Задача работы — произвести выбор энергоэффективного оборудования в распределительных сетях 6–10 кВ ОАО «МРСК Урала» и доказать эффективность решения.
Распоряжением Правительства РФ от 1 декабря 2009 г. № 1830-р «План мероприятий по энергосбережению и повышению энергетической эффективности в Российской Федерации» предусматривается разработка и реализация комплекса мер по созданию благоприятных условий для развития производства энергосберегающих устройств и стимулированию роста предложения в соответствии с потенциальным спросом. В плане дано указание на формирование предложений по ограничению (запрету) оборота энергетических устройств, характеризующихся неэффективным использованием энергоресурсов [1].
Распределительные трансформаторы мощностью 25–630 кВ·А напряжением 6–10 кВ — наиболее массовая серия производимых и эксплуатируемых трансформаторов в нашей стране и за рубежом. Общее количество распределительных трансформаторов в России составляет более чем 4 млн шт.
Ежегодное потребление электроэнергии в России находится на уровне 900 млрд кВт-ч, при этом общие потери электроэнергии в распределительных трансформаторах оцениваются в 7,5 мдрд кВт·ч и примерно 50 % — это потери в магнитопроводах.
Ежегодные затраты на обслуживание одного распределительного трансформатора с магнитопроводом из холоднокатаной электротехнической стали составляют примерно 8 % от его первоначальной стоимости.
На распределительные трансформаторы приходится 25–30 % всех технических потерь в энергосистемах. Полностью устранить эти потери невозможно. Трансформатору для нормальной работы требуется энергия. Часть этой энергии уходит на нагрев проводов (потери короткого замыкания), часть — на перемагничивание (потери холостого хода). В связи с изменением нагрузки на протяжении суток, а также в разные периоды года, весомость единицы потерь холостого хода в 2–4 раза выше единицы потерь короткого замыкания. Причем, трансформаторы работают круглосуточно, и соответственно потери холостого хода происходят постоянно. Поэтому с целью снижения затрат на производство и эксплуатацию распределительных трансформаторов перспективным направлением является применение магнитопроводов из аморфных (нанокристаллических) сплавов, при этом обеспечивается более чем пятикратное снижение потерь холостого хода трансформаторов по сравнению с традиционными магнитопроводами из электротехнической стали [2, 3].