Номера

2017

2016

2015

2014

2013

2012

2011

2010

2009

2008

2007

2006

Главная / №5 (41) Сентябрь-Октябрь 2011 / Аналитика

Сегментирование и методология прогнозирования развития рынка силовых трансформаторов в 2012 году

Настоящая публикация является продолжением цикла статей автора о состоянии и прогнозировании рынка силовых трансформаторов I–III габарита.

Мировая экономика и экономики развитых и развивающихся стран в настоящее время испытают очень сильные деформации. Волатильность фондовых рынков высока, инвесторы нервничают в ожидании новой волны кризиса. Для прогнозирования в таких условиях рынка силовых трансформаторов в России представляется целесообразным прогнозировать емкость его отдельных сегментов.

Поскольку силовые трансформаторы относятся к товарам производственно-технического назначения (ПТН), то сегментирование рынка силовых трансформаторов целесообразно провести по производственно-экономическим признакам.

В этом случае отчетливо выделяются следующие шесть групп потребителей:

  1. Предприятия генерации (ГЭС, ТЭС, ТЭЦ, ГРЭС, ГАЭС, АЭС). Объекты Федеральной Сетевой Компании (подстанции магистральных электросетей).
  2. Региональные распределительные электросетевые компании.
  3. Промышленные предприятия разных отраслей (заводы, фабрики, комбинаты, др. предприятия, в т.ч., горнодобывающие, газодобывающие). Сельскохозяйственные предприятия и садоводческие товарищества. Объекты Министерства обороны РФ.
  4. Нефтедобывающие компании.
  5. Объекты жилищно-коммунального хозяйства, транспортной и социальной инфраструктуры (жилые микрорайоны, школы, торговые центры, больницы, аэропорты, автомагистрали, автовокзалы, речные и морские порты, речные вокзалы, водонасосные станции, станции очистки и т.п.).
  6. Объекты железнодорожного транспорта (тяговые подстанции, станции, вокзалы).

Подобное сегментирование соответствует также схеме транспортирования электроэнергии от предприятий генерации к потребителям.

Ниже приводится краткий анализ характеристик каждого из перечисленных сегментов рынка силовых трансформаторов, с тем, чтобы выявить, с одной стороны, особенности закупаемого оборудования, а с другой, найти прогнозируемый параметр сегмента, взаимно однозначно связанный с изменением установленной трансформаторной мощности электроснабжающих подстанций.

1. Предприятия генерации (ГЭС, ТЭЦ, ГРЭС). Объекты Федеральной Сетевой Компании (подстанции магистральных электросетей)

3 июня 2010 года Правительство России в основном одобрило Генеральную схему размещения объектов электроэнергетики до 2030 года. Генеральная схема — один из важнейших документов в отечественной электроэнергетике, наряду с Энергетической стратегией России. Генеральная схема определяет развитие электроэнергетики на длительную перспективу (до 15 лет) и содержит поименные перечни генерирующих и электросетевых объектов по энергосистемам в разрезе субъектов Российской Федерации с указанием сроков ввода энергетических объектов и их параметров.

Установленная мощность электростанций ЕЭС России на 01.01.2011 составила 214 868,6 МВт. Увеличение установленной мощности электростанций ЕЭС России за счет вводов нового, а также модернизации действующего генерирующего оборудования электростанций составило 3229,95 МВт. Ввод новой мощности в 2010 году на электростанциях ЕЭС России с учетом электростанций промышленных предприятий составил 2886,2 МВт.

Конкретные численные ориентиры развития генерации на различных временных горизонтах приведены на рис. 1.

Силовые трансформаторы, используемые на объектах генерации, являются повышающими и изготавливаются под заказ для каждой генерирующей станции.

Основной частью Единой энергетической системы России «является единая национальная энергетическая сеть (ЕНЭС), включающая в себя систему магистральных линий электропередачи, объединяющих большинство регионов страны и представляющая собой один из элементов гарантии целостности государства». Для ее «сохранения и укрепления, обеспечения единства технологического управления и реализации государственной политики в электроэнергетике» было предусмотрено создание «ФСК ЕЭС». В постановлении Правительства Российской Федерации от 21.12.2001 № 881 были утверждены критерии отнесения к ЕНЭС магистральных линий электропередачи и объектов. Это подстанции напряжением 220 кВ и выше.

Конкретные данные по количеству и по суммарной мощности этих станций даны в таблицах на рис. 2.

Перспективы развития сетей ФСК даны в таблице на рис. 3 (План ввода электросетевых мощностей в 10–2014 годах).

Рисунок 3.
 20102011201220132014
Линии электропередачи, км 3293,1 3520,5 5435,0 5892,9 2936,1
Трансформаторная мощность, МВА 13 047,0 26 557,3 22 474,0 19 000,0 8102,0

Силовые трансформаторы, установленные на подстанциях ФСК — это трансформаторыIV–VIII габарита.Прогноз потребности в этих трансформаторах содержится в документах ФСК ЕЭС и в данной статье не рассматривается.

Однако, приведенные выше данные будут базовыми при прогнозировании спроса на рынке силовых трансформаторовI–III габарита.Основой для такого допущения является то, что прогноз ФСК основан на долгосрочном макро прогнозировании роста электропотребления в РФ.

Далее в схеме распределения электроэнергии идут три каскада трансформирования электроэнергии. Первый: от напряжения 110 кВ до напряжений 35 и 10 кВ подстанций ведения региональных распределительных компаний холдинга МРСК. Второй: трансформация 35/10 (6). Третий: 10 (6)/0,4.

2. Первый и второй каскады трансформации электроэнергии. Региональные распределительные электросетевые компании

На подстанциях МРСК используются трансформаторыII–VIгабарита (напряжением до 110 кВ и мощностью 100 кВА — 63 000 кВА).

Конкретная количественная характеристика мощностей МРСК приведена в таблице на рис. 4.

Рисунок 4.
ПоказательЕд. изм.200920102010/2009
Установленная мощность подстанций МВА 382 935 401 211 5%
Протяженность воздушных линий электропередач напряжением 35 кВ и выше км 408 565 412 569 1%
Протяженность воздушных линий электропередач напряжением0,4-20 кВ км 1 477 004 1 508 015 2%

Здесь нам важно отметить примерное соотношение мощности подстанций ФСК и подстанций ведения МРСК.

Этот коэффициент (назовем его коэффициентом превышения) можно принять равным ~1,25 (суммарная мощность региональных распределительных компаний в 1,25 раза превышает суммарную мощность подстанций ФСК). Кстати суммарная мощность подстанций ФСК, в свою очередь, в ~1,4 раза превышает установленную мощность генерации.

Зная коэффициент превышения и рост трансформаторной мощности ФСК, можно определить прирост суммарной трансформаторной мощности подстанций МРСК. Количество трансформаторов каждой конкретной мощности рассчитывается по ранговидовым распределениям, полученным автором и впервые опубликованным в статье «Плановое развитие рынка силовых трансформаторов: утопия или необходимость» (Электротехнический рынок, № 1-2 (37-38) январь-апрель 2011 г.).

3. Третий каскад трансформации. Предприятия разных отраслей промышленности и различных ведомств:

  1. заводы, фабрики, комбинаты и прочие виды предприятий (кроме горнодобывающих и газодобывающих);
  2. горнодобывающие, газодобывающие предприятия;
  3. сельскохозяйственные предприятия и садоводческие товарищества;
  4. объекты Министерства обороны РФ;
  5. объекты жилищно-коммунального хозяйства (жилые микрорайоны, школы, торговые центры, больницы);
  6. объекты транспортной и социальной инфраструктуры (аэропорты, автомагистрали, автовокзалы, речные и морские порты, речные вокзалы, водонасосные станции, станции очистки и т.п.).

Все перечисленные предприятия объединяет применение всего спектра мощностей силовых трансформаторовI–IIIгабарита от 63 кВА до 6300 кВА.

При этом предприятия группы 3a используют для электроснабжения внутрицеховые подстанции и все типы силовых трансформаторов: сухие ТС, ТСЗ, а также масляные ТМ, ТМГ, ТМЗ, ТМН.

Предприятия группы 3b как правило используют для электроснабжения сухие трансформаторы ТСЗ и масляные трансформаторы специального типа ТМБ (для буровых установок) и ТМЭ (экскаваторные)II–IIIгабарита (630 кВА — 6300 кВА).

Предприятия группы 3c чаще всего используют столбовые и киосковые подстанции с силовыми масляными трансформаторами типов ТМ и ТМГ мощностью от 16 кВА до 1000 кВА.

Предприятия группы 3d также используют для электроснабжения внутрицеховые подстанции и все типы силовых трансформаторов: сухие ТС, ТСЗ, а также масляные ТМ, ТМГ, ТМЗ, ТМН.

Предприятия группы 3e получают электроснабжение либо от отдельных подстанций, либо от встроенных подстанций. В случае встроенных подстанций применяются только сухие трансформаторы, т.к. они, в отличие от масляных, удовлетворяют повышенным требованиям пожаробезопасности. Диапазон используемых мощностей: 63 кВА — 1000 кВА.

Предприятия группы 3f получают электроснабжение от отдельных подстанций. Диапазон используемых мощностей — 630 кВА — 6300 кВА. Трансформаторы могут быть как сухого, так и масляного типа.

Данный сегмент рынка силовых трансформаторов является наиболее сложным для прогнозирования развития. Автор предлагает новый подход к прогнозированию/развитию спроса в данном сегменте. За базис прогнозных оценок следует взять данные о строительстве зданий различного назначения. Основой для подобного допущения является тот факт, что все построенные здания будут использоваться в качестве объектов, перечисленных в пункте 3.

Поскольку имеются данные:

  1. по долям использования зданий в том или ином качестве;
  2. статистические данные о доле той иной отрасли промышленности в общем объеме выпускаемого валового промышленного продукта;
  3. прогноз увеличения объема продукции конкретных отраслей;
  4. энергоемкость выпуска единицы продукции каждой отрасли, — можно рассчитать увеличение необходимой трансформаторной мощности для электроснабжения всех вновь построенных объектов.

Данные о динамике строительства приведены в таблице на рис. 5.

Рисунок 5.
 200020032004200520062007200820092010
Количество введенных зданий — всего, тыс., в том числе: 119,7 132,5 132,0 141,6 159,0 209,9 224,6 233,3 212,0
— жилого назначения 110,8 119,8 121,3 131,0 148,7 194,6 208,9 217,2 200,5
— нежилого назначения 8,9 12,7 10,7 10,6 10,3 15,3 15,7 16,1 11,5
Общий строительный объем зданий —всего, млн м3, в том числе: 172,4 216,3 246,1 265,4 304,2 414,1 446,2 423,6 372,1
—  жилого назначения 131,6 162,8 187,5 202,2 234,4 282,1 310,9 280,8 279,5
— нежилого назначения 40,8 53,5 58,6 63,2 69,8 132,0 135,3 142,8 92,6
Общая площадь зданий — всего, млн мм2, в том числе: 44,7 53,7 60,0 66,3 75,6 98,1 102,5 95,1 87,6
— жилого назначения 36,4 43,4 49,3 54,8 62,3 74,5 79,2 72,5 71,6
— нежилого назначения 8,3 10,3 10,7 11,5 13,3 23,6 23,3 22,6 16,0

Данные о долях использования зданий в том или ином качестве приведены на рис. 6.

4. Нефтедобывающие предприятия

В 2010 году в России насчитывалось 155 тыс. нефтяных скважин, в том числе в простое находилось около 25 тыс. скважин (рис. 7). Согласно расчетам, общее потребление активной энергии нефтяной промышленностью России составляет в год около 50 млрд кВт*ч. Это соответствует примерно 5,5% общей выработки электроэнергии в стране. По разным оценкам специалистов, удельный расход электроэнергии в нефтедобыче составляет ~165—180 кВт*час/т.

Электроснабжение в нефтедобыче осуществляется специальным типом силовых трансформаторов: ТМПН и ТМПНГ — трансформаторы для питания погружных насосов для добычи нефти. Эти трансформаторы имеют ряд конструктивных особенностей, связанных с особенностями электроснабжения в местах нефтеразработок.

Наиболее существенным является наличие большого числа ступеней переключения ответвлений обмотки высокого напряжения — до 50 ступеней (эти трансформаторы работают как повышающие от 0,4 кВ до рабочего напряжения электродвигателя погружного насоса). Мощности используемых трансформаторов от 63 кВА — до 1000 кВА.

Имея данные по увеличению нефтедобычи, несложно оценить рост потребной трансформаторной мощности.

5. Объекты железнодорожного транспорта (тяговые подстанции, станции, вокзалы)

Специальные силовые трансформаторы разработаны для электроснабжения, в первую очередь, тяговых подстанций железных дорог и других объектов РЖД, где напряжение составляет 27,5 кВ. Они имеют также специальное обозначение — ТМЖ. Трансформаторы выпускаются мощностью от 100 кВА до 2500 кВА.

Прогноз динамики электропотребления объектов РЖД приведен в таблице на рис. 8. Как нетрудно видеть, и в этом случае прогноз увеличения потребной трансформаторной мощности рассчитывается просто. Общее количество трансформаторов с распределением по мощностям определяется по упомянутым выше ранговидовым распределениям, т.к. эти распределения носят универсальный характер для любого техноценоза, состоящего из «особей» — силовых трансформаторов (подробнее см. статью автора "Плановое развитие рынка силовых трансформаторов: утопия или необходимость"/Электротехнический рынок, № 1-2 (37-38) январь-апрель 2011 г.).

Рисунок 8.
Показатель20062007200820092010Применение
1. Объем работы всего, млрд ткм брутто 3857,3 4051,5 4241,8 4433,9 4626,4  
1.1. Электрическая тяга, млрд ткм брутто 3233,6 3408,2 3582,8 3757,4 3932,0 Данные Гипротранстэи
1.2. Тепловозная тяга, млрд ткм брутто 623,7 643,3 659,0 676,5 694,4
2. Доля работы на электрической тяге в общем объеме работы, % 83,8       85,0
3. Удельный расход ТЭР на тягу поездов            
3.1. Электроэнергия, кВт*ч/10 тыс. ткм брутто 117,2 116,4
115,5
115,8
114,2
115,2
113,1
113,7
112,0
В числителе — базовый вариант, в знаменателе — оптимистический
3.2. Дизельное топливо, кг у.т./10 тыс. ткм брутто 67,1 66,9
65,8
66,2
65,3
65,8
64,9
65,0
63,7
4. Потребность в ТЭР            
4.1. Электроэнергия, всего, млн. кВт*ч 45968,3 47580,0 49526,6 51283,5 52986,3  
4.1.1. Тяга поездов, млн. кВт*ч 38365,4 39739,6 41524,6 43134,9 44706,8  
4.1.2. Нетяговые нужды, млн. кВт*ч 7602,9 7840,9 8002,0 8148,6 8279,5  

Таким образом, изложенная методология позволяет оценить спрос на силовые трансформаторы в целом по РФ и в разрезе различных сегментов трансформаторного рынка. При этом, есть возможность сравнить прогнозы роста электропотребления с суммарным прогнозом роста электропотребления по сегментам рынка. Конкретные данные и более подробное изложение методики прогнозирования будет изложено в следующих статьях автора.

Юрий Михайлович САВИНЦЕВ,
кандидат технических наук,
генеральный директор
ЗАО «Корпорация
«Русский трансформатор»