Почему трансформеры, связанные с нефтью, все еще доминируют в силовых сетках?

Несмотря на появление альтернативных технологий, Нефтяные трансформаторы Продолжайте оставаться доминирующим выбором для высоковольтных сетей передачи и распределения энергии во всем мире. Их устойчивая распространенность проистекает из слияния устоявшихся технических преимуществ, операционной надежности и экономических факторов, глубоко встроенных в инженерию энергетики.

1. Непревзойденная изоляция и охлаждающая производительность:
Фундаментальная конструкция трансформаторов с нефтью использует диэлектрическое минеральное масло (или все чаще, менее скользящие эфирные жидкости) в качестве электрического изолятора и охлаждающей жидкости. Эта жидкость выполняет несколько критических функций:

Превосходная диэлектрическая прочность: масло обеспечивает значительно более высокую диэлектрическую прочность, чем воздух, что позволяет получить более компактные конструкции и более высокие рейтинги напряжения в рамках управляемого физического следа. Это имеет первостепенное значение для высоковольтного оборудования для передачи.

Эффективное рассеяние тепла: трансформаторы генерируют тепло из -за потерь ядра (гистерезис и вихревые токи) и потери нагрузки (потери I2R при обмотке). Циркулирующее масло эффективно поглощает это тепло от обмоток и сердечника. Естественная конвекция или принудительная циркуляция (вентиляторы, насосы) затем передают тепло внешним радиаторам или теплообменникам, эффективно управляя рабочими температурами. Это эффективное охлаждение напрямую повышает продолжительность жизни и поддерживает производительность под нагрузкой.

Защита и сохранение: масляная ванна защищает бумажную изоляцию на основе целлюлозы (используется на обмотках и между слоями) от окисления и проникновения влаги, что значительно замедляет его деградацию. Нефть также помогает потушить незначительные внутренние события.

2. Доказанная надежность и долгая срок службы:
Десятилетия строгого инженера, стандартизированного производства (управляемого такими стандартами, как IEEE C57.12.00, IEC 60076), и обширный полевой опыт оттачивал трансформеры, связанные с нефть, в исключительно надежные и надежные активы.

Долговечность: они предназначены для того, чтобы противостоять требовательным условиям окружающей среды, электрических напряжения (включая короткие цирки) и термическую циклу на протяжении десятилетий. Типичные дизайнерские жизни варьируются от 25 до 40 лет и более, и многие подразделения превышают ожидания с надлежащим обслуживанием.

Хорошо понимаемое обслуживание: состояние как масла, так и бумажной изоляции можно эффективно контролироваться с помощью устоявшихся диагностических методов, таких как анализ растворенного газа (DGA), анализ Furan, измерение влаги-масла и обычное электрическое тестирование. Это допускает прогнозное обслуживание и информированные решения о продлении или замене срока службы.

3. Экономические преимущества в масштабе и производстве:
Срока погашения технологии трансформаторов с нефтьми приводит к значительным экономическим преимуществам, особенно для мощных применений:

Экономическая эффективность для высоких рейтингов: для больших трансформаторов энергетики (LPT) и средних распределительных трансформаторов стоимость на KVA, как правило, ниже, чем альтернативы сухого типа, особенно при более высоких уровнях напряжения и мощности. Материалы (сталь, медь, нефть, целлюлоза) и производственные процессы оптимизированы для производства большого объема.

Установленная цепочка поставок: существует обширная глобальная цепочка поставок для материалов, компонентов и специализированного производственного оборудования, необходимого для трансформаторов с нефтьми. Это обеспечивает доступность и конкурентоспособные цены.

Ремонт и реконструкция: отрасль обладает глубокими экспертизами и установленными объектами для ремонта и ремонта единиц, связанных с нефтью, часто расширяя их экономический за счет срока службы по сравнению с полной заменой.

4. Обработка высокой плотности мощности:
В приложениях, требующих очень высокой плотности мощности-особенно решающего в трансмиссионных подстанциях, где пространство может быть ограничено-нефти, конструкции Excel. Высшая эффективность охлаждения жидкости позволяет обрабатывать больше мощности в пределах меньшего физического объема, чем альтернативы с воздушным охлаждением (сухой тип), оцененные для того же напряжения и мощности.

Решение проблем и будущего ландшафта:
Признано, что трансформеры с нефтьми представляют проблемы, в первую очередь в отношении защиты окружающей среды и пожарной безопасности:

Экологические проблемы: утечки или разливы минерального масла могут представлять собой риски для окружающей среды. Это привело к принятию более биоразлагаемых эфирных жидкостей, улучшенных технологий герметизации резервуаров и строгих правил для сдерживания (дайки, водосборные бассейны).

Пожарный риск: минеральное масло легковоспламеняется. Стратегии смягчения включают в себя использование менее скользящих жидкостей (силиконовые, эфиры), установку систем подавления пожаров, реализацию строгих протоколов безопасности и физическую сегрегацию в подстанциях.

В то время как трансформаторы сухого типа и альтернативные технологии, такие как газопроизводимые устройства SF6, обнаружили важные ниши, особенно в помещении, в городских районах или для конкретных применений с более низким энергопотреблением, они не вытесняют нефтепрограммные трансформаторы в приложениях основной сетки. Сухие типы обычно сталкиваются с ограничениями в рейтинге напряжения (особенно выше 35 кВ) и рейтинга электроэнергии по сравнению с единицами, связанными с нефтью, и может быть физически большим и менее эффективным для тех же рейтингов. Доминирование трансформеров с нефтьми в силовых сетках не является вопросом стагнации, но завещание к их обеспечению, выполняющему требования к основной сети: Высокоэффективность, исключительность, исключительность, исключительность, исключительность, исключительность. техническое обслуживание и экономическая эффективность, особенно для высоковольтных и мощных применений. Десятилетия непрерывной уточнения оптимизировали их дизайн, производство и эксплуатацию. В то время как соображения окружающей среды и безопасности стимулируют постоянные инновации в области технологий и сдерживания жидкости, а альтернативные технологии продолжают развиваться для конкретных вариантов использования, уникальная комбинация изоляции, охлаждения, надежности и экономики гарантирует, что трансформаторы, не связанные с нефтью