной или принудительной циркуляции окружающего воздуха.
3.5 трансформатор с капсулированными обмотками — сухой трансформатор, в котором по крайней мере одна из обмоток заключена в твердую изоляцию, образующую с ней единое целое и защищающую ее от увлажнения и загрязнения. Примечание: твердая изоляция может быть выполнена методом литья, вакуумно-нагнетательной пропитки либо другим методом.
3.6 трансформатор с монолитной изоляцией — сухой трансформатор, в котором основной изолирующей средой служит отвержденный электроизоляционный компаунд с наполнителем,
Если сравнить определения сухих трансформаторов по ГОСТ 16110-82 и по ГОСТ Р 548417-2011 то они очевидно не совпадают. Определение по ГОСТ Р 54827-2011 является более общим. Но самые сложные разногласия вызывает понятие литой изоляции. ГОСТ 16110-82 определяет ее как электроизоляционный компаунд, являющийся одновременно и изолирующей средой и теплоносителем. Но разработчик стандарта 11610-82 при этом не уточнил, к какой из двух обмоток: ВН или НН, либо к обоим сразу, — относится данное определение. ГОСТ Р 54827-2011 понятия литой изоляции не содержит вообще. Зато дано понятие твердой изоляции и трансформатора с капсулированными обмотками.
Сравнивая определения литой изоляции по ГОСТ 16110-82 термин «монолитная изоляция» в ГОСТ Р 54827-2011, однозначно можно видеть, что эти понятия совпадают. И снова не определено, обе обмотки — ВН и НН — должны быть монолитными или каждая по отдельности, или только одна из них.
Еще большая путаница наступает, если обратить внимание, что термин твердой изоляции и монолитной изоляции по сути совпадают. Ведь примечание к п. 3.5 поясняет «Твердая изоляция может быть выполнена методом литья, вакуумно-нагнетательной пропитки, либо другим методом». Термины «отверждение» в определении монолитной изоляции и «литье» в определении твердой изоляции очевидно тождественны.
И ни один стандарт при этом не определяет понятия «воздушно-барьерной изоляции». Можно только предположить, что воздушно-барьерная изоляции — это все, что не является монолитной. В дальнейшем изложении автор исходит именно из этой позиции.
Особенности сухих трансформаторов с воздушно-барьерной изоляцией
Отличительные особенности трансформаторов с воздушно-барьерной изоляцией (далее для краткости — ВБИ), сформулированные одним из основных производителей, приведены в таблице 1.
Таблица 1. Сравнительные особенности трансформаторов с литой изоляцией и с ВБИ
Таблица 2. Перегрузочная способность трансформаторов с ВБИ
Обзор основных российских заводов-производителей сухих трансформаторов с воздушно-барьерной изоляцией
Перечень основных заводов, выпускающих именно сухие трансформаторы с ВБИ для заказчиков РФ, дан в таблице 3. Средние рыночные цены на сухие трансформаторы с ВБИ, указаны в таблице 4 (цены без кожуха).
Таблица 3. Данные о заводах-производителях сухих трансформаторов с воздушно-барьерной изоляцией
| № п/п | Наименование юридического лица производителя, город, руководитель, год регистрации | Среднесписочный состав, чел. | Выручка, млрд руб. (по бухгалтерской отчетности в 2019г.) | Примерный объем производства (в 2019 году) штук в год |
|---|---|---|---|---|
| 1 | ООО «Трансформер» Решетников Иван Валерьевич 142104, Московская область, город Подольск, Большая Серпуховская улица, дом 43 корпус 101, пристройка 840 помещение 1 2015 | 137 | 1,0 | 1400 |
| 2 | АО «ГК "Электрощит" — ТМ Самара» 443048, Самарская область, город Самара, территория ОАО «Электрощит» 2003 Управляющая организация Непубличное акционерное общество «СЭЩ Холдинг» Шатунин Владимир Витальевич 443048, Самарская область, город Самара, территория ОАО «Электрощит» 2019 | 4589 (на 2018 год) | 11,0 | Нет данных |
| 3 | АО «ЭЛЕКТРОЩИТ» Григорьев Антон Валерьевич 142324, Московская область, город Чехов, деревня Люторецкое, Производственная улица, владение 1 2002 | 302 | ~0,8 | 1100 |
| 4 | ООО «СвердловЭлектро-Силовые трансформаторы» 620010, Свердловская область, город Екатеринбург, улица Черняховского, 61 2007 Управляющая организация АО «Группа «Свердловэлектро» Кишко Алексей Юрьевич 620010, Свердловская область, город Екатеринбург, улица Черняховского, 61 2009 | 613 | 7,5 | Нет данных |
| 5 | ООО «Электрофизика» Волков Алексей Евгеньевич 196641, город Санкт-Петербург, поселок Металлострой, На Металлострой дорога, 3-2 2005 | 106 | 0,743 | 1 000 |
| 6 | МЭТЗ им. В. И. Козлова, Республика Беларусь Радевич Александр Михайлович ул. Уральская, 4, каб. 502 220037, г. Минск, Республика Беларусь 1956 | 3139 (2017 год) | ~3,0 | 24 000 |
| 7 | АО «Кентауский трансформаторный завод» Кожабаев Хайрулла Байдильдаевич Республика Казахстан, Туркестанская область, г. Кентау, ул. И. Кожабаева 2 1959 (выкуплен частным собственником в 1997 году) | 1023 (2017 год) | ~3,6 | 10 000 (объём экспорта в страны СНГ) |
| 8 | ТОО «Уральский трансформаторный завод» Сауранбаев Акжол Нартаевич Республика Казахстан, г. Уральск ул. Есенжанова 42/6Н1 2014 | 300 | ~3,0 | 9 000 (объём экспорта в страны СНГ) |
| 9 | ООО ПК «Славэнерго» Козлов Владимир Александрович 150031, Ярославская область, город Ярославль, Промышленная улица, дом 1 строение 3 2015 | 44 | 0,162 | Менее 1000 штук в год |
| 10 | ООО «Завод «Электромашина» Буторов Александр Павлович 650044, Кемеровская Область — Кузбасс область, город Кемерово, Шахтерская улица, 2 2008 | 216 | 0,581 | Менее 1000 штук в год |
| 11 | ООО «Курганский завод силовых трансформаторов» Мостовских Сергей Александрович 640007, Курганская область, город Курган, улица Баумана, дом 2 В 2020 | 19 | 0,068 | Менее 1000 штук в год |
| 12 | ООО «Проектэлектротехника» 429122, Чувашская Республика — Чувашия, город Шумерля, улица Щербакова, 60 Управляющая организация ООО «Корпорация «Проект-Техника» 125362, город Москва, улица Свободы, 35 стр. 22 Бекбулатов Игорь Ахмедович 2010 | 49 | 0,345 | Менее 1000 штук в год |
| 13 | ООО «Аскольдэнерго» 428003, Чувашская Республика — Чувашия, город Чебоксары, Кабельный проезд, дом 4, кабинет 12 Сидуков Леонид Игнатьевич 2020 | Нет данных | Нет данных | Нет данных |
| 14 | ООО «Эльма» 428937, Чувашская Республика — Чувашия, город Чебоксары, Лапсарский проезд, дом 15 А Ильин Дмитрий Геннадьевич 2010 | 8 | 0,045 | Нет данных |
| 15 | ООО «Псковский трансформаторный завод» 180004, Псковская область, город Псков, улица Декабристов, дом 17 Никитин Дмитрий Валерьевич 2018 | 33 | 0,183 | Нет данных |
| 16 | ООО «Псковский завод силовых трансформаторов» 180006, Псковская область, город Псков, Индустриальная улица, дом 9/1, офис 302 Чернов Виталий Юрьевич 2009 | 41 | 0,103 | Нет данных |
| 17 | ООО «Завод электротехнического оборудования «Энко» 426011, Удмуртская Республика, город Ижевск, Удмуртская улица, 263 Александров Константин Борисович 2008 | 72 | Нет данных | Нет данных |
| 18 | ООО «Комплектпромматериалы» 195279, город Санкт-Петербург, шоссе Революции, дом 69 литер а, помещение 46н офис 204 Моляков Сергей Александрович 2008 | 30 | 0,788 | Нет данных |
| 19 | ООО «Энсонс» 620103, Свердловская область, город Екатеринбург, Окружная улица, дом 88 Зырянов Александр Сергеевич 2014 | 56 | 0,168 | Нет данных |
Таблица 4. Средние рыночные цены сухих трансформаторов с воздушно-барьерной изоляцией (без кожуха)
| Наименование изделия | Стоимость руб. с НДС | Наименование изделия | Стоимость руб. с НДС |
|---|---|---|---|
| Трансформаторы сухие трехфазные с воздушно-барьерной изоляцией 6(10). Климатическое исполнение У3 | |||
| ТСЗ −25/6(10)/0,4 | 205000 | ТСЗ −400/6(10)/0,4 | 465000 |
| ТСЗ −40/6(10)/0,4 | 215000 | ТСЗ −630/6(10)/0,4 | 680000 |
| ТСЗ −63/6(10)/0,4 | 225000 | ТСЗ −1000/6(10)/0,4 | 855000 |
| ТСЗ −100/6(10)/0,4 | 260000 | ТСЗ −1250/6(10)/0,4 | 1020000 |
| ТСЗ −160/6(10)/0,4 | 290000 | ТСЗ −1600/6(10)/0,4 | 1100000 |
| ТСЗ −250/6(10)/0,4 | 390000 | ТСЗ-2000/6(10)/0,4 | 1318000 |
| ТСЗ −2500/6(10)/0,4 | 1680000 | ||
Оценка потребности в сухих трансформаторах с воздушно-барьерной изоляцией на 2022-2023 годы
Производство силовых и распределительных трансформаторов определяется ростом/снижением электропотребления. В 2019 году этот рост был крайне незначителен и составил 0,4 %. В то время как различные сценарии развития электроэнергетики [6-9] предполагают рост электропотребления от 0,8 до 1,25 % в год.
На основании данных о росте электропотребления автором был сделан прогноз в потребности в распределительных трансформаторах на 2022-2023 годы. Общая потребность во всех типах распределительных трансформаторов может составить в 2022 году ориентировочно 72 тысяч штук. По оценкам экспертов, с которыми автору удалось побеседовать при подготовке данной статьи, спрос на сухие трансформаторы значительно увеличился — до 40 % в общем объеме.
Таблица 5. Прогноз потребности в трансформаторах, в т. ч. с ВБИ, на 2022-2023 гг
| Прогноз общей потребности в распределительных трансформаторах, штук | Потребность в масляных трансформатора, штук | Потребность в сухих трансформаторах, штук | Потребность в сухих трансформаторах с воздушно-барьерной изоляцией, штук |
|---|---|---|---|
| 33592 | 26874 | 6718 | 1344 |
| 12381 | 9905 | 2476 | 495 |
| 6905 | 5524 | 1381 | 276 |
| 4563 | 3651 | 913 | 183 |
| 3309 | 2647 | 662 | 132 |
| 2545 | 2036 | 509 | 102 |
| 2038 | 1631 | 408 | 82 |
| 1682 | 1345 | 336 | 67 |
| 1419 | 1136 | 284 | 57 |
| 1220 | 976 | 244 | 49 |
| 1063 | 851 | 213 | 43 |
| 938 | 750 | 188 | 38 |
| 836 | 669 | 167 | 33 |
| 72492 | 57994 | 14498 | 2900 |
Заключение
В результате анализа изменений, произошедших за последние 5 лет в «семье» российских предприятий — производителей сухих трансформаторов сделаны следующие выводы:
- Ежегодная потребность в сухих трансформаторах с ВБИ может составлять ориентировочно 3000 штук.
- Основными потребителями сухих трансформаторов с ВБИ являются предприятия «Росатома», транспортная отрасль (РЖД, метрополитен, городской транспорт), нефте-, газо-, горнодобывающая и перерабатывающая промышленность, предприятия соцкультбыта (торговые центры, спорткомплексы и т. п.), предприятия химической промышленности, а также производители электрощитового оборудования, как поставщики конечного продукта для предприятий вышеперечисленных отраслей.
- Подсегмент производства трансформаторов с ВБИ является высококонкурентным. В группу производителей трансформаторов с ВБИ входит 8 крупных и 11 небольших предприятий.
- Наиболее качественную продукцию выпускает ООО «Электрофизика». Ценовый сегмент этого предприятия — премиум. Ценовый сегмент эконом представляет продукция небольших предприятий.
- Сроки производства (на одно изделие) составляют от 2-3 недель для трансформаторов I-го габарита, до 60-90 дней трансформаторов II — III габарита.
Список литературы
- Иванов С. А. «Сухие силовые трансформаторы. Разнообразие видов и параметров». [Электронный ресурс]. Дата обращения 26.03.2021.
- Андреева М. А. «Сухие силовые трансформаторы 6–35 кВ. Критерии выбора». [Электронный ресурс]. Дата обращения 26.03.2021.
- «Преимущества» [Электронный ресурс]. Дата обращения 26.03.2021.
- «Сухие трансформаторы». [Электронный ресурс]. Дата обращения 26.03.2021.
- Землянский А. Н., Гусаков А. В. «Сухие трансформаторы с воздушно-барьерной изоляцией производства "Энсонс"». [Электронный ресурс]. Дата обращения 26.03.2021.
- Савинцев Ю. М. «Экспертный анализ рынка силовых трансформаторов: Часть 1: I — III габарит». [б. м.]: — Издательские решения, 2015. — 86 с.
- «Отчет о функционировании ЕЭС России в 2019 году. Системный оператор Единой энергетической системы». — г. Москва. [Электронный ресурс]. Дата обращения 26.03.2021.
- «Энергетическая стратегия России на период до 2030 года. Министерство энергетики Российской Федерации». — г. Москва. [Электронный ресурс]. Дата обращения 26.03.2021.
- «Прогноз развития энергетики мира и России 2019» / под ред. А. А. Макарова, Т. А. Митровой, В. А. Кулагина; ИНЭИ РАН. — Москва. — 2019 — 210 С.
Автор: независимый эксперт, кандидат технических наук Юрий Михайлович Соколов-Савинцев
