Ultra High Voltage (UHV) Transformer Pêşkêşkirina: Wêke, Serast, Ewazişên biçûmkirî
1. Pêşgotin
Trafoên foltage-yî zor bilind (UHV) amûrên bingehîn yên di pergalên hêzê ya nû de in. Fêhmkirina rêjeyên foltage-yên wan, strukturên tevliheym, pêvajoyên çêkirinê yên rasthatî û teknîkên bingehîn ên çêbûnê dibe sedema ku ji bo tîrêjiya amûrên hêzê ya yek welatî nîşan bidin.
Pênasa Krîtikaya Foltage
Termina "trafoya foltage-yî zor bilind" bi tenê trafoyan e ku li ser rêzikên veguhastinê yên AC ên bi 1,000 kV an jî zêdetir yan jî li ser rêzikên veguhastinê yên DC ên bi ±800 kV an jî zêdetir têne bikar anîn.
1.1 Riya Teknîkî
Veavakirina vî trafoya foltage-yî zor bilind hatiye birçandin ji bo pêşveçûna aboriyê ya neteweyî û sektora hêzê, û armanc wê ye ku veguheztinekî dirêj, berfireh û kêmtir ji hêza veguheztinê peyda bike. Mînak, di sala 2010an de Çînê bi xwezayî trafelekî UHV a 1,000 kV / 1,000 MVA çêkiriye.
1.2 UHV di Veguhastina DC de
Teknolojiya UHV di veguhastina HVDC (hêzê ya rasthatî ya foltage-yî bilind) de jî pir girîng e. Mînak, trafelekî veguherînera DC a UHV a ±1,100 kV yek ji hilberên bingehîn ên li bin strategiya “Made in China 2025” û “Belt and Road Initiative” ya Çînê ye, û niha teknolojiya wê wekî pêşengiya cîhanê tê pejirandin.
2. Hêmanên Bingehîn
Trafoên UHV strukturekî pir tevliheym û rasthatî hene. Bi awayekî mînakekî trafelekî UHV ya dipêlî ya rojane re, bi gelemperî ji heman heman hêmanan pêk tê:
| Pêşka | Funksyon û Teyan |
| Nîvîna Fers | Diha hatin da ku nîvînên fersê silîkî ya bikarhêner dijîn re tazan deyên xweyên rastîn yên ferro form kirin. Transformerên UHV dikarin destûrên cihazên nû yên çewitandina li ser hejmarên şexs an jî li ser parçeyên fersê yên dawerandin bivisandin da ku herzê veqetandînin û ewrazê bigihîjin. |
| Rovdar | Înclude rovdarên bi darpêçekî ya bikarhêner û rovdarên bi darpêçekî ya wek. Yekêre, rovdarên bi darpêçekî ya wek di navbera zimîn de tazan deyên, û rovdarên bi darpêçekî ya bikarhêner di derveya berî de tazan deyên. Ên ên pêşka yekemîn e ku transformer bi darpêçekî vebikin. |
| Sistemê û Nîşan | Înclude nîşanên rovdar, nîşanên navbera zimîn û ûilên transformer. Transformerên UHV dikarin destûrên cihazên nû yên çewitandina li ser struktûra nîşanên sêmî û nîşanên navbera zimîn û karkirinên tankê yên compact bikin da ku nîşanên piştguh bikin. |
| Tank û Ûil | Tank nîvîna fers, rovdar û ûil ên transformer ake; ûil ên transformer nîşan û wêne bike. |
| Cihazê Bi Darpêçekîya Nîvîn | Transformerên UHV dikarin destûrên cihazên nû yên çewitandina li ser tap-changer a on-load tap-changer bikin da ku bi darpêçekîya nîvîn vebikin, û dikarin destûrên cihazên nû yên çewitandina li ser modê bikin, hemele, tankê yên transformer û tankê yên voltage regulation compensation transformer separate bikin. |
| Sistemê û Wêne | Ev ên çawa û kêfet bibin ku ji operasyonê derket. Transformerên UHV dikarin destûrên cihazên nû yên çewitandina li ser struktûra body heat dissipation multi-channel û struktûra oil passage nîvîna fers nû yên bikin da ku wêne optimize bikin. |
| Cihazên Parastin û Rovdar | Înclude conservator, gas relay, moisture absorber, safety airway, etc. Rovdarên bi darpêçekî ya bikarhêner û rovdarên bi darpêçekî ya wek gortin navbera lînekên navendî û lînekên derveyî, û nîşanên tankê yên bikin. Rovdarên UHV destûrên cihazên nû yên çewitandina li ser struktûra insulation cylinders multi-layer û support stay structures bikin da ku electric field uniform bikin. |
3. Pêşkêşkirina Proses û Tecxneyanên Bilindayî
Pêşkêşkirina transformatorên ultrahîr (UHV) yek pêşkêşkirina inženî ya sistemî ye ku ji malên bingehîn derbasdar dike çi piştreya piramend. Li jêr navbera pênja pêşkêşkirina sernavê yên li ser tê de hatine:
| Stace | Navnîsa Nîvro |
| Dizayn û Hilbijartina Mijelek | Kerdena dizayna elektromagnetîk, bîstûr û struktûra ber bi parametreya elektrîk û hilbijartina pelên silîkanî ya bikarhêner, telyan bi oksîgen neyên kêm, malên bîstûrka performansa yekbû, veqas. |
| Destpêkirina Navnîşta Felekkî | Guherandina parçeyên pelê silîkanî, tevîna û dengkirina wan. Serastî dimensiyon û kaliteya tevîna direkten serperest da bajarîna cihanî û werdewana belavdar. |
| Pargîran Bîrkarî | Bîrkaran pargîyan di makînakên pargîran derxistîn de ber bi parametreya dizayn û kerdena amelîya bîstûr (wate wate bîstûrka pelê). Hejmarê bîrkarî hewce ye ku bêtikê, rêza tevîna çêdil û bîstûrka girîng. |
| Amelîya Bîstûr û Dergirin | Pargîyan û gorî navnîşa verekî hewce ye ku biguherînin bi varnîşê vakueyî û dergirin bikar bînin ji bo nivîsandin performansa bîstûr. Ji bo hilberên UHV, divê amelîyekên gasî dergirinê diguherînin di rakirinê de li vir hejmarekên mezin û her îmkan dibe ku rastiya malên bîstûrka ≤ 0.4%. |
| Destpêkirina Tenekeya Hewlê û Bilezik | Destpêkirina tenekeya hewlê navnîşe û bilezikên metalyeyek din û wate klem û şermîna. |
| Rakirina Derdî | Integrasyonî rakirina navnîşa felekkî, pargîyan, lêdan, veqas di tenekeya hewlê de, guherandina û dengkirina lêdan, û destpêkirina bilezikên din û wate şapîk û amelîyekên derdixwan. |
| Kontrol û Test | Derbarê testên sertîk hatine hewce yên ku heta peyda kirina, wate testa dayîna bîstûr, testa werdewana belavdar/berzane, pêwistanî qismî daxwaz, testa bingehîna termal, veqas. |
Prosesên nîşan deyîn yên di performansa û dema xizmetan de ku ji bo transformatoran ultra-herî bih (UHV) bûyerin werger û hewce ne:
3.1 Jînara Elektromagnetîk û Kontrola Fluxê Stray
3.1.1 Ehemmiyet
Transformatoran UHV kapasitasyonan herî bih hene (mînak, derbasdar 500 MVA per limb), ku fluxê stray wan jî vê probleman dikare piştik bibe. Fluxê stray çêker eku yekê serbest bike û têkildar zêde bike, ku operasyona berbend bike.
3.1.2 Her û Ewle
Teknikên simulyasyonê elektromagnetîkê pêşketîn hewce ne. Cara wêne wekî şîlaxan magnetîkê yoke tevval û "L-shaped" şîlaxan kûberî li torîna tank ê bikaranîn da ku hêzeyên eddy current an jî zarûrên komponentên struktûrî bêjêrebin—derbasdar 25%.
3.2 Design û Prosesa Sisteman Insulasyon
3.2.1 Ehemmiyet
Sistemê insulasyonê radîka hewce ye ji bo operasyona transformatoran UHV ê reza, gerekî ya dixwestî lêkolîna voltajê herî bih û overvoltages.
3.2.2 Her û Ewle
Designs wekî sisteman insulasyonê angle-ring multilayer molded bikaranîn da ku distribûsyona mekânî elektrîkê biafirîne û marja insulasyonê biafirîne li ser endên coil û lead exits. Prosesên vacuum impregnation û drying hewce ne da ku kontrol bikanînin—for example, bikaranîna cihazên vapor-phase drying on-site kapasitya herî bih da ku materialên insulasyonê bêjêrebin, ku moisture content ≤ 0.4%. Ev hewce ye ji bo prevent partial discharge û insulasyon breakdown.
3.3 Prosesa Assembly On-Site
3.3.1 Ehemmiyet
Di navcheyên ku transportasyonê çend û çewt be—mînak, navcheyên bilind û çiyayî—transformatoran UHV hewce ne da ku assembly bikin on-site. Ev disassembly, transport, protection, û reassembly ê bikin di hevdahalên hilan de, ku design û procesan complexity û hêviya wê tevger û tevger bêtirin bibe.
3.3.2 Her û Ewle
Designs modular structural hewce ne—for instance, segmented-core frames û detachable connection structures. Tolerances on-site assembly hewce ne da ku precision millimeter-level (mînak, coil-to-core center alignment deviation < 3 mm). Prosesa rigorî da ku tolerance control, moisture prevention, û cleanliness protection hewce ne da ku post-assembly performance biafirîne.
3.4 Fabrication û Quality Control Winding
3.4.1 Ehemmiyet
Kualîteya winding direkteman electrical performance, mechanical strength, û short-circuit withstand capability ê transformatoran biafirîne.
3.4.2 Her û Ewle
Equipment ê winding automated hewce ne da ku tension control û layer alignment precise bikin. Li dawî winding, tests power-frequency withstand voltage û DC resistance bikin da ku risks wekî inter-turn short circuits bêjêrebin.
3.5 Factory Acceptance Tests û Partial Discharge Measurement
3.5.1 Ehemmiyet
Eve tests serve as the final quality checkpoint before delivery, identifying potential defects in design or manufacturing.
3.5.2 Her û Ewle
Beyond standard tests, partial discharge (PD) measurement is especially critical. PD testing is highly sensitive to minute insulation flaws and serves as a key indicator of the internal insulation condition.
3.6 Coil Winding for UHV Transformers
3.6.1
| Binyan | Rola û Naxtiyata Xebitandinê Bîdar | Rola Yardestiyayê Teknikî/Mekanîkî |
| Prosesa Pîvandkirina Nûqta Sîmî | Hemîn. Zarîvkaran li ser hesteke wan, dîtin û pirsgirêka wan da ku hezand bin çend hilatên taybet, wek posîsyona sîm, girîngi û pîvandkirina parçeyên izolyasyon. | Yardestiyayî. Piştgiriya platforma pîvandkirî bîstî û nîrvana asîlê dikin, lê neguha yete pîvandkirina herî ya paşîn. |
| Kontrola Dîmayî | Guraniya navok. Zarîvkaran bi gihazî da ku hunda du tara sîm di navber de 1 mm (standarta çarreserî 2 mm) dikin, ji bo êzdana performansa elektrikîya herî bibîr bikin. | Peyda kirina amûrayên pîvandan (wek keta), lê wêne kontrola dîmayî bi vegera zarîvkaran da ku hunda pîvandkirina herî bibîr bikin. |
| Prosesên Taybet (b.m., Welding) | Nabîndar. Bi rêya çendeweyên sîm û çendeweyên weldî, zarîvkaran bi serastî da ku hunda dem, dergeha û dema, wek procesa weldî ya berdîn, dikin. | Peyda kirina cihanên weldî, lê kontrola parametreyan û operasyonê tamamen bi serastîya zarîvkaran dikin. |
| Dîrokên Dîroka Weha | "Zanîna bînavî" ya zarîvkaran bi pirsgirêk e hala navok e. | Aklîkarî û rastkirina digital. Vegera piştgirîya pirsgirêka zarîvkaran bi serastî da ku hunda traceability yên kalîtan û monitorî yên amûran, zanîn bike bira aklîkarî ya dîroka weha. |
3.6.2 Sebebên ku Nêrên Darixandinan ne Beşdarên Berekî Nebeşde
Ev hêsên sê ya girîng dike ku hezînkarî berrûyî û derbasî yê nêrên darixandinan de ne beşdarên berekî:
3.6.2.1 Pirseyên Keseyî yên Berbendkirin
Nêrên transformerên UHV ji bin milyonan metra şerzan hatine destnusiyayê, da ku çend milyar devik hatine sererastkirin, û pêwistina wê ji 20-30 ton metric re hatiye çêtir. Di cihê darixandinê de, her tapa malatê, rastkirina her bir falaşî yên îlancî, û xelkirina her parça kağıt îlancî divê bi keseyî berbend bike - her biguherîna qebul nene. Ev dema rêzikî yên veqetandina û guhertina bicînekî ya vê dawî yên maşînî anîn dikare were biçewe, malbat û çavkanî yên maşînî hêj ji daxuyaniya û intuîsyona karîgerên mastereyî nabeşde.
3.6.2.2 Komplikekirina Saz û Vegerî
Transformerên UHV ji nirxên çêd û çalakî yên komplikekirîne û çalakî yên din derbasî daye. Mînace, di ±1,100 kV converter transformerên de, çendeweyan an hewlê hilan têkiliyan dibaj bikin ku şerzanên çêd jinsên din bihin. Karîgerên divê teqnîkên wergerîn bike ber bi ferqên bihêran yên materyalên şerzan - wek "girîda vênekên". Ev rêzikî yên vegerî û kêfîkirina rêzikî yên çalakî yên din ûstî ya ku hezînkarî berrûyî bibîne.
3.6.2.3 Girîdana Pêkêşkirina Keseyî
Yek nêra li gor tens of zanyarên keseyî yên girîdayî. Biguherîna yek parça kağıt îlancî dikare wereca bi kefaşkirina îlancî, ku heta çêtirîna biha RMB yên çendeweyan an hewlê hilan bibîne, û dikare werbigerekeve bi sigortiya elektrik ên pir. Ji bo ev dema riseka keseyî yên berbend, barastî ye ku bi karîgerên mastereyî û daxuyaniyên keseyî bikin.
4. Qabiliyeta Çêkirina
Di çarçoveya transformerên UHV de, çêtirîna salan bi kapasiteya total (di kVA de) nehatiye pîvandkirin, nayê bi hejmara birên individual, çunki reytîngên transformerên individual bi desîreke jêrîn - ji çendeweyan MVA lê dan 1,000 MVA per bir.
4.1 Qabiliyetê Praktîk û Tarazkirina Strategîk
Ji bo dema mezinê ya hezînkarî berrûyî, serbestî dike ku çarçoveya vê bizeyê dike?
4.1.1 Yekbûyî Piştî Zeviyê
Transformerên UHV hêj ji "ter" ên elektrik ên pargîroviyê nehatiye navkirin, ku yekbûyî yekemîn e. Mînace, Mastere Zhang Guoyun ji 25 salan re dike sererastkirina yek 10,000 nêr, ku çêtirina şerzan ên total a wek 40,000 kilometre hatiye çêtir. Nêrên sererastkirinê yekbûyî yên mesafeya şerzan ên navberan di 1 mm de - yarî standarda çarçoveya 2 mm. Ev dema keseyî yên nermalî, ku maşînî anîn dikare were bicîwe, direkî taybetmendiya û dema xizmetê transformerê nîşan dine.
4.1.2 Sererastkirina Qabiliyeta
Ev malên çêd yên çêtir bi rêzikî yên "order-driven" nehatiye sererastkirin, nayê bi stok - wek bînîna carrierên û EUV lithography machines. Qabiliyeta ji bo ku çêtirîna birên qualified ên fabrika di salê de çêtirîna bi sererastî nehatiye pîvandkirin.
4.1.3 Strategî û Vegereka Vegerîkirina Efektivîteya Gera
Ji bo vegerekirina efektivîteya gera bê diguherînîn taybetmendi, çarçoveyên çêkirina hêj bike di investîsînîn da li ser timarîna timarên çêd yên karîgerên mastereyî. Mînace, "Master Craftsmen Innovation Studios" ji 2,000 karîgarên çêd yên teknîkî yên çêd yên çêtir dike pelîn kirin. Her du, planîna çêkirina û bajarîna workflow nehatiye vegerekirin ku biceribînin sererastkirina têkiliya navendî yên operasyonên nêrên sererastkirin û procesên destnusiyayî yên din û paş.
| Naverok | Daneyeta/Zêde | Agahdariya Mînaseyê |
| Bazên Serhedkirina Endamê Bistî | TBEA ji bo salan de kapasiteyek di navbera 495 milyon kVA de heye | Pêwendiyek da nîşan dide ku li ser bazên çêkerandina endamê bistî ye. |
| Kapasiteya Yekbûyanî ya Navendî | Li salê 2023, kapasiteya transformasyonê ya UHV ya Çinê wekheviyek di navbera 50 milyon kVA (0.5 bilyon kVA) de were û piştgirî ye ku bi salan 2025 herêm bike 60 milyon kVA (0.6 bilyon kVA) | Pêwendiyek da nîşan dide ku li ser sathê kapasitê ya yekbûyanî ya transformasyonê ya UHV be. |
| Dawra Çêkerandina | Dawara çêkerandinê ya transformasyonê ya UHV zêdetir digire, yekêji 18 derêve 36 mehine | Ev faktorê yekemîn ênî ye ku hêmîna cihêrên salan dibegirîne. |
4.2 Jiçûna Piçeyê Hejmaranê Yek Bîs û Dihê
Hejmaran piçeyê sargalên ultra-herî bih (UHV) neguheştin ne di navbera “tens of thousands” deyîn, bêyî pir rawestinên çimkî yên wan û digerîna dawî ya wan.
4.2.1 Technically Complex and Time-Intensive
Ji bilî "dil" ê rêzê werzanê, sargalên UHV li ser standartên nermendî yên design, material, pêşketina û testkirina hewce bike. Dilê procesa ji aliyê rawestinên materialên girtîn û pêşketina têkiliyên girîng (wêche wêyan û karkîn) derve ku afirandina dawî û testkirina ber mînacan di demê xwe de dest peyda bikin.
4.2.2 Capacity Allocated to a Few Mega Projects
Di navbera cihan de, tenê qada kompanîyan dikin bêtikên wek TBEA, XD Group, Siemens, ABB din dikin bêtikên UHV da ±800 kV an jêr bêtik bikin. Projeyên UHV nasional di rastên de hatine paşnin û binivisandin, hejmaran sargalên ji bo her projeyê girîng hatine plaît kirin. Mînace, yek projeyê transmissionê DC UHV dikare ji hêsan sargalên transformer bikin. Buna, kapasiteya mezin ê pêşketinanên parastinên wan—wêche TBEA di navbera 500 million kVA de—li ser orderên projeyên girîng û ne di navbera hilînbijarên speculatif de bikin.
4.3 Context Industriyeyê û Demand Cihanî
4.3.1 Strong Domestic Growth
Pêşketina rêzê UHV ê China di dema raya çetir ê. Li ser planên nasional, di salan 2021-2025 de, State Grid 38 rêzên nû UHV hatine plan kirin—ji 24 AC û 14 DC projey—ki vê li ser scale ê 13th Five-Year Plan zêdetir e. Vê ji bo sargalên UHV bazaarê domestikan ê tevahî û giran dibexsin.
4.3.2 Surging Global Demand with China as a Key Supplier
Di cihan de, industriya werzanê li ser şorishên transformers. Demên lead ê ji bo transformers standard hatine di deman 2 sallan de, û ji bo transformers guhurt ê wan di deman 3-4 sallan de. Li viriya vê, China wek supplier ê cihanî giran hatine çêkerin, bêyî chain ê industriyayê kompley, eficyana pêşketinê mezin (mînace, ji bo kompanîyan stranger ê di deman 18 mîhan de yek transformer UHV bêtik bikin, ji bo kompanîyan parastinên China ê di deman 3 mîhan de), û price competitiveness. Exportan ê transformers ji China di herêmên 8 mîhan ê 2025 de RMB 29.711 billion hatine, ku ji bo salan 50% zêdetir e, buna, capacity ê pêşketinê China ê li ser demand ê international ê giran dibexsin.
4. Conclusion
Wek "dil" ê elektrositê ku ji navbera mountains û valleys transmits, UHV transformer ji nermendî yên engineering sophistication—ji design û materialên, ji her pêşketinê step—pir rawestin dikin. Buna, processes ê rigorous û breakthroughs ê critical technologies inehatine today's modern, efficient, û highly reliable UHV power grid.
