【黑科技】植物油在高電壓等級變壓器上的應用

植物油變壓器是一種利用大豆、油菜籽等天然植物種子提取的天然酯絕緣油 (植物油)作為絕緣和冷卻介質的綠色電力變壓器,相比傳統礦物油變壓器有諸多優勢。

植物油變壓器的優點

一是優異的環保性能。植物油不含有害成分,在水及土壤中沒有毒性和危險性,具有良好生物降解性和環境相容性,28天的生物降解度可達97%,不會對環境產生汙染。植物油洩漏後無毒性,滲透速度慢,可完全降解,洩漏溢出補救成本低,對水和土壤無汙染。

二是良好的安全性能。植物油的燃點一般高於350攝氏度,而礦物油是160攝氏度,變壓器起火爆炸的風險遠低於礦物油變壓器。點燃植物油比礦物油需要的時間更長,需要的溫度更高,同時火焰移開後植物油熄滅 時間更短,煙氣產生率更低。和礦物油相比,植物油不易揮發,燃燒時產生的氣體少,可以減少產生高能量電弧故障,減少爆炸和相關附帶損害風險。

三是優異的電氣性能。植物油的介電常數約為3.2,油紙絕緣系統中場強分佈更為合理。植物油良好的水分吸附特性,能將變壓器內的水分鎖在油中,提高固體絕緣材料的電氣性能。植物油變壓器具有超強的過載能力。

四是大大延緩變壓器絕緣紙的老化,保持更好的絕緣強度。植物油的分子極性較大,親水性更強,從而更多的吸收絕緣紙中的水分,延長絕緣紙的熱壽命6倍左右。

植物油變壓器的應用情況

由於植物油變壓器相比礦物油更環保、更安全、更長壽。因此在國內外應用越來越多,據估計目前世界上植物油變壓器已經突破200萬臺。在這200萬臺植物油變壓器當中,絕大多數是低電壓等級的配電變壓器。國內66kV及以上電壓等級植物油變壓器掛網僅一臺,國外的數量相對更多。根據與外資品牌變壓器製造廠的溝通,推測世界上在網66kV及以上電壓等級植物油變壓器應該在1000臺以內。從電壓等級上說,目前在網電壓等級最高的植物油變壓器是德國西門子製造的420kV變壓器,2013年投運至今安全運行。這之後也有工廠進行了相關的500kV變壓器研發製造,但目前沒有掛網記錄。另外,植物油在直流上的應用也逐步受到關注,目前已經有些成果開始發表,但還沒有看到變壓器製造的相關消息。

植物油變壓器的製造難點

植物油在高電壓等級上的應用較少,究其原因,主要還是高電壓等級變壓器相對配電變壓器技術門檻更高、難度更大。這不僅是對變壓器製造廠的挑戰,也是對最終用戶的挑戰。

一是植物油在高電壓等級上應用時,要充分考慮其在極不均勻電廠下的絕緣性能問題,同時注意介電常數。這就需要變壓器製造廠對變壓器進行全新的設計並進行必要的研發、驗證。

二是要考慮大型變壓器組件與植物油的配合問題,不僅僅要考慮兼容性,還要考慮配合植物油的特殊絕緣特性、氧化特性、粘度特性等等。

三是目前植物油電力變壓器運維經驗較少,國際國內標準不健全,最終用戶也需要積累應用的數據。這需要變壓器製造廠、用戶和植物油生產廠家三方積極配合。

當然,對於變壓器行業來說,這些技術瓶頸並不是難以突破的。高電壓等級變壓器較少的原因更多的還是市場問題。國外變壓器更新較少,高電壓等級植物油變壓器需求也少,而國內植物油及植物油變壓器行業方興未艾,植物油電力變大發展還有待時日。澤電小編大膽預測,隨著時間的推移,中國做為世界變壓器生產基地,必然會是植物油電力變壓器全球市場的主力軍。

【黑科技】植物油在高電壓等級變壓器上的應用

2019年7月2日,西電常變自主研製的110kV/63MVA天然酯絕緣油電力變壓器一次性通過全部型式試驗

公開信息顯示,目前國內還有山東電力設備有限公司、特變電工衡陽變壓器有限公司已實現植物油電力變壓器在110kV產品上的應用,山東電力設備有限公司生產的110kV植物油電力變壓器還在沈變院虎石臺試驗站順利通過突發短路試驗。

【黑科技】植物油在高電壓等級變壓器上的應用


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