Il Primo Trasformatore a Olio Vegetale 220kV/240MVA della Cina: Ricerca e Sviluppo Vantaggi e Contributo al Doppio Obiettivo Carbonio
Con lo sviluppo continuo della tecnologia dell'isolamento per trasformatori elettrici, i prodotti di trasformatori a olio vegetale che utilizzano un olio vegetale verde, ecologico e ad alto punto di infiammabilità come mezzo isolante stanno gradualmente sostituendo i trasformatori a olio minerale. Questi trasformatori basati su olio vegetale riducono al massimo le emissioni di carbonio ed estendono efficacemente la vita utile dei trasformatori elettrici, il che riveste una grande importanza per contribuire al raggiungimento degli obiettivi "doppio carbonio".
Recentemente, guidato da un certo ufficio di fornitura elettrica, il primo trasformatore a olio vegetale nazionale in Cina con livello di tensione più elevato e capacità maggiore, 220kV/240MVA, sviluppato da un produttore cinese di trasformatori a olio vegetale, ha superato con successo i test di tipo. Ciò rafforza ulteriormente la posizione leader nazionale dei produttori cinesi di trasformatori a olio vegetale nel settore dei trasformatori a olio vegetale e segna un nuovo livello nella progettazione e produzione di trasformatori a olio vegetale in Cina.
L'olio minerale isolante tradizionale è stato utilizzato per oltre cento anni, ma presenta difetti quali basso punto di infiammabilità, lenta velocità di degradazione, facile inquinamento ambientale e limitata capacità di sovraccarico. Rispetto ai tradizionali trasformatori a olio minerale, i trasformatori a olio vegetale presentano vantaggi tra cui rischio di incendio estremamente basso, elevata capacità di sovraccarico e costo del ciclo di vita inferiore. Inoltre, poiché l'olio vegetale è una risorsa rinnovabile estratta dai semi delle piante, può ridurre efficacemente le emissioni di carbonio rispetto all'olio minerale. Inoltre, i trasformatori a olio vegetale hanno un campo di applicazione più ampio rispetto ai trasformatori a olio minerale esistenti e sono particolarmente adatti ad aree con requisiti elevati in termini di sicurezza antincendio e protezione ambientale, come zone densamente popolate e aree protette.
Adottando il nuovo concetto di sviluppo, focalizzandosi sul mercato all'avanguardia e basandosi sulla ricerca scientifica e sull'innovazione, il produttore cinese di trasformatori a olio vegetale si occupa della ricerca, sviluppo e produzione di trasformatori a olio vegetale dal 2007. Nel 2017, ha intrapreso il progetto di produzione verde "Integrazione del sistema di tecnologie e processi chiave verdi per trasformatori ecocompatibili e per apparecchiature di interruzione metalliche isolate con gas ecocompatibile", commissionato dal Ministero dell'Industria e delle Tecnologie dell'Informazione. Sfruttando questo progetto, ha sviluppato prodotti di trasformatori a olio vegetale a 10kV, 35kV e 110kV, formando una serie di prodotti relativamente completa. Questi prodotti sono stati progressivamente impiegati in Shandong, Henan, Guangdong, Hubei, Shaanxi e altre località e finora funzionano regolarmente, ricevendo grandi elogi dai clienti.
Nel settembre 2019, il produttore cinese di trasformatori a olio vegetale ha vinto con successo la gara per il progetto di ricerca scientifica "Ottimizzazione e applicazione ingegneristica delle strutture di isolamento e dissipazione del calore per trasformatori elettrici a olio vegetale di grandi dimensioni - Produzione pilota di trasformatori a olio vegetale a 220kV e test di simulazione di strutture isolanti tipiche" di un ufficio di fornitura elettrica della China Southern Power Grid. Guidato dall'ufficio di fornitura elettrica, questo progetto mirava a sviluppare il trasformatore a olio vegetale a 240MVA/220kV con il livello di tensione più elevato e la capacità maggiore in Cina.
Il produttore cinese di trasformatori a olio vegetale attribuisce grande importanza alla ricerca e sviluppo del trasformatore a olio isolante a 220kV. Il vice direttore generale dell'azienda si occupa personalmente del controllo tecnico generale e dell'attuazione del prodotto. "Abbiamo pienamente sfruttato i nostri vantaggi tecnologici e organizzato squadre d'élite di ricerca, sviluppo e progettazione per affrontare insieme i problemi critici. Specialmente durante la fase di avanzamento tecnologico, abbiamo organizzato il personale tecnico competente per implementare dettagliatamente gli aspetti tecnici e verificare uno per uno le specifiche del prodotto e del processo", ha dichiarato il responsabile competente.
Il team di ricerca e sviluppo è guidato da un dottorato rientrato dal Giappone. "Collaborando con molti produttori di oli vegetali, abbiamo iniziato con la ricerca fondamentale sull'olio vegetale nazionale, testando e verificando consecutivamente la resistenza dielettrica del sistema isolante carta-olio vegetale nazionale sotto frequenza industriale, fulmine impulsivo e sovratensione da manovra, e guidando la progettazione ottimizzata dell'isolamento del prodotto 240MVA/220kV sulla base dei dati sperimentali. Abbiamo effettuato test di compatibilità sui materiali del trasformatore, verificando la compatibilità di ogni tipo di materiale presente nel trasformatore con l'olio isolante vegetale nazionale, per garantire il funzionamento stabile a lungo termine del prodotto. Abbiamo anche condotto test di processo per trasformatori a olio isolante vegetale nazionale, creando un insieme completo di piani di processo, dall'ispezione in ingresso del greggio fino alla consegna del prodotto", ha dichiarato il capo del team.
Il team di progettazione e sviluppo è guidato da esperti senior di progettazione e dal vice ingegnere capo dell'istituto di ricerca dell'azienda. "Abbiamo organizzato esperti tecnici per verificare il piano di progettazione sotto diversi aspetti, come il calcolo del campo magnetico, la simulazione fluidodinamica, la valutazione dell'isolamento e la capacità di resistenza alle forze di cortocircuito. Considerando pienamente la peculiarità dell'olio vegetale, abbiamo selezionato e applicato componenti come i bushing solo dopo verifica mediante test, per garantire l'affidabilità a lungo termine del prodotto", ha spiegato il capo del team di progettazione. Il team di progettazione ha integrato strettamente i risultati della ricerca fondamentale con il piano, applicando pienamente i risultati della ricerca nello schema elettrico e nella disposizione strutturale del trasformatore, raggiungendo gli obiettivi del prodotto in termini di leggerezza, economicità e alta affidabilità, garantendo al contempo un margine di sicurezza.
A causa della particolarità del prodotto, i tecnici specializzati hanno fornito indicazioni dettagliate al personale di produzione in officina durante il processo produttivo. Nei passaggi del processo relativi all'olio isolante, i tecnici specializzati hanno partecipato costantemente, esercitando un controllo stratificato e un'implementazione dettagliata per garantire affidabilità e qualità del prodotto.
Dopo quasi due anni di ricerca scientifica, l'azienda ha finalmente superato le principali difficoltà tecniche riguardanti la progettazione e verifica dell'isolamento, l'ottimizzazione e verifica dell'aumento di temperatura e il controllo delle scariche parziali per trasformatori a olio vegetale di grandi dimensioni, risolvendo completamente tecnologie critiche comprese le metodologie di progettazione e verifica e i processi di produzione per trasformatori a olio vegetale di grandi dimensioni. È stato sviluppato con successo il primo trasformatore a olio vegetale a 220kV completamente nazionale con diritti di proprietà intellettuale indipendenti.
Nel campo dei trasformatori con olio isolante vegetale, il produttore cinese di trasformatori ad olio vegetale è in testa all'industria nazionale sia in termini di livello di R&D e produzione che di quota di mercato, promuovendo l'aumento complessivo del livello di greenizzazione dell'industria dei trasformatori in Cina. Nel settembre 2020, il "processo verde per i trasformatori con olio isolante vegetale" della società ha ricevuto il titolo di "Nuovo Prodotto Tecnologico Guida per la Promozione dello Sviluppo Energetico di Alta Qualità".
Il produttore cinese di trasformatori ad olio vegetale terrà d'occhio gli obiettivi di costruire un "origine" di tecnologie originali e un "leader di catena" delle moderne catene industriali, rimanendo fedele al servizio delle strategie nazionali, guidando lo sviluppo dell'industria e promuovendo l'innovazione attraverso la scienza e la tecnologia. Rimarrà fedele alla sua aspirazione e missione originarie, assolvendo le responsabilità di un'impresa centrale, facendo sforzi costanti per diventare un fornitore di soluzioni smart per sistemi elettrici di classe mondiale, contribuendo alla realizzazione degli obiettivi "doppio carbonio" e alla costruzione di un nuovo sistema energetico, e gettando le basi per l'avvio riuscito del 14° Piano Quinquennale.
