Ізоляційна олія тихо циркулює всередині трансформатора, а синергетична конструкція високо-ефективної кремнієвої сталі та каналів охолоджувальної олії перетворює втрату електричної енергії на ледь помітне розсіювання тепла. Новий енергоефективний-трансформатор щороку економить електроенергію, достатню для забезпечення електроенергією десятків домогосподарств протягом року.
Трансформаторне маслоЗавдяки чудовим охолоджувальним та ізоляційним властивостям безпосередньо зменшує -навантаження без навантаження та втрати навантаження під час роботи трансформатора. Трансформатори нового-покоління, у яких використовуються високо-ефективні листи кремнієвої сталі та оптимізовані структури сердечника, не мають-втрат навантаження, які в середньому на 35%–45% нижчі, ніж у попередніх поколінь, і втрат навантаження, які в середньому нижчі на 20%–30%.
Новий національний стандарт GB 20052-2020 встановлює більш високі вимоги до енергоефективності силових трансформаторів, просуваючи високоефективні енергозберігаючі трансформатори рівня 1 і рівня 2 як основний ринок.
01 Ядро енергоефективності
Трансформаторне масло відіграє подвійну критичну роль в енергетичному обладнанні. Будучи ізоляційним середовищем, він захищає обмотки та сердечник від електричного пробою; будучи теплоносієм, він безперервно передає утворене під час роботи тепло зовнішньому середовищу.
Ця подвійна функція безпосередньо визначає енергоефективність трансформатора, особливо в умовах тривалої-експлуатації та великих навантажень.
Підвищення енергоефективності масляних-трансформаторів досягається завдяки інноваційним матеріалам, структурній оптимізації та інтелектуальній експлуатації й обслуговуванню. Наразі понад 80% трансформаторів, що працюють в електромережі, використовують масляні-конструкції, більшість із яких покладаються на природне циркуляційне охолодження масла.
Ця конструкція збалансувала ефективність і надійність, ставши основою системи живлення.
02 Механізм розсіювання тепла
Ефективність охолодження трансформаторного масла безпосередньо залежить від енергоефективності обладнання. Ізоляційне масло за допомогою теплової конвекції та випромінювання передає тепло, що утворюється під час роботи трансформатора, від сердечника та обмоток до стінок масляного резервуару та, нарешті, розсіює його в навколишнє повітря.
Масляні-трансформатори використовують унікальну конструкцію охолодження, зазвичай зберігаючи спеціальні масляні канали між обмотками, що дозволяє гарячій олії природним чином підніматися, охолоджуватися, а потім опускатися, утворюючи безперервну циркуляцію.
Для підвищення ефективності відведення тепла в сучасних трансформаторах використовуються різноманітні інноваційні конструкції. Збільшення кількості масляних каналів може збільшити площу контакту між маслом і повітрям; оптимізація схеми масляного каналу може уникнути локального перегріву. Великі трансформатори також містять охолоджувальні масляні канали в своїх сердечниках, щоб забезпечити адекватне розсіювання тепла циркулюючим масляним потоком.
03 Матеріальна синергія
Висока енергоефективність трансформаторного масла невіддільна від його синергічної роботи з іншими передовими матеріалами. Сучасні високо{1}}ефективні трансформатори використовують високо{2}}якісні холоднокатані-качані листи кремнієвої сталі-з орієнтованою зернистою як основний матеріал. Цей матеріал має високу магнітну проникність, високий питомий опір і низькі втрати на вихрові струми.
Високо-ефективні кремнієві сталеві листи зазвичай мають меншу товщину та оптимізованішу орієнтацію зерна, завдяки чому магнітний потік плавніше протікає всередині сердечника.
Конструкцію серцевини також ретельно оптимізовано, використовуючи багато-ступінчасті з’єднання та повністю скошені з’єднання, щоб напрямок магнітного потоку відповідав орієнтації зерна листів кремнієвої сталі.
Обмотки трансформатора виготовлені з дротів високої-чистоти з низьким-опором, що зменшує втрати опору під час передачі струму. Синергічний ефект цих матеріалів із трансформаторним маслом разом покращує загальну енергоефективність обладнання.
04 Контроль втрат
Втрати енергії під час роботи трансформатора в основному поділяються на втрати-без навантаження та втрати навантаження. Втрати без{2}}навантаження стосуються споживання енергії, коли трансформатор підключено до джерела живлення, але без навантаження, головним чином спричиненого гістерезисом і вихровими струмами в сердечнику.
Втрати навантаження пов’язані з потужністю, що передається трансформатором, і змінюються залежно від величини навантаження.
Нове покоління енергоефективних-трансформаторів досягло значного прогресу в контролі втрат. Взявши для прикладу звичайний трансформатор потужністю 800 кВА, тип S20 має загальні втрати 6630 Вт, тоді як попередній тип S11 досяг 10380 Вт, заощаджуючи 3750 Вт електроенергії на годину.
Після введення в дію нового національного стандарту GB 20052-2020 вимоги до енергоефективності силових трансформаторів були додатково покращені. Енергоефективні продукти рівня 1 мають на 30% менші втрати на холостому ходу та на 15% менші втрати навантаження порівняно з виробами рівня 3.
05 Екологічні тренди
З підвищенням екологічних вимог трансформаторне масло розвивається в більш екологічному напрямку. Ізоляційне масло з натуральних ефірів з’являється як замінник мінерального масла. Це ізоляційне середовище, отримане з рослин, піддається біологічному розкладанню, має температуру спалаху до 360 градусів, що значно знижує ризик пожежі та екологічну небезпеку. Підстанція Gaoxiang у Усі, провінція Цзянсу, ввела в експлуатацію перший у світі трансформатор на натуральному ефірному маслі 110 кВ, сприяючи створенню підстанції з нульовим-вуглецем.
У цьому екологічно чистому трансформаторі не лише використовується природне ефірне масло, але й передбачено зменшення викидів вуглецю протягом усього життєвого циклу продукту, включно з використанням не-викопного палива. Енергетична галузь використовує методи сертифікації продукції для визначення та оцінки показників-збереження енергії, а кваліфіковані-енергозберігаючі продукти можуть позначатися сертифікаційним ярликом «ен-збереження енергії».
З удосконаленням плану підвищення енергоефективності трансформаторів планується, що до 2023 року частка високо-енергозберігаючих-трансформаторів, що працюють, збільшиться на 10%, а частка нових високо{4}}енергозберігаючих-трансформаторів сягне цього року понад 75%.
На першій підстанції 110 кВ «нуль-вуглецю» в Китаї були використані трансформатори з натурального ефірного масла, ізоляційне середовище яких походить із відновлюваних рослинних екстрактів, з температурою спалаху приблизно на 150 градусів вищою, ніж традиційне мінеральне масло.
Компанії, що займаються електромережами, поступово замінюють старі трансформатори новими-енергоефективними моделями, і рівень втрат у мережі в деяких регіонах знизився з 6,2% до 4,8%. Коли настає ніч і місто освітлюється, ці трансформатори, занурені в ізоляційне масло, продовжують працювати, доставляючи електроенергію з більшою енергоефективністю в будь-який куточок, який потребує світла.
