В современных условиях потери электроэнергии и мощности можно снизить применением в конструкциях силовых трансформаторов следующих инновационных решений: использование эффекта сверхпроводимости низко- и высокотемпературной, внедрение новых эффективных способов формирования основного магнитного потока с помощью аморфных ферромагнитных материалов и применение комбинированных конструкций силовых трансформаторов, сочетающих в себе перечисленные выше решения [3].
Аморфный магнитопровод – это материал, который обладает высокой магнитной проницаемостью и низкими потерями энергии. Он создается путем быстрого охлаждения расплавленного металла до температуры ниже точки кристаллизации. Это позволяет получить материал с аморфной структурой, в которой атомы расположены более хаотично, чем в кристаллической структуре [4].
Сверхпроводник – это материал, который обладает нулевым сопротивлением электрическому току при определенных условиях. Сверхпроводниковые обмотки используются в силовых трансформаторах для создания магнитного поля, которое необходимо для перевода электрической энергии на нужный уровень напряжения [5].
Использование аморфного магнитопровода и сверхпроводниковых обмоток в силовых трансформаторах позволяет снизить потери энергии при передаче электрической энергии и повысить КПД трансформатора. Кроме того, аморфный магнитопровод и сверхпроводниковые обмотки обладают высокой стойкостью к коррозии и механическим повреждениям, что делает их более надежными в эксплуатации [6, 7].
Для определенного нефтегазового месторождения с номинальным напряжением 35 кВ, представленного на рис. 1, был проведен процесс моделирования работы трансформаторов с магнитопроводом из аморфного сплава (АСТ) с высокотемпературными сверхпроводниковыми обмотками (ВТСТ) и комбинированный вариант с обоими характеристиками (АВТСТ). Расчеты были выполнены с помощью программного комплекса RastrWin3, где анализировались как продольные, так и поперечные потери активной мощности в силовых трансформаторах на объектах.