Семинар по зеленым энергосберегающим трансформаторам высокой нагрузки успешно прошел в Шанхае

Семинар «Зеленые энергосберегающие трансформаторы с высокой нагрузкой 2025 г.: вызовы проектирования, инновационные решения и перспективные тенденции», совместно организованный Международной медной ассоциацией и группой компаний Changtai, успешно прошел в отеле Shanghai Jinjiang. Мероприятие состоялось 12 декабря 2025 г. и было посвящено передовым разработкам в области технологий трансформаторов.

Конференция, организованная Международной медной ассоциацией, собрала экспертов из управлений электроснабжения, отраслевых ассоциаций, ведущих университетов, проектных институтов и соответствующих предприятий. Обсуждения охватывали несколько ключевых аспектов, включая нормативно-правовую базу инициатив в области «зеленой» экономики и низкоуглеродного развития, техническую осуществимость «зеленых» (с высокой перегрузочной способностью) трансформаторов, сферы их применения, а также социально-экономические выгоды и вопросы разработки соответствующих стандартов.

1. Нормативно-правовой контекст

«План действий Государственного совета по зеленому и низкоуглеродному развитию промышленности по производству продукции (2025–2027 гг.)» подчёркивает необходимость ускорения зелёных технологических инноваций и продвижения передовых «зелёных» технологий. В Докладе о работе правительства за март 2023 г. была представлена система управления углеродным следом, а в Механизме «зелёных» закупок Государственной электросетевой компании (2023 г.) чётко определены критерии отбора оборудования с учётом концепций «зелёного», низкоуглеродного и экологически безопасного производства. Эти политические инициативы открывают беспрецедентные возможности и вызовы для разработки «зелёных» трансформаторов. В качестве основного изоляционного материала для открытых сухих трансформаторов полимерные композитные материалы на основе полиимида демонстрируют исключительные эксплуатационные характеристики: стойкость к высоким и низким температурам, коррозионная стойкость, устойчивость к воздействию солевого тумана и радиации, превосходная огнестойкость, а также высокие классы электрической изоляции (выше класса H). Данный материал воплощает принципы «зелёного» и низкоуглеродного развития. Вместо поощрения длительной работы в перегруженном режиме он повышает надёжность конструкции трансформатора при кратковременных, циклических или аварийных нагрузочных выбросах, что позволяет пользователям выбирать более экономичные номинальные мощности на этапе первоначальных инвестиций. Такой подход снижает затраты пользователей на закупку оборудования, одновременно минимизируя избыточные инвестиции в электросетевую инфраструктуру и повышая общую эффективность использования ресурсов.

2. Техническая осуществимость зелёного (с высокой перегрузочной способностью) трансформатора

Для обеспечения безопасной и надёжной высокой перегрузочной способности технический прорыв осуществляется в основном по трём направлениям, и от каждого из них товары происходят решения со своими собственными особенностями.
Направление 1: Оптимизация конструкции магнитопровода трансформатора. Замена плоских шихтованных магнитопроводов на трёхмерные намотанные магнитопроводы: такая конструкция значительно снижает холостые потери за счёт оптимизации магнитной цепи и уменьшения массы магнитопровода, обеспечивая существенную экономию энергии.
Направление 2: Инновации в области изоляционных материалов. Трансформаторы сухого типа открытого исполнения теперь используют полимерные композиты на основе полиимида вместо традиционной эпоксидной смолы в качестве изоляции. Высокая термостойкость этого материала и дискообразная конфигурация обмоток значительно повышают способность к перегрузке, позволяя эксплуатировать оборудование круглый год при перегрузке до 130 % без включения вентиляторов. Кроме того, трансформаторы сухого типа с заливкой силиконовой резиной, в которых в качестве основного изоляционного материала применяются передовые эластичные материалы — например, силиконовая резина, — демонстрируют превосходную устойчивость к кратковременным перегрузкам и высокую безопасность при длительной эксплуатации благодаря исключительной термостойкости, огнестойкости и экологичной перерабатываемости.
Путь 3: Инновации в области трансформаторного масла. Трансформаторы, использующие натуральные эфиры (растительные масла) в качестве альтернативы традиционным минеральным маслам, могут безопасно работать при более высоких превышениях температуры благодаря их более высокой температуре воспламенения и лучшей совместимости с изоляционными материалами, что позволяет увеличить допустимую продолжительность перегрузки.

3. Сферы применения и социально-экономические выгоды

На семинаре подробно рассмотрели потенциал применения зелёных (высоконагруженных) трансформаторов в различных отраслях.
Промышленный сектор: В качестве примера можно привести системы электроснабжения сталеплавильных заводов: при выходе из строя одного трансформатора другой должен немедленно взять на себя всю нагрузку.
Муниципальный сектор: На очистных сооружениях и объектах канализационной инфраструктуры часто возникают кратковременные пиковые нагрузки при самозапуске двигателей, работе в полную мощность в период дождливого сезона или при питании от единого источника электроэнергии.
Судостроение и крупные береговые энергосистемы: Как на судостроительных предприятиях, так и на объектах крупных береговых энергосистем нередко наблюдаются колебания нагрузки и сложности с согласованием мощностей. Во всех этих случаях требуются трансформаторы, способные к кратковременной перегрузке.
Сектор гражданских зданий: Многие коммерческие здания в настоящее время эксплуатируются при низких коэффициентах загрузки трансформаторов, что приводит к ситуации «избыточного запаса мощности». При модернизации применение энергоэффективных (высокозагружаемых) трансформаторов позволяет расширить мощность без увеличения размеров распределительных помещений или замены шин, эффективно решая проблемы резких скачков нагрузки или пиковых нагрузок на электросеть, вызванных экстремальными погодными условиями.
В рамках двухставочного тарифа на промышленное и коммерческое электроснабжение экономический эффект является значительным. С использованием распространённого метода расчёта объёма снижения заявленной мощности при допущении сокращения мощности на 2500 кВА на напряжении 35 кВ ежемесячная экономия на оплате электроэнергии составит 36 500 юаней.

4. Разработка соответствующих стандартов

Известно, что технический стандарт «Трансформаторы с высокой перегрузочной способностью», разработанный в электроэнергетической отрасли Китая, впервые вступил в силу 10 января 2018 г. и был обновлён 6 января 2021 г. В этом стандарте определены ключевые показатели, такие как способность выдерживать короткое замыкание, эксплуатационные характеристики при перегрузке и предельные значения повышения температуры для трёхфазных масляных трансформаторов мощностью от 10 кВ до 500 кВА, что позволило восполнить пробел в отечественных технических стандартах. В 2023 г. Ганьсу́нское общество электротехники выпустило дополнительный групповой стандарт T/GES 001-2024, в котором более детально прописаны определения продукции, методы испытаний, а также требования к транспортировке и хранению; данный стандарт официально вступил в силу 26 октября 2023 г. Ни один из указанных двух стандартов не определяет чётко условия высокой нагрузки для сухих или масляных трансформаторов на более высоких напряжениях либо для трансформаторов, использующих новые изоляционные материалы, что приводит к неоднозначности в оценке эксплуатационных характеристик выпускаемой на рынок продукции и отсутствию нормативной базы при проектировании и выборе оборудования, ставя серьёзное препятствие на пути стандартизированного развития отрасли. Эксперты, участвовавшие в совещании, единогласно сочли насущной необходимость включения характеристик высокой перегрузочной способности в более широкий спектр стандартов «зелёных» трансформаторов, что требует совместных усилий всех заинтересованных сторон по разработке соответствующих групповых или отраслевых стандартов, а при создании благоприятных условий — и национальных стандартов, с тем чтобы устранить существующие барьеры при проектировании и выборе оборудования.

5. заключение

Этот семинар призывает к кардинальному изменению традиционных подходов. На фоне повсеместных потерь энергии, вызванных избыточным проектированием мощности трансформаторов и низкими коэффициентами загрузки, он выступает за внедрение принципов «зелёной», низкоуглеродной и экологически безопасной энергетики наряду с концепцией высокой перегрузочной способности. Отраслевые ассоциации должны возглавить совместные усилия по разработке стандартов и запустить пилотные программы на промышленных парках, в коммерческих зданиях и на объектах возобновляемой энергетики. Регулярные технические обмены повысят осведомлённость отрасли, а углубление сотрудничества между промышленностью, наукой и образованием будет стимулировать технологические инновации и модернизацию.
Когда стандарты, технологии, рынок и политика объединяются в единый мощный импульс, данная технологическая инновация, скрытая в подстанция освободит колоссальные экономические и социальные выгоды и внесёт вклад «зелёной» энергии в качественное развитие.