Čínský první transformátor s rostlinným olejem 220 kV/240 MVA: vývoj, výhody a příspěvek k dvojitému uhlíku
S neustálým rozvojem technologie izolace elektrických transformátorů se postupně začínají využívat produkty transformátorů s rostlinným olejem, které používají zelený, ekologický a vysoko hořlavý rostlinný olej jako izolační médium, což postupně nahrazuje transformátory s minerálním olejem. Tyto transformátory s rostlinným olejem minimalizují emise uhlíku do maximální možné míry a efektivně prodlužují životnost elektrických transformátorů, což má velký význam pro dosažení cílů „duálního uhlíku“.
Nedávno, pod vedením určitého distribučního úřadu, byl první domácí 220kV/240MVA transformátor s rostlinným olejem s nejvyšší napěťovou hladinou a největší kapacitou v Číně vyvinutý čínským výrobcem transformátorů s rostlinným olejem úspěšně přijat po typových zkouškách. Toto dále posiluje vedoucí domácí pozici čínských výrobců transformátorů s rostlinným olejem v oblasti transformátorů s rostlinným olejem a označuje novou úroveň v čínské technologii návrhu a výroby transformátorů s rostlinným olejem.
Tradiční minerální izolační olej se používá už přes sto let, ale má nedostatky jako nízký teplotní bod shoření, pomalá rychlost degradace, snadné znečištění životního prostředí a slabé přetížení. Ve srovnání s tradičními transformátory s minerálním olejem mají transformátory s rostlinným olejem výhody, jako je extrémně nízké ohnivé riziko, silné přetížení a nízké celoživotní náklady. Kromě toho, jelikož rostlinný olej je obnovitelný zdroj, extrahovaný z semen rostlin, může efektivně snížit emise uhlíku ve srovnání s minerálním olejem. Navíc mají transformátory s rostlinným olejem širší oblast použití než stávající transformátory s minerálním olejem a jsou zejména vhodné pro oblasti s vysokými požadavky na požární bezpečnost a ochranu životního prostředí, jako jsou hustě osídlené oblasti a oblasti ochrany životního prostředí.
Při dodržování nového konceptu rozvoje, zaměření na přední hranici trhu a založení na vědeckém výzkumu a inovaci, se čínský výrobce transformátorů s rostlinným olejem od roku 2007 zabývá výzkumem a výrobou transformátorů s rostlinným olejem. V roce 2017 převzal zelený výrobní projekt „Integrace klíčových technologií a procesů pro ekologické transformátory a ekologické plynově izolované kovové uzavřené spínací zařízení“ svěřený Ministerstvem průmyslu a informačních technologií. Na základě tohoto projektu vyvinul produkty transformátorů s rostlinným olejem 10kV, 35kV a 110kV, tvořící relativně kompletní sérii produktů. Tyto produkty byly postupně aplikovány v Šan-tungu, Che-nanu, Kuang-tungu, Chu-peji, Šan-si a jinde a dosud fungují dobře, získaly vysoké ocenění od zákazníků.
V září 2019 čínský výrobce transformátorů s rostlinným olejem úspěšně vyhrál nabídku na výzkumný projekt „Optimalizace a inženýrské aplikace izolačních a tepelných struktur pro velké transformátory s rostlinným olejem - vyzkoušení 220kV transformátorů s rostlinným olejem a simulace testů typických izolačních struktur“ distribučního úřadu pod China Southern Power Grid. Tento projekt, vedl distribuční úřad, cílil na vývoj 240MVA/220kV transformátoru s rostlinným olejem s nejvyšší napěťovou hladinou a největší kapacitou v Číně.
Čínský výrobce transformátorů s rostlinným olejem bere vývoj 220kV transformátoru s izolačním olejem velmi vážně. Zástupce generálního ředitele společnosti osobně přebírá celkovou technickou kontrolu a provedení produktu projektu. „Plně jsme využili naše technické výhody a organizovali elitní týmy výzkumu a vývoje a návrhu, aby společně řešily klíčové problémy. Zejména během fáze technického průlomu jsme organizovali relevantní technické pracovníky, aby implementovali technické detaily jednotlivě a kontrolovali specifikace produktu a výrobního procesu po jednotlivých položkách,“ řekl odpovědný činitel.
Tým výzkumu a vývoje je veden doktorem, který se vrátil z Japonska. „Spolupracujeme s mnoha výrobci rostlinných olejů, začali jsme základním výzkumem domácích rostlinných olejů, postupně testovali a ověřovali odolnost domácího rostlinného olej-papírového izolačního systému proti síle pole při síle střídavého proudu, bleskové impulsy a přepínací přetížení, a na základě testovacích dat navrhli optimalizaci izolace pro 240MVA/220kV produkt. Prováděli jsme kompatibilizační testy materiálů transformátoru, testujíce kompatibilitu každého druhu materiálu v transformátoru s domácím rostlinným izolačním olejem, aby zajistili dlouhodobou stabilní operaci produktu. Také jsme prováděli výrobní testy pro domácí transformátory s rostlinným izolačním olejem, tvoříce kompletní sadu výrobních plánů od přijetí hrubého oleje až po dodání produktu,“ řekl vedoucí týmu.
Tým návrhu a vývoje je veden seniorními odborníky na návrh a zástupcem hlavního inženýra výzkumného ústavu společnosti. „Organizovali jsme technické odborníky, aby ověřili návrh z hlediska výpočtu magnetického pole, simulace proudění, hodnocení izolace a odolnosti proti krátkozaměření. S plným zohledněním specifičnosti rostlinného oleje jsme vybírali a používali komponenty, jako jsou izolační trubičky, pouze po testovacím ověření, aby zajistili dlouhodobou spolehlivost produktu,“ vysvětlil vedoucí týmu návrhu. Tým návrhu úzce integroval výsledky základního výzkumu s plánem, plně aplikujíc výsledky výzkumu v elektrotechnickém schématu a strukturním rozvržení transformátoru, a dosáhl cílů produktu lehkosti, ekonomiky a vysoké spolehlivosti, zajišťuje bezpečnostní rezervu.
Z důvodu specifičnosti produktu poskytli během výrobního procesu techničtí odborníci podrobné pokyny pracovníkům v dílně. V procesních krocích souvisejících s izolačním olejem techničtí odborníci účastnili celý proces, prováděli vrstvenou kontrolu a jednotlivou implementaci, aby zajistili spolehlivost a kvalitu produktu.
Po skoro dvou letech vědeckého výzkumu společnost nakonec překonala klíčové technické obtíže, jako je návrh a ověření izolace, optimalizace a ověření teplotního stoupání a řízení částečného vypuzení pro velké transformátory s rostlinným olejem, a úplně vyřešila klíčové technologie, včetně metod návrhu a ověření a výrobních procesů pro velké transformátory s rostlinným olejem. První domácí 220kV transformátor s rostlinným olejem s vlastní duševní vlastnickou právem byl úspěšně vyvinut.
V oblasti transformátorů s rostlinným izolačním olejem je čínský výrobce transformátorů s rostlinným olejem lídrem domácího průmyslu jak na úrovni výzkumu a vývoje a produkce, tak i podílu na trhu, což přispívá k celkovému zvýšení úrovně zeleně v čínském transformátorovém průmyslu. V září 2020 byla společnostině "zelená technologie pro transformátory s rostlinným izolačním olejem" oceněna titulem "Nový vedoucí technologický produkt pro podporu vysokokvalitního rozvoje energie".
Čínský výrobce transformátorů s rostlinným olejem bude dále sledovat cíle stát se "původem" originálních technologií a "lídrem řetězce" moderních průmyslových řetězců, bude se držet služby národním strategiím, vedoucího rozvoje průmyslu a inovací prostřednictvím vědy a techniky. Bude věrný své původní aspiraci a misi, plnit odpovědnosti centrálního podniku a neúnavně se snažit stát se světovým třídním poskytovatelem inteligentných elektrotechnických systémových řešení, přispívat k realizaci cílů "duální uhlík" a stavbě nového energetického systému a klást pevný základ pro úspěšný start patnáctého pětiletého plánu.
