Първият китайски 220кВ/240МВА трансформатор с растително масло: разработка, предимства и принос към двойната цел за карбон
С непрекъснатото развитие на технологията за изолация на електрическите трансформатори, продуктите от растително масло, които използват зелено, екологично и с висока точка на възпламеняване растително масло като изолационна среда, постепенно заместват трансформаторите с минерално масло. Тези трансформатори, базирани на растително масло, минимизират емисиите на въглерод до най-голяма степен и ефективно продължават срока на ползване на електрическите трансформатори, което има голямо значение за подпомагането на постигането на целите за "двойната въглеродна емисия".
Недавно, водена от определена електроразпределителна компания, първият китайски трансформатор с растително масло с напрежение 220кВ/240МВА, с най-високо напрежение и най-голяма капацитет в Китай, разработен от китайски производител на трансформатори с растително масло, успешно премина типовите тестове. Това още повече укрепва водещата позиция на китайските производители на трансформатори с растително масло в областта на трансформаторите с растително масло и означава ново ниво в китайската технология за проектиране и производство на трансформатори с растително масло.
Традиционното минерално изолационно масло се използва повече от сто години, но то има недостатъци като ниска точка на възпламеняване, бавна скорост на деградация, лесна замърсяване на околната среда и слаба способност за преходни нагласи. В сравнение с традиционните трансформатори с минерално масло, трансформаторите с растително масло имат предимства, включително много нисък риск от пожар, силна способност за преходни нагласи и ниски цели жизнен цикъл. Освен това, тъй като растителното масло е возобновяем ресурс, добит от семена на растения, то може да намали емисиите на въглерод по-ефективно в сравнение с минералното масло. Освен това, трансформаторите с растително масло имат по-широк обхват на приложение в сравнение със съществуващите трансформатори с минерално масло и са особено подходящи за райони с високи изисквания за пожарна безопасност и опазване на околната среда, такива като гъсто населени райони и зони за опазване на околната среда.
Съобразувайки се с новата концепция за развитие, фокусирайки се върху пазарния фронт и основавайки се на научни изследвания и иновации, китайският производител на трансформатори с растително масло се занимава с НИОКР и производство на трансформатори с растително масло от 2007 г. През 2017 г. предприятието пое проекта за зелено производство "Зелена ключова технология и система за интеграция на екологични трансформатори и екологични метални затворени комутационни устройства с газово изолиране", поръчан от Министерството на промишлеността и информационните технологии. Разчитайки на този проект, то разви продукти на трансформатори с растително масло с напрежение 10кВ, 35кВ и 110кВ, формирайки относително пълна серија от продукти. Тези продукти бяха последователно приложени в Шаньдун, Хенан, Гуандун, Хубей, Шанси и други места, и досега работят добре, спечелвайки висока похвала от клиентите.
През септември 2019 г. китайският производител на трансформатори с растително масло успешно спечели тендера за научноизследователския проект "Оптимизация и инженерно приложение на структурите за изолация и охлаждане на големи трансформатори с растително масло - пробно производство на 220кВ трансформатори с растително масло и моделиращи тестове на типични изолационни структури" на една електроразпределителна компания, част от Южната китайска електропреносна мрежа. Под водачеството на електроразпределителната компания, проектът имаше за цел разработка на 240МВА/220кВ трансформатор с растително масло с най-високо напрежение и най-голяма капацитет в Китай.
Китайският производител на трансформатори с растително масло приделя голямо внимание на НИОКР на 220кВ изолационен трансформатор. Заместник-директорът на компанијата лично ръководи общата техническа контрола и реализация на продукта на проекта. "Използвахме нашите технически предимства и организирахме елитни команди за НИОКР и дизайн, за да решаваме ключови проблеми заедно. Особено във фазата на техническо пребиване, организирахме съответните технически специалисти да изпълняват техническите детайли едно по едно и да проверяват спецификациите на продукта и процеса елемент по елемент," каза съответният отговорник.
Командата за НИОКР е ръководена от докторант, завършил в Япония. "Работейки с много производители на растително масло, започнахме с основни изследвания на домашното растително масло, последователно тествахме и потвърдихме издържливостта на домашната система за изолация растително масло-хартия при честота, молния и переключващо наднапреджение, и насочихме оптимизирането на изолацията на продукта 240МВА/220кВ на базата на тестови данни. Проведохме тестове за съвместимост на материали на трансформаторите, тествайки съвместимостта на всеки вид материал в трансформатора с домашното растително изолационно масло, за да осигурим дългосрочно стабилно функциониране на продукта. Освен това проведохме процесни тестове за трансформатори с домашно растително изолационно масло, формирайки пълна серия от процесни планове от входящ контрол на сурово масло до изпращане на продукта," каза ръководителят на екипа.
Екипът за проектиране и развитие е ръководен от старши експерти по дизайн и заместник-главен инженер на научноизследователския институт на компанијата. "Организирахме технически експерти да верифицират проектния план от аспекти като изчисление на магнитното поле, флуидна симулация, оценка на изолацията и издържливостта на сила при краткосрочно свързване. При положение, че е взето предвид спецификата на растителното масло, компоненти като изолатори бяха избрани и приложени само след верификацията на тестовете, за да се осигури дългосрочната надеждност на продукта," обясни ръководителят на екипа за проектиране. Екипът за проектиране тесно интегрира резултатите от основните изследвания с плана, пълноценно прилагайки достиженията от изследванията в електрическата схема и конструктивната разбивка на трансформатора, и постигайки целите на продукта за лекост, икономичност и висока надеждност, докато се осигурява марж на безопасност.
Успоредно с особеността на продукта, техническите кадри предоставиха елементарна насока на производствените работници в цеха по време на производствения процес. В процесните стъпки, свързани с изолационното масло, техническите кадри участваха през цялото време, провеждайки слой по слой контрол и елемент по елемент изпълнение, за да се гарантира надеждността и качеството на продукта.
След почти две години научни изследвания, компанијата успя да преодолее ключови технически трудности като проектиране и верификация на изолацията, оптимизация и верификация на температурното възкачване, и контрол на локализираната емисия за големи трансформатори с растително масло, и напълно реши ключови технологии, включително методи за проектиране и верификация, и производствени процеси за големи трансформатори с растително масло. Първият домашен 220кВ трансформатор с растително масло с самостоятелно интелектуално право беше успешно разработен.
В областта на трансформаторите с растителни изолиращи масла китайският производител на трансформатори с растително масло води във всички аспекти - както на ниво разработка и производство, така и по отношение на пазарна дял, насърчавайки общото подобряване на екологичното ниво на индустрията за трансформатори в Китай. През септември 2020 г. "зеленият процес за трансформатори с растителни изолиращи масла" на компаниата беше удостоен с титлата "Нов водещ продукт-технология за развитие на качествената енергийна политика".
Китайският производител на трансформатори с растително масло ще следи внимателно целите за създаване на "източник" на оригинални технологии и "лидер на веригата" на модерните промишлени вериги, ще се придържа към обслужването на националните стратегии, водещата роля в развитието на индустрията и стимулирането на иновации чрез науката и технологията. Компанията ще остава верна на своето първоначално устремление и мисия, ще изпълнява отговорностите на централна компания и ще прави постоянни усилия, за да се стреми да стане световен класен доставчик на решения за интелигентни електрически системи, да допринесе за осъществяването на целите "двойно въглеродно" и строителството на нова електроенергийна система, като залага здрав фундамент за успешния старт на Петнадесетия план.
