중국 최초의 220kV/240MVA 식물성 기름 변압기: 연구개발, 장점 및 이중 탄소 기여

전력 변압기 절연 기술의 지속적인 발전에 따라 녹색, 친환경적이고 고점화점인 식물유를 절연 매체로 사용하는 변압기 제품이 광유 변압기를 점차 대체하고 있습니다. 이러한 식물유 기반 변압기는 탄소 배출을 최대한 줄이고 전력 변압기의 수명을 효과적으로 연장하여 "이중 탄소" 목표 달성에 큰 의미가 있습니다.

최근 중국의 한 전력 공급국의 주도로 중국에서 가장 높은 전압 수준과 가장 큰 용량을 가진 국내 최초의 220kV/240MVA 식물유 변압기가 중국의 식물유 변압기 제조업체에 의해 성공적으로 형식 시험을 통과했습니다. 이는 중국의 식물유 변압기 제조업체가 식물유 변압기 분야에서 국내 선두 위치를 더욱 강화하며 중국의 식물유 변압기 설계 및 제조 기술의 새로운 수준을 표시합니다.

수백 년 동안 사용되어온 전통적인 광유 절연유는 낮은 점화점, 느린 열화 속도, 환경 오염 가능성, 약한 과부하 능력 등의 단점을 가지고 있습니다. 반면에 전통적인 광유 변압기에 비해 식물유 변압기는 매우 낮은 화재 위험, 강한 과부하 능력, 낮은 전체 수명 비용 등의 장점을 가지고 있습니다. 또한 식물 유는 식물 종자에서 추출되는 재생 가능 자원으로서 광유보다 탄소 배출을 효과적으로 줄일 수 있습니다. 더불어 식물유 변압기는 기존의 광유 변압기보다 넓은 적용 범위를 가지며, 특히 인구 밀집 지역이나 환경 보호 구역과 같은 화재 안전 및 환경 보호 요구사항이 높은 지역에 적합합니다.

새로운 발전 개념을 준수하고 시장 선두를 바라보며 과학 연구와 혁신을 기반으로 중국의 식물유 변압기 제조업체는 2007년부터 식물유 변압기의 연구 개발 및 제조에 참여해 왔습니다. 2017년에는 산업정보기술부로부터 위탁받은 "친환경 변압기 및 친환경 가스 절연 금속 폐쇄 스위치기의 환경 친화형 핵심 기술 및 공정 시스템 통합" 그린 제조 프로젝트를 수행하였습니다. 이를 통해 10kV, 35kV, 110kV 식물유 변압기 제품을 개발하여 비교적 완전한 제품 시리즈를 형성하였습니다. 이러한 제품들은 순차적으로 산동, 하남, 광동, 호북, 섬서 등지에서 적용되었으며, 지금까지 잘 운영되고 있어 고객들로부터 높은 찬사를 받았습니다.

2019년 9월, 중국의 식물유 변압기 제조업체는 중국 남방 전력망 소속 전력 공급국의 과학 연구 프로젝트 "대규모 식물유 전력 변압기의 절연 및 열 방출 구조 최적화 및 공학 응용 - 220kV 식물유 변압기 시제품 제작 및 일반적인 절연 구조 시뮬레이션 테스트" 입찰을 성공적으로 수주하였습니다. 전력 공급국의 주도로 진행된 이 프로젝트는 중국에서 가장 높은 전압 수준과 가장 큰 용량을 가진 240MVA/220kV 식물유 변압기를 개발하는 것을 목표로 하고 있습니다.

중국의 식물유 변압기 제조업체는 220kV 절연유 변압기의 연구 개발에 큰 중요성을 부여하고 있습니다. 회사의 부사장이 직접 프로젝트의 전반적인 기술 관리와 제품 실행을 총괄하고 있습니다. "우리는 기술적 우위를 최대한 활용하고 엘리트 R&D 및 설계 팀을 조직하여 핵심 문제를 함께 해결하였습니다. 특히 기술적 돌파구 단계에서는 관련 기술 인력을 조직하여 기술 세부 사항을 하나씩 실현하고 제품 및 공정 규격을 항목별로 검토했습니다."라고 관련 책임자가 말했습니다.

R&D 팀은 일본에서 귀국한 박사 출신이 이끌고 있습니다. "많은 식물유 제조업체들과 협력하여 국내 식물유의 기본 연구를 시작하여 차례로 국내 식물유-종이 절연 시스템의 전력 주파수, 번개 충격, 전환 과전압 하에서의 내전압을 테스트하고 검증하였으며, 테스트 데이터를 기반으로 240MVA/220kV 제품의 절연 최적화 설계를 지도하였습니다. 우리는 변압기 재료의 상호 운용성 테스트를 수행하여 변압기 내 각 재료가 국내 식물 절연유와의 호환성을 확인하여 제품의 장기 안정적인 작동을 보장하였습니다. 또한 국내 식물 절연유 변압기의 공정 테스트를 수행하여 원유 검수부터 제품 출하까지의 완전한 공정 계획을 마련하였습니다."라고 팀 리더가 말했습니다.

설계 및 개발 팀은 회사 연구소의 수석 설계 전문가와 부수석 기술자가 이끌고 있습니다. "우리는 자기장 계산, 유체 시뮬레이션, 절연 평가, 단락력 견디기 능력 등 여러 측면에서 설계 계획을 검증하는 기술 전문가들을 조직하였습니다. 식물유의 특수성을 충분히 고려하여 부싱과 같은 구성 요소는 테스트 검증 후 선택하여 제품의 장기 신뢰성을 보장하였습니다."라고 설계 팀 리더가 설명했습니다. 설계 팀은 기본 연구 결과와 계획을 밀접하게 결합하여 변압기의 전기 계획과 구조 배치에 연구 성과를 완전히 적용하여 안전 여유를 확보하면서 경량, 경제성, 고신뢰성 제품 목표를 달성하였습니다.

제품의 특수성으로 인해 생산 과정 중에 기술 간부들이 작업장 생산 인원에게 항목별로 지도를 제공하였습니다. 절연유 관련 공정 단계에서는 기술 간부들이 전 과정에 참여하여 층별 관리와 항목별 실행을 수행하여 제품의 신뢰성과 품질을 보장하였습니다.

약 2년간의 과학 연구를 거쳐 회사는 대규모 식물유 변압기의 절연 설계 및 검증, 온도 상승 최적화 및 검증, 부분 방전 제어 등의 핵심 기술적 난관을 극복하고 대규모 식물유 변압기의 설계 및 검증 방법, 제조 공정 등 중요한 기술을 완전히 해결하였습니다. 독립 지적 재산권을 가진 국내 최초의 220kV 식물유 변압기를 성공적으로 개발하였습니다.

식물성 절연유 변압기 분야에서 중국의 식물성 오일 변압기 제조업체는 국내 산업의 연구개발 및 생산 수준과 시장 점유율에서 선두를 달리고 있으며, 중국의 변압기 산업의 전체적인 녹색화 수준 향상에 기여하고 있습니다. 2020년 9월, 회사의 "식물성 절연유 변압기의 그린 프로세스"가 "고품질 에너지 발전을 촉진하는 새로운 선도 기술 제품"으로 인정받았습니다.

중국의 식물성 오일 변압기 제조업체는 원천기술의 "발원지"와 현대 산업 체인의 "체인 리더" 구축 목표를 주시하며, 국가 전략 서비스, 산업 발전 리드, 과학기술을 통한 혁신 추구를 견지할 것입니다. 초기의 지향점과 사명을 유지하며, 중앙 기업으로서의 책임을 다하고, 세계적 수준의 스마트 전기 시스템 솔루션 제공자가 되기 위해 꾸준히 노력하여 "이중 탄소" 목표 실현과 새로운 전력 시스템 건설에 기여하며, 14차 5개년 계획의 성공적인 출발을 위한 견실한 기반을 마련할 것입니다.