Изолационното масло циркулира тихо вътре в трансформатора, а синергичният дизайн на високо-ефективни силициеви стоманени листове и канали за охлаждащо масло преобразува загубата на електрическа енергия в едва доловимо разсейване на топлината. Нов енергийно{2}}ефективен трансформатор спестява достатъчно електроенергия всяка година, за да захранва десетки домакинства за една година.
Трансформаторно масло, чрез отличните си охлаждащи и изолационни свойства, директно намалява-загубите на празен ход и натоварването по време на работа на трансформатора. Трансформаторите от ново-поколение, използващи високо-ефективни силициеви стоманени листове и оптимизирани сърцевини, нямат-загуби при натоварване, които са средно с 35% до 45% по-ниски от предишните поколения, и загуби при натоварване, които са средно с 20% до 30% по-ниски.
Новият национален стандарт GB 20052-2020 определя по-високи изисквания за енергийната ефективност на силови трансформатори, насърчавайки високоефективните енергоспестяващи трансформатори от ниво 1 и ниво 2 като основен пазарен поток.
01 Ядро за енергийна ефективност
Трансформаторното масло играе двойна критична роля в енергийното оборудване. Като изолираща среда, той предпазва намотките и сърцевината от електрически пробив; като охладител, той непрекъснато пренася топлината, генерирана по време на работа, към външната среда.
Тази двойна функция директно определя ефективността на енергийната ефективност на трансформатора, особено при продължителна-работа и условия на голямо натоварване.
Подобряването на енергийната ефективност на маслените{0}}трансформатори се постига чрез иновация на материалите, структурна оптимизация и интелигентна работа и поддръжка. Понастоящем повече от 80% от трансформаторите, работещи в електрическата мрежа, използват конструкции,-потопени в масло, повечето от които разчитат на охлаждане с естествена циркулация на маслото.
Този дизайн балансира ефективността и надеждността, превръщайки се в основата на енергийната система.
02 Механизъм за разсейване на топлината
Охлаждащата ефективност на трансформаторното масло е пряко свързана с енергийната ефективност на оборудването. Изолационното масло чрез топлинна конвекция и излъчване пренася топлината, генерирана по време на работа на трансформатора, от сърцевината и намотките към стената на масления резервоар и накрая я разсейва в околния въздух.
Маслените -трансформатори използват уникален дизайн на охлаждане, като обикновено запазват специални маслени канали между намотките, което позволява на горещото масло да се издига естествено, да се охлажда и след това да се спуска, образувайки непрекъсната циркулация.
За да подобрят ефективността на разсейване на топлината, модерните трансформатори използват различни иновативни дизайни. Увеличаването на броя на маслените канали може да увеличи контактната площ между маслото и въздуха; оптимизирането на оформлението на масления канал може да избегне локално прегряване. Големите трансформатори също така включват охлаждащи маслени канали в своите ядра, за да се гарантира, че топлината се разсейва адекватно от циркулиращия маслен поток.
03 Материална синергия
Високата енергийна ефективност на трансформаторното масло е неделима от неговата синергична работа с други съвременни материали. Съвременните високо{1}}ефективни трансформатори използват високо{2}}качествени студеновалцовани-зърнести-ориентирани силициеви стоманени листове като материал за сърцевина. Този материал се характеризира с висока магнитна пропускливост, високо съпротивление и ниска загуба на вихрови токове.
Високо{0}}ефективните силициеви стоманени листове обикновено имат по-тънка дебелина и по-оптимизирана ориентация на зърната, което позволява на магнитния поток да протича по-гладко в сърцевината.
Дизайнът на основната структура също е внимателно оптимизиран, като се използват много{0}}етапни съединения и напълно скосени съединения, за да се гарантира, че посоката на магнитния поток е подравнена с ориентацията на зърното на силициевите стоманени листове.
Намотките на трансформатора са направени от проводници с висока-чистота и ниско-съпротивление, което намалява загубите на съпротивление по време на предаване на ток. Синергичният ефект на тези материали с трансформаторното масло заедно подобрява общата енергийна ефективност на оборудването.
04 Контрол на загубите
Загубите на енергия по време на работа на трансформатора се разделят главно на загуби-на празен ход и загуби на товар. Загубата без{2}}товар се отнася до консумацията на енергия, когато трансформаторът е свързан към захранването, но без товар, главно причинено от хистерезис и вихрови токови ефекти в сърцевината.
Загубата на натоварване е свързана с мощността, предавана от трансформатора, и варира в зависимост от размера на товара.
Новото поколение енергийно{0}}ефективни трансформатори постигна значителен напредък в контрола на загубите. Като вземем за пример обикновен трансформатор от 800kVA, типът S20 има обща загуба от 6630W, докато предишното поколение тип S11 достигна 10380W, спестявайки 3750W електроенергия на час.
След внедряването на новия национален стандарт GB 20052-2020, изискванията за енергийна ефективност за силови трансформатори бяха допълнително подобрени. Продуктите от ниво 1 на енергийна ефективност имат 30% по-ниски загуби на празен ход и 15% по-ниски загуби при натоварване в сравнение с продуктите от ниво 3 на енергийна ефективност.
05 Екологични тенденции
С нарастващите екологични изисквания трансформаторното масло се развива в по-екологична посока. Изолационното масло с естествен естер се появява като заместител на минералното масло. Тази изолираща среда, извлечена от растения, е биоразградима, има точка на възпламеняване до 360 градуса, което значително намалява риска от пожар и опасностите за околната среда. Подстанцията Gaoxiang в Wuxi, провинция Jiangsu, пусна в експлоатация първия в света 110 kV маслен трансформатор с естествен естер, допринасяйки за създаването на подстанция с нулев-въглерод.
Този екологичен трансформатор не само използва естествено естерно масло, но също така взема предвид намаляването на въглеродните емисии през целия си жизнен цикъл на продукта, включително използването на не-изкопаеми горивни източници на енергия. Енергийната промишленост използва методи за сертифициране на продукти, за да идентифицира и оцени индикаторите за-спестяване на енергия, а квалифицираните продукти за-спестяване на енергия могат да бъдат маркирани с етикет за сертифициране "-спестяване на енергия".
С напредъка на плана за подобряване на енергийната ефективност на трансформаторите, делът на високо-ефективните-енергоспестяващи трансформатори в експлоатация се планира да се увеличи с 10% до 2023 г., като делът на новодобавените високо-енергоспестяващи-трансформатори достига над 75% през тази година.
Първата подстанция от 110 kV „нулев-въглерод“ в Китай използва трансформатори с естествено естерно масло, чиято изолационна среда идва от възобновяеми растителни екстракти, с точка на възпламеняване приблизително 150 градуса по-висока от традиционното минерално масло.
Компаниите за електропреносни мрежи постепенно заменят старите трансформатори с нови енергийно-ефективни модели и процентът на загуби в линията в някои райони е намалял от 6,2% на 4,8%. С настъпването на нощта и светването на града тези трансформатори, потопени в изолационно масло, продължават да работят, доставяйки електричество с по-висока енергийна ефективност до всеки ъгъл, който се нуждае от светлина.
