Kann Pflanzenöl in Hochspannungstransformatoren verwendet werden?

Anwendung von Pflanzenöl in Hochspannungstransformatoren

Pflanzenöl-Transformator sind umweltfreundlicher, sicherer und langlebiger im Vergleich zu Mineralöl-Transformator. Daher steigt ihre Nutzung sowohl inländisch als auch international. Es wird geschätzt, dass die Anzahl der Pflanzenöl-Transformator weltweit bereits 2 Millionen überschritten hat.

Von diesen 2 Millionen Einheiten sind die meisten Niederspannungsverteilungstransformatoren. In China wurde nur ein Pflanzenöl-Transformator mit einer Spannung von 66 kV oder höher in Betrieb genommen, während die Zahl im Ausland relativ höher ist. Basierend auf Diskussionen mit ausländischen Transformatorenherstellern wird geschätzt, dass weltweit die Anzahl der in Betrieb befindlichen Pflanzenöl-Transformator mit 66 kV und höher wahrscheinlich weniger als 1.000 beträgt.

In Bezug auf die Spannungsklasse ist der Pflanzenöl-Transformator mit der höchsten Spannung, der aktuell in Betrieb ist, eine 420-kV-Einheit, hergestellt von Siemens Deutschland, die seit ihrer Inbetriebnahme 2013 sicher betrieben wird. Seitdem haben einige Hersteller 500-kV-Pflanzenöl-Transformator entwickelt und produziert, jedoch gibt es bisher keine Aufzeichnungen über Netzanschlüsse. Darüber hinaus erregt die Anwendung von Pflanzenöl in Gleichstromsystemen zunehmend Aufmerksamkeit, wobei erste Forschungsergebnisse veröffentlicht werden, obwohl noch kein Transformatorhersteller die Produktion entsprechender Transformator angekündigt hat.

Die begrenzte Anwendung von Pflanzenöl in Hochspannungstransformatoren ist hauptsächlich darauf zurückzuführen, dass Hochspannungstransformatoren höhere technische Hürden und größere Herausforderungen darstellen als Verteilungstransformatoren. Dies stellt nicht nur für Transformatorhersteller, sondern auch für Endnutzer Herausforderungen dar.

• Bei der Anwendung von Pflanzenöl in Hochspannungstransformatoren muss die Isolierleistung unter stark ungleichförmigen elektrischen Feldern sowie die Dielektrizitätskonstante vollständig berücksichtigt werden. Dies erfordert, dass Transformatorhersteller komplett neue Designs erstellen, begleitet von notwendigen Forschung, Entwicklung und Validierung.

• Die Kompatibilität zwischen großen Transformatorkomponenten und Pflanzenöl muss berücksichtigt werden – nicht nur die Materialkompatibilität, sondern auch die Anpassung an die einzigartigen Isolationseigenschaften, Oxidationscharakteristika und Viskositätseigenschaften des Pflanzenöls.

• Derzeit ist die Betriebs- und Wartungserfahrung mit Pflanzenöl-Stromtransformator begrenzt, und internationale und nationale Standards sind unvollständig. Auch Endnutzer müssen Feldanwendungsdaten sammeln. Eine enge Zusammenarbeit zwischen Transformatorherstellern, Nutzern und Pflanzenölproduzenten ist unerlässlich.

Natürlich sind diese technischen Engpässe aus Sicht der Branche nicht unüberwindbar. Der Hauptgrund für die geringe Anzahl von Hochspannungspflanzenöl-Transformator liegt mehr in den Marktdynamiken. In vielen Ländern ist die Ersetzung von Hochspannungstransformatoren selten, was zu geringer Nachfrage führt. Im Gegensatz dazu steht die Pflanzenöl- und Pflanzenöl-Transformator-Industrie in China noch am Anfang. Die großflächige Entwicklung von Pflanzenöl-Stromtransformator wird Zeit brauchen. Zedian (Spitzname des Autors/Redakteurs) prophezeit mutig, dass, mit fortschreitender Zeit und Chinas Position als weltweiter Transformator-Produktionsstandort, China unweigerlich die führende Kraft auf dem globalen Markt für Pflanzenöl-Stromtransformator werden wird.