Kinas första 220kV/240MVA växtoljetransformator: Utveckling, fördelar & bidrag till dubbla koldioxidmål

Med den kontinuerliga utvecklingen av isolerings teknik för krafttransformatorer, ersätter produkter med grön, miljövänlig och hög uppskärningspunkt baserade på växtolja gradvis mineraloljebaserade transformatorer. Dessa transformatorer som använder växtolja minimerar koldioxidutsläpp till största möjliga grad och förlänger effektivt livslängden för krafttransformatorer, vilket är av stor betydelse för att bidra till att uppnå de "dubbla koldioxids" målen.

Nyligen har den första inhemskt producerade 220kV/240MVA växtoljetransformatorn med det högsta spänningsnivån och största kapaciteten i Kina, utvecklad av en kinesisk tillverkare av växtoljetransformatorer under ledning av en viss elnätsbyrå, framgångsrikt passerat typprov. Detta stärker ytterligare den ledande inre positionen för kinesiska tillverkare av växtoljetransformatorer inom området för växtoljetransformatorer och markerar en ny nivå i Kinas design- och tillverknings teknik för växtoljetransformatorer.

Traditionell mineralisolering olja har använts i över hundra år, men den har brister som låg uppskärningspunkt, långsam nedbrytningshastighet, lätt miljöförorening och svag överbelastningskapacitet. I jämförelse med traditionella mineraloljetransformatorer har växtoljetransformatorer fördelar som extremt låg brandrisk, stark överbelastningskapacitet och låg fullständig livscykel kostnad. Dessutom, eftersom växtolja är en förnybar resurs extraherad från växtfrön, kan den effektivt minska koldioxidutsläppen jämfört med mineralolja. Vidare har växtoljetransformatorer ett bredare användningsområde än existerande mineraloljetransformatorer, och är särskilt lämpliga för områden med höga krav på brandsäkerhet och miljöskydd, såsom tättbefolkade områden och miljöskydds zoner.

Genom att hålla fast vid nya utvecklingskoncept, fokusera på marknadsfronten och bygga på vetenskaplig forskning och innovation, har den kinesiska tillverkaren av växtoljetransformatorer varit engagerad i forskning och tillverkning av växtoljetransformatorer sedan 2007. År 2017 åtog sig företaget det gröna tillverkningsprojektet "Grön Nyckelteknik och Process System Integration för Miljövänliga Transformatorer och Miljövänliga Gasisolerede Metallinkapslade Brytare" som uppdragits av Ministeriet för Industri och Informationsteknik. Genom detta projekt utvecklades 10kV, 35kV och 110kV växtoljetransformatorprodukter, vilket skapade en relativt komplett produktserie. Dessa produkter har successivt applicerats i Shandong, Henan, Guangdong, Hubei, Shaanxi och andra platser, och har fungerat väl hittills, vilket har vunnit hög beröm från kunder.

I september 2019 vann den kinesiska tillverkaren av växtoljetransformatorer anbudsförfarandet för det forskningsprojektet "Optimering och Ingenjörstillämpning av Isolerings- och Värmefördelningsstrukturer för Stora Växtolje Krafttransformatorer - Försökstillverkning av 220kV Växtoljetransformatorer och Simuleringsprov av Typiska Isoleringsstrukturer" av en elnätsbyrå under China Southern Power Grid. Under ledning av elnätsbyrån syftade detta projekt till att utveckla 240MVA/220kV växtoljetransformatorn med det högsta spänningsnivån och största kapaciteten i Kina.

Den kinesiska tillverkaren av växtoljetransformatorer fäster stor vikt vid forskningen och utvecklingen av 220kV isoleringsoljetransformator. Vice vd för företaget tar personligt ansvar för det totala tekniska kontrollen och produktimplementeringen av projektet. "Vi har gett full utspel för våra tekniska fördelar och organiserat elitforskning och designteam för att lösa nyckelfrågor tillsammans. Särskilt under den tekniska genombrottet organiserade vi relevanta tekniska personal för att implementera tekniska detaljer en efter en och kontrollera produktspecifikationer och processspecifikationer punkt för punkt", sa den relevanta personen.

Forskningsteamet ledes av en doktor som återvände från Japan. "Genom att samarbeta med många tillverkare av växtolja, började vi med grundläggande forskning om inhemsk växtolja, genomförde successivt prov och verifiering av utståndhetsfältstyrkan för det inhemskt växtolja-papper isoleringssystemet under nätspänning, blixtimpuls och växlingsovervolt, och guidade isoleringsoptimeringsdesignen av 240MVA/220kV-produkten baserat på provdata. Vi genomförde kompatibilitetstester av transformer material, testade kompatibiliteten för varje typ av material i transformatorn med inhemsk växtolja för att säkerställa det långsiktiga stabila driftsättet av produkten. Vi genomförde också processprov för inhemsk växtoljetransformator, bildade en komplett uppsättning processplaner från råoljens inkommande inspektion till produktleverans", sa teamledaren.

Designteamet leddes av senior designtekniker och vice chefingenjör för företagets forskningsinstitut. "Vi organiserade tekniska experter för att verifiera designplanen ur aspekter som magnetfältberäkning, flödessimulering, isoleringsbedömning och motståndskraft mot kortslutningskraft. Fullt beaktande av växtoljans specifika egenskaper valde vi och använde komponenter som busshål bara efter provverifiering för att säkerställa det långsiktiga tillförlitligheten hos produkten", förklarade designteamets ledare. Designteamet integrerade nära resultatet av grundläggande forskning med planen, fullt tillämpade forskningsresultaten i elektriska scheman och strukturell layout av transformatorn, och nådde produktmålen av lätthet, ekonomi och hög tillförlitlighet samtidigt som säkerhetsmarginalen säkrades.

På grund av produktens specifika egenskaper gav tekniska kärnpersoner itemiserad handledning till produktionspersonalen i verkstaden under produktionen. I processstegen relaterade till isoleringsolja deltog tekniska kärnpersoner hela tiden, genomförde lagerkontroll och punkt för punkt genomförande för att säkerställa produktens tillförlitlighet och kvalitet.

Efter nästan två års forskning har företaget äntligen övervunnit nyckeltekniska svårigheter som isoleringsdesign och verifiering, temperaturuppgångsoptimering och verifiering, samt partiell utsläppskontroll för stora växtoljetransformatorer, och löste helt kritiska tekniker inklusive design- och verifieringsmetoder och tillverkningsprocesser för stora växtoljetransformatorer. Den första inhemskt 220kV växtoljetransformatorn med oberoende immaterialrättigheter har framgångsrikt utvecklats.

Inom området för vegetabiliska isolerande oljetransformatorer leder den kinesiska tillverkaren av vegetabiliska oljetransformatorer både inom forskning och utveckling samt produktion och marknadsandel, vilket bidrar till en övergripande förbättring av grönandets nivå inom Kinas transformatorindustri. I september 2020 belönades företagets "gröna process för vegetabiliska isolerande oljetransformatorer" med titeln "Nytt ledande teknikprodukt för att främja högkvalitativ energiutveckling".

Den kinesiska tillverkaren av vegetabiliska oljetransformatorer kommer att hålla ett öga på målen att bygga en "ursprung" för ursprungliga teknologier och en "kedjeledare" för moderna industrileden, hålla fast vid att tjäna nationella strategier, leda industriell utveckling och driva innovation genom vetenskap och teknik. Det kommer att vara troget sitt ursprungliga mål och uppdrag, fullgöra ansvarsplikterna som ett centralföretag, och göra konstanta ansträngningar för att sträva efter att bli en världsklass-leverantör av intelligenta elsystemlösningar, bidra till uppfyllandet av "dubbla koldioxidmål" och byggandet av ett nytt elsystem, och lägga en solid grund för det framgångsrika startskottet för 14:e femårplanen.