Повышающий масляный трансформатор 160 кВА, 11 кВ для солнечных и ветряных электростанций — для работы в сети или автономно (стандарт IEC 60076)

Модель:S22-M-160/11 (опционально: S20-M-160/11 и S13-M-160/11)

Номинальная мощность:160 кВА

Количество фаз:Трехфазный

Частота:50 Гц / 60 Гц

Номинальное высокое напряжение (ВН):11 кВ (опционально: 10, 12, 13,8, 20, 22, 24, 33, 35 кВ)

Диапазон регулирования ВН:±2×2,5% без возбуждения (опционально: ±5%; РПН — по запросу)

Номинальное низкое напряжение (НН):0,4 кВ (опционально: 0,415; 0,48; 0,69; 0,8 кВ)

Назначение:Повышающий (0,4 → 11 кВ) и понижающий (11 → 0,4 кВ) — в одном устройстве

Отправить запрос Живой чат

Подробности о продукте
Часто задаваемые вопросы
Упаковка и доставка

160kVA Oil-Immersed Transformer

Краткий обзор

Масляный трансформатор мощностью 160 кВА (напряжение 11 кВ) для малых фотоэлектрических или ветроэнергетических станций представляет собой герметичный трехфазный агрегат. Он повышает напряжение на выходе инвертора или турбины (0,4 кВ или 0,69 кВ для ветрогенераторов) до 11 кВ для подключения к сети, а также понижает напряжение с 11 кВ до 400/230 В при работе объекта в автономном режиме. В условиях эксплуатации на объектах солнечной и ветровой энергетики преобладают потери холостого хода, а не потери под нагрузкой: трансформатор остается под напряжением 8760 часов в год, тогда как коэффициент использования установленной мощности (КИУМ) фотоэлектрической системы составляет лишь 12–20%, поэтому на долю потерь холостого хода приходится около 60% от общего объема ежегодных потерь энергии. Рекомендуется выбирать исполнение с низкими потерями холостого хода (тип S22, класс 1 по стандарту GB 20052-2024), схемой и группой соединения обмоток Dyn11 и герметичным гофрированным баком.

Описание изделия

Это трехфазный масляный трансформатор (частота 50/60 Гц) мощностью 160 кВА с обмотками на 11 кВ и 0,4 кВ. Он может работать в двух режимах: как повышающий трансформатор (передача энергии от инвертора или турбины в сеть 11 кВ) или как понижающий трансформатор (питание нагрузки 400/230 В при автономной работе объекта). Обе обмотки выполнены из меди. Активная часть размещена в герметичном стальном баке с гофрированными стенками (без расширительного бачка), благодаря чему изоляционное масло не контактирует с воздухом и не требует отбора проб, фильтрации или доливки в течение всего расчетного срока службы (25 лет).

Трансформатор предназначен для малых объектов возобновляемой энергетики: наземных и крышных фотоэлектрических систем мощностью до 150–200 кВт (пиковая мощность), одиночных ветрогенераторов средней мощности и малых ветропарков, микросетей с солнечными панелями и накопителями энергии, гибридных солнечно-дизельных систем (для поселков, ферм, ранчо и объектов связи), а также для автономных нагрузок, таких как насосы для ирригации и системы водоочистки. В стандартную комплектацию входит система контроля температуры масла с контактами для аварийной сигнализации и отключения, а также интерфейс RS485/Modbus RTU; в качестве опции доступен модуль передачи данных (DTU) с поддержкой 4G или LoRa, позволяющий передавать в систему SCADA предприятия или на облачную панель мониторинга данные о температуре масла и обмоток, токе нагрузки и напряжении. Оборудование разработано и испытано в соответствии со стандартами МЭК (IEC) 60076-1/-2/-3/-5/-10 (для ветроэнергетики — дополнительно по стандарту МЭК 60076-16), соответствует требованиям энергоэффективности GB 20052-2024 и производится в рамках систем менеджмента ISO 9001, ISO 14001 и ISO 45001.

Почему для объектов солнечной и ветровой энергетики выбирают герметичные масляные трансформаторы, а не сухие

Наша рекомендация: для размещения на открытом воздухе (солнечные электростанции, ветропарки или гибридные микросети) следует выбирать герметичный масляный трансформатор. Сухие трансформаторы с литой изоляцией лучше использовать в закрытых электротехнических помещениях, в условиях высокогорья (на высоте более 3000 м) и на объектах, где нормы пожарной безопасности или экологические требования запрещают использование минерального масла.

Ключевой фактор — режим работы. Выработка энергии из возобновляемых источников носит непостоянный характер (мощность солнечных панелей колеблется при прохождении облаков, а ветрогенераторов — при порывах ветра). Масло обладает значительно большей теплоемкостью по сравнению с воздухом, поэтому бак поглощает пиковые нагрузки, не допуская критического перегрева наиболее горячих участков обмотки. Кроме того, герметичный бак исключает два типа неисправностей, характерных для объектов ВИЭ: образование конденсата в ночное время (при охлаждении бака и отключенной нагрузке на стороне низкого напряжения) и необходимость периодического обслуживания масла, которое крайне сложно обеспечить на удаленных объектах.

Критерий оценки	Герметичный масляный (данное изделие)	Сухой с литой изоляцией (cast resin)	Влияние на объект солнечной / ветровой генерации
Работа вхолостую в ночное время	Потери холостого хода 170 W (S22); герметичный бак не пропускает влажный воздух при остывании	Более высокие потери холостого хода; открытые обмотки собирают росу и пыль	Герметичная масляная конструкция устраняет и потери холостого хода, и риск конденсации
Прерывистая нагрузка	Тепловая инерция масла сглаживает переходы при облачности и пики порывов ветра	Меньшая тепловая инерция, более быстрый рост температуры наиболее нагретой точки	Масляный тип лучше подходит для циклов работы солнечных и ветровых станций
Наружная установка	Кабельные отсеки IP54, наружная площадка, с маслоприёмником	Требуется помещение или укрытие	Масляный тип выигрывает на открытых площадках
Пожарная безопасность и экология	Горючее масло; по требованию — исполнение с эфирным маслом или маслоприёмник	Самозатухающий, без масла	Вблизи леса или водоёмов выбирайте сухой тип или эфирное масло
Стоимость на кВА	Наименьшая	Обычно на 10–15 % выше	Масляный тип подходит для небольших проектов с ограниченным бюджетом
Высота над уровнем моря	Снижение мощности или специальное исполнение выше 1 000 м	Лучше работает на высоте	Сухой тип для плоскогорий выше 3 000 м
Шум	≤ 55 dB(A), малошумное исполнение ≤ 50 dB(A)	Немного тише	Редко бывает решающим на удалённых объектах ВИЭ

Классы энергоэффективности и эксплуатационные расходы за 20 лет

На объектах возобновляемой энергетики трансформатор находится под напряжением гораздо дольше, чем сама электростанция вырабатывает энергию. Солнечная электростанция работает с коэффициентом использования установленной мощности 12–20%, однако трансформатор остается под напряжением 11 кВ в течение всех 8760 часов в году, включая ночное время. Именно поэтому решающим фактором для определения затрат за 20-летний период являются потери холостого хода, а не цена закупки оборудования; по этой же причине выбор класса энергоэффективности здесь важнее, чем в случае с распределительным трансформатором, работающим в стандартном режиме нагрузки.

Класс энергоэффективности GB 20052-2024	Модель	Потери холостого хода P0	Потери нагрузки Pk (75 °C)	Годовые потери — работа с солнечной станцией	Годовые потери — работа с ветроустановкой	Стоимость за 20 лет — солнечная станция	Стоимость за 20 лет — ветроустановка
Класс 3	S13-M-160/11	200 W	2,310 W	≈ 2,780 kWh	≈ 4,034 kWh	≈ USD 6,672	≈ USD 9,682
Класс 2	S20-M-160/11	180 W	1,850 W	≈ 2,400 kWh	≈ 3,405 kWh	≈ USD 5,760	≈ USD 8,172
Класс 1	S22-M-160/11	170 W	1,650 W	≈ 2,223 kWh	≈ 3,119 kWh	≈ USD 5,335	≈ USD 7,486

Переход от трансформатора класса 3 к классу 1 позволяет сэкономить около 11 140 кВт·ч за 20 лет эксплуатации на объекте солнечной энергетики и около 18 300 кВт·ч — на ветроэнергетическом объекте. При стоимости электроэнергии 0,12 долл./кВт·ч это составляет примерно 1340 и 2200 долларов США соответственно, что, как правило, в несколько раз превышает разницу в цене между этими двумя типами оборудования. Обратите внимание на распределение потерь: при работе в составе фотоэлектрической системы потери холостого хода составляют около 63% от общего годового объема потерь, поэтому выбор конструкции, оптимизированной исключительно для снижения потерь под нагрузкой, в данном случае будет ошибочным.

Работа в сети и автономный режим: что меняется

Сам трансформатор является двунаправленным и не требует конструктивных изменений при переходе между этими двумя режимами работы. Изменения касаются системы заземления, схемы защиты, а также — в случае подключения к слабым линиям электропередачи — диапазона регулирования напряжения (диапазона ответвлений обмотки).

Параметр	Работа от сети (сетевой режим)	Автономный режим / изолированная сеть
Направление потока мощности	0,4 кВ → 11 кВ, выдача мощности в сеть	Оба направления: 0,4 → 11 кВ днём, 11 → 0,4 кВ для нагрузок объекта
Нейтраль и заземление	По требованиям энергоснабжающей организации	Нейтраль НН должна быть заземлена (TN-S или TT) — Dyn11 её обеспечивает
Диапазон регулирования ответвлений	±2×2,5 % обычно достаточно	Более широкий диапазон или РПН при колебаниях напряжения в изолированной сети
Повышение напряжения	Для протяжённых линий может потребоваться ±5 % или РПН	Не применимо
Уровень тока короткого замыкания	Сеть вносит ток короткого замыкания	Только инверторы — низкий; Uk% влияет на чувствительность защиты
Режим работы ночью	Холостой ход, только потери холостого хода	Может отключаться вместе с изолированной сетью
Защита	Присоединение к сети и защита от островного режима	Защита изолированной сети; защита от островного режима не требуется

Ключевые особенности

Двунаправленная работа: повышение напряжения с 0,4 кВ до 11 кВ для выдачи энергии в сеть и понижение с 11 кВ до 0,4 кВ для питания автономной нагрузки. Один трансформатор обеспечивает оба режима работы гибридной энергосистемы, включающей солнечные и ветровые установки, а также системы накопления энергии.
Низкие потери холостого хода, оптимизированные для работы с ВИЭ: конструкция серии S22 обеспечивает потери 170 Вт (против 200 Вт для трансформаторов класса 3). При работе в составе фотоэлектрической (PV) системы потери холостого хода составляют около 63% от общего годового объема потерь, так как трансформатор находится под напряжением все 8760 часов в году, в то время как коэффициент использования установленной мощности (КИУМ) солнечных панелей составляет лишь 12–20%.
Герметичный гофрированный бак: отсутствие расширительного бачка исключает контакт масла с воздухом. В течение всего расчетного срока службы (25 лет) не требуется отбор проб, фильтрация или долив масла; также исключено попадание влажного воздуха внутрь при остывании бака в ночное время.
Адаптация к переменным нагрузкам: тепловая инерция масла сглаживает скачки мощности, вызванные прохождением облаков над солнечными панелями или порывами ветра на турбинах, предотвращая перегрев наиболее нагретой точки обмотки (hot spot).
Расчет на работу с инверторами и преобразователями: конструкция обмоток учитывает суммарные гармонические токи, генерируемые инверторами (в соответствии со стандартами IEEE 519 / IEC 61000-3-12 и IEEE C57.110), а также влияние постоянной составляющей тока, которая вызывает подмагничивание сердечника и, при отсутствии соответствующих мер, приводит к росту тока намагничивания, уровня шума и потерь холостого хода.

Типовые области применения

Наземные и крышные фотоэлектрические (ФЭ) станции мощностью до ~150–200 кВт (пиковая мощность), подключенные к линии электропередачи напряжением 11 кВ
Отдельные ветрогенераторы средней мощности и малые ветроэнергетические комплексы с выходным напряжением генератора 690 В
Гибридные системы (ФЭ + накопители энергии + дизельные генераторы) для энергоснабжения деревень, ферм, ранчо и объектов связи
Автономные системы энергоснабжения (островные режимы), вахтовые поселки горнодобывающих предприятий, насосные станции и системы ирригации
Коммерческие и промышленные крышные солнечные электростанции с выдачей мощности в сеть 11 кВ
Микросети с солнечной генерацией и накопителями энергии, проекты электрификации удаленных объектов
Объекты возобновляемой энергетики в сельскохозяйственном секторе и на установках опреснения воды (в условиях пустынного или прибрежного климата)

Стандарты и сертификация

Проектирование и испытания выполнены в соответствии со стандартами IEC 60076-1 (общие положения), IEC 60076-2 (превышение температуры), IEC 60076-3 (уровни изоляции и диэлектрические испытания), IEC 60076-5 (стойкость к токам короткого замыкания), IEC 60076-10 (уровень шума) и IEC 60076-16 (трансформаторы для ветрогенераторов), а также сериями стандартов GB 1094 и GB/T 6451. Энергоэффективность соответствует классу 2 по стандарту GB 20052-2024 (стандартное исполнение) и классу 1 (исполнение S22). Расчет нагрузок, обусловленных гармониками от инверторов и преобразователей, выполнен с учетом требований IEEE C57.110, IEEE 519 и IEC 61000-3-12. Производство сертифицировано по стандартам ISO 9001, ISO 14001 и ISO 45001. Предусмотрена возможность получения маркировки CE; по запросу предоставляются отчеты о типовых испытаниях, проведенных независимыми организациями (лабораториями, аккредитованными CNAS, KEMA или аналогичными органами).

Вопрос 1: Какой трансформатор нужен для солнечной фотоэлектрической системы мощностью 150 кВт?

Трансформатор следует подбирать исходя из выходной мощности инвертора (по стороне переменного тока), а не из пиковой мощности фотоэлектрического массива. Массив мощностью 150 кВт (пик) обычно комплектуется инверторами суммарной мощностью 120–150 кВт, так как модули редко выдают номинальную мощность, а мощность массива по постоянному току часто завышают с коэффициентом 1,1–1,2. Трансформатор мощностью 160 кВА обеспечивает необходимый запас с учетом реактивной мощности и возможности расширения системы в будущем. Эмпирическое правило: мощность трансформатора (кВА) ≈ мощность инвертора (кВт) ÷ 0,9; полученное значение округляют в большую сторону до ближайшего стандартного номинала.

Вопрос 2: Можно ли использовать один и тот же трансформатор для работы в сети и в автономном режиме?

Да, трансформатор является двунаправленным устройством, и данная модель рассчитана на работу в обоих направлениях. В сетевом режиме он повышает напряжение на выходе инвертора с 0,4 кВ до 11 кВ для выдачи энергии в сеть; в автономном режиме (режиме «острова») он понижает напряжение локальной сети 11 кВ до 400/230 В для питания потребителей объекта. Различия между этими режимами касаются не самого трансформатора, а схем заземления и защиты: в автономном режиме нейтраль стороны низкого напряжения (НН) должна быть заземлена (системы TN-S или TT), а защита от работы в режиме «острова» (anti-islanding protection) требуется только при подключении к внешней сети.

Вопрос 3: Почему для трансформатора солнечной электростанции потери холостого хода важнее потерь под нагрузкой?

Потому что трансформатор находится под напряжением гораздо дольше, чем электростанция вырабатывает энергию. Коэффициент использования установленной мощности (КИУМ) фотоэлектрической системы составляет 12–20%, тогда как трансформатор остается подключенным к сети 11 кВ в течение всех 8760 часов в году, включая ночное время. Для трансформатора мощностью 160 кВА потери холостого хода составляют около 63% от суммарных годовых потерь при работе в составе солнечной электростанции и около 43% — в составе ветровой. Именно поэтому показатель потерь 170 Вт (для класса S22) здесь важнее, чем для стандартного распределительного трансформатора с обычной нагрузкой.

Вопрос 4: До какого уровня напряжения повышает напряжение трансформатор мощностью 160 кВА для солнечной электростанции?

Для данного устройства стандартным является диапазон напряжений от 0,4 кВ до 11 кВ. Напряжение 11 кВ широко используется в распределительных сетях Великобритании, многих стран Азии, Африки, Ближнего Востока и Австралии; в Китае стандартом является 10 кВ, а в некоторых регионах Америки — 13,8 кВ. Обмотка высокого напряжения (ВН) может быть рассчитана на напряжение от 10 кВ до 24 кВ, а также на 33 кВ и 35 кВ для протяженных линий электропередачи. В ветроэнергетических установках на стороне низкого напряжения (НН) обычно используется напряжение 0,69 кВ.

Вопрос 5: Может ли сторона НН иметь напряжение 0,69 кВ для ветрогенератора?

Да. Напряжение 690 В является стандартным выходным напряжением генераторов большинства ветроустановок средней мощности, и данный трансформатор поставляется с обмоткой НН на 0,69 кВ для работы в составе ветрогенератора. Для фотоэлектрических систем с напряжением 1500 В обмотка НН выполняется на 0,8 кВ. Коэффициент трансформации, группа соединения обмоток, диапазон регулирования напряжения и частота определяются при оформлении заказа.

Вопрос 6: Вызывают ли солнечные инверторы повреждение трансформатора из-за гармоник?

Современные инверторы работают в пределах норм стандартов IEEE 519 и IEC 61000-3-12 (коэффициент THDi обычно не превышает 3–5%), поэтому нагрев, вызванный гармониками, значительно менее выражен, чем на станциях быстрой зарядки электромобилей постоянным током. Тем не менее, при составлении спецификации необходимо учитывать два эффекта, связанных с работой инверторов: инжекцию постоянного тока (вызывающую подмагничивание сердечника и рост тока намагничивания, а также увеличение уровня шума и потерь холостого хода) и суммарный ток гармоник от множества инверторов, подключенных к одному трансформатору (этот фактор учитывается нами при проектировании обмоток в соответствии со стандартом IEEE C57.110).

Вопрос 7: Требуется ли трансформатору для солнечной электростанции устройство регулирования напряжения под нагрузкой (РПН)?

Обычно нет. Стандартных ответвлений обмотки (±2×2,5%) достаточно для компенсации обычных колебаний напряжения в сети. Установка РПН или выбор трансформатора с более широким диапазоном регулирования (±5%) оправданы при подключении станции к слабой сельской линии электропередачи: выдача мощности повышает напряжение в точке подключения, и на протяженной линии оно может выйти за допустимые пределы в полуденные часы. Перед принятием решения запросите у энергокомпании данные об уровне токов короткого замыкания и расчет повышения напряжения.

Вопрос 8: Что происходит с трансформатором ночью, когда инверторы прекращают работу?

Он остается под напряжением со стороны 11 кВ и потребляет энергию только на покрытие потерь холостого хода — около 170 Вт для модели S22 (примерно 1490 кВт·ч в год). Здесь важны две конструктивные особенности: герметичный бак предотвращает подсос влажного воздуха при ночном остывании (что является частой причиной деградации изоляции на объектах возобновляемой энергетики), а если владелец хочет полностью исключить ночные потери, можно предусмотреть отключение трансформатора со стороны высокого напряжения, что учитывается при проектировании системы защиты.

Вопрос 9: Можно ли использовать масляный трансформатор на солнечной или ветровой электростанции?

Да, это стандартный выбор для объектов возобновляемой энергетики, размещаемых на открытом воздухе, поскольку такие трансформаторы дешевле в пересчете на кВА и лучше выдерживают переменную нагрузку по сравнению с сухими трансформаторами. Местные нормы обычно требуют наличия маслоприемника (поддона) или соблюдения безопасного расстояния до других объектов; кроме того, некоторые регулирующие органы ограничивают использование минерального масла вблизи лесов, водосборных бассейнов или охраняемых природных территорий. В таких случаях альтернативой служат трансформаторы с заполнением натуральными эфирами, которые биоразлагаемы и имеют более высокую температуру вспышки.

Вопрос 10: Подходит ли такое оборудование для эксплуатации в условиях пустынной жары, высокогорья или на побережье?

Стандартное исполнение рассчитано на температуру окружающего воздуха от -25 °C до +40 °C и высоту установки до 1000 м над уровнем моря. На высоте более 1000 м разреженный воздух снижает эффективность охлаждения, поэтому требуется специальное исполнение для высокогорья или снижение номинальной мощности (дерейтинг) — это часто практикуется для солнечных электростанций на высокогорных плато (выше 3000 м). Для объектов в пустыне обычно требуется расчет на температуру +50 °C и антикоррозийная защита класса C5-M. Для ветроэнергетических установок, расположенных на побережье или в прибрежной морской зоне, требуется защитное покрытие класса C5-M и усиленная герметизация кабельных отсеков.

Вопрос 11: Стоит ли выбирать масло на основе природных эфиров вместо минерального масла?

Эфирное масло следует выбирать для объектов, расположенных в экологически чувствительных зонах или в местах с повышенными требованиями пожарной безопасности. Оно легко поддается биологическому разложению, имеет температуру вспышки выше 300 °C (против примерно 160 °C у минерального масла) и способно поглощать влагу, что замедляет старение бумажной изоляции и может продлить срок ее службы. К недостаткам относятся более высокая начальная стоимость, повышенная вязкость (что учитывается при проектировании системы охлаждения) и необходимость согласования использования такого масла с энергоснабжающей организацией. Для стандартных наземных солнечных или ветровых электростанций оптимальным выбором остается минеральное масло.

Вопрос 12: Каковы сроки поставки и как упаковывается оборудование?

Срок производства обычно составляет 3–6 недель в зависимости от класса напряжения, уровня потерь и объема заказа. Оборудование отгружается заполненным маслом и герметично закрытым на заводе; оно размещается на деревянном поддоне с металлическим усилением, оборачивается влагозащитной пленкой (с влагопоглотителем), а высоковольтные и низковольтные вводы и кабельные отсеки защищаются фанерными щитами. Предусмотрены подъемные проушины, а также индикаторы удара и наклона. Возможна полная упаковка в фанерный ящик для экспортных перевозок; если того требуют правила страны назначения, оборудование может быть отгружено со слитым маслом (масло поставляется отдельно в герметичных бочках). Окончательные данные о массе брутто, габаритах упаковки и комплектации (упаковочный лист) подтверждаются перед отгрузкой.

Поставляется в заполненном маслом и герметично упакованном на стальном усиленном деревянном поддоне, обернутом влагозащитной пленкой с осушителем, высоковольтными и низковольтными изоляторами, а также кабельными коробками, защищенными фанерными кожухами, оснащенными подъемными проушинами и индикаторами удара/наклона. Подходит для морских, автомобильных и железнодорожных перевозок; по запросу предоставляется полный экспортный фанерный ящик. В случаях, когда этого требуют правила страны назначения, устройство может быть отправлено с отработанным маслом в герметичных бочках. Окончательный вес брутто, размеры ящика и упаковочный лист подтверждаются перед отгрузкой.