基于天然酯油的環(huán)保型變壓器

葉文郁 陳玉峰 王善龍

摘 要：自變壓器產(chǎn)生以來(lái)，核心問(wèn)題始終圍繞在變壓器升壓與降壓的設(shè)計(jì)，變壓器所造成的環(huán)境影響很少被提及。基于天然酯油的環(huán)保型變壓器的產(chǎn)生，在環(huán)境與健康保護(hù)方面具有非凡的意義。天然酯油代替了傳統(tǒng)礦物油，使人類(lèi)與自然可以和諧相處并有序的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：變壓器；天然酯油；環(huán)保

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.16.158

0 引言

可持續(xù)、可再生能源成為當(dāng)今全球能源部門(mén)的主題。環(huán)保型電氣設(shè)備正在進(jìn)行大量的投資和廣泛的研究。這項(xiàng)研究和開(kāi)發(fā)為整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)和能源供應(yīng)系統(tǒng)帶來(lái)了新的市場(chǎng)和挑戰(zhàn)。

配電變壓器一般分為油浸式變壓器和干式變壓器。國(guó)內(nèi)國(guó)外廣泛的采用油浸式變壓器用于電網(wǎng)領(lǐng)域及工業(yè)領(lǐng)域，油浸式變壓器通常采用礦物油作為原料。世界上首臺(tái)基于天然酯絕緣油420kv電力變壓器的產(chǎn)生，邁出了天然酯油替代礦物油的重大一步。時(shí)代是不斷發(fā)展進(jìn)步的，在反復(fù)對(duì)天然酯油變壓器進(jìn)行測(cè)試與運(yùn)用后，基于天然酯油的環(huán)保型變壓器優(yōu)點(diǎn)更為顯著，很好的適用于35kv以下的電力系統(tǒng)。天然酯與礦物油相比，在可持續(xù)性和環(huán)境方面有很大的優(yōu)勢(shì)，然而，在變壓器的設(shè)計(jì)中，特別是在大型電力變壓器的設(shè)計(jì)中，仍然面臨許多挑戰(zhàn)。

1 油浸式變壓器概述

變壓器的用途是多方面的，廣泛存在于我們的生活之中。變壓器是一種靜止的電器，由同在一個(gè)鐵芯上的繞組通過(guò)交變磁場(chǎng)而相互作用，用于轉(zhuǎn)變電壓與電流的等級(jí)。

變壓器的分類(lèi)多種多樣，油浸式變壓器在電力系統(tǒng)十分常見(jiàn)。油浸式變壓器主要由鐵芯、繞組、絕緣套管和油箱等部分組成。磁路是由鐵芯構(gòu)成，鐵芯外面套有線(xiàn)圈，導(dǎo)線(xiàn)燒制成為線(xiàn)圈，與負(fù)載或者電源直接接觸的一個(gè)線(xiàn)圈或幾個(gè)線(xiàn)圈的結(jié)合稱(chēng)為繞組。變壓器整體的器身放在油箱里面，正是油箱的存在，使整個(gè)變壓器得到了整體的支撐并且有著良好的冷卻散熱能力。油箱中充滿(mǎn)的變壓器油是不可或缺的，具有冷卻和絕緣的作用。變壓器運(yùn)行中會(huì)產(chǎn)生很多熱量，為了保證變壓器的散熱能力，在變壓器的油箱上通常裝有大量的油管，增大了油箱壁的散熱面積。變壓器產(chǎn)生的熱量通過(guò)變壓器油及油箱壁就向外排出了。

2 礦物油的缺點(diǎn)

如前文所述，國(guó)內(nèi)國(guó)外的油浸式變壓器主要采用礦物油作為絕緣油，雖然礦物油價(jià)格低廉，推廣度很高，但是在使用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了很多亟待解決的問(wèn)題。

礦物油的燃點(diǎn)很低，在使用過(guò)程中容易發(fā)生失火現(xiàn)象。每年變壓器都會(huì)發(fā)生失火故障，不但會(huì)損壞相鄰的電氣設(shè)備，還會(huì)對(duì)人身安全造成很大的影響。相對(duì)頻繁的失火故障導(dǎo)致在變壓器中還要加上相應(yīng)的滅火裝置，提高了電氣設(shè)備的成本。

變壓器漏油是常見(jiàn)的故障之一，礦物油從變壓器流出，會(huì)對(duì)人的身體健康造成極大影響。同時(shí)礦物油污染環(huán)境嚴(yán)重，每一噸礦物油能使一百?lài)嶏嬘盟艿轿廴尽Ｈ绻V物油誤流入土地中，可造成土壤中的微生物全部死亡。此外，對(duì)于廢棄礦物油的處理也十分的繁瑣，要經(jīng)歷蒸餾、壓濾、冷卻、過(guò)濾等過(guò)程。

隨著時(shí)代的發(fā)展，礦物油作為絕緣油用于變壓器中對(duì)人與自然造成的危害遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于礦物油帶來(lái)的益處，國(guó)內(nèi)外逐步把眼光放在綠色環(huán)保型變壓器的設(shè)計(jì)上。

3 天然酯油

3.1 天然酯油簡(jiǎn)述

酯類(lèi)絕緣油的出現(xiàn)源自于二十世紀(jì)，酯類(lèi)是一種有機(jī)母體通過(guò)農(nóng)產(chǎn)品提取或化學(xué)方法合成的有機(jī)化合物，分為天然酯和合成酯。如今天然酯的運(yùn)用已經(jīng)十分廣泛與成熟，非常適合作為絕緣材料使用。目前市場(chǎng)運(yùn)用比較廣泛的絕緣油有阻燃性天然酯絕緣冷卻液、高油酸植物絕緣油等。阻燃性天然酯絕緣冷卻液的成分主要是由大豆提煉，高油酸植物絕緣油主要是由葵花籽提煉。天然酯油如今很好的占據(jù)了電力領(lǐng)域的市場(chǎng)，其優(yōu)點(diǎn)下文將詳細(xì)敘述。

3.2 天然酯油的優(yōu)點(diǎn)

天然酯油作為一種可再生能源，其中成分絕大部分為植物油，約占98%。天然酯油被稱(chēng)為環(huán)境友好油，可以完全的進(jìn)行生物降解，滲透速度很慢，不含有害成分，對(duì)土壤與水資源毫無(wú)污染。

天然酯油的燃點(diǎn)達(dá)到360℃，其可燃性極小，為高燃點(diǎn)的絕緣油。因此基于天然酯油的變壓器也有了很高的防火等級(jí)，將其用于消防設(shè)備中，消防設(shè)備得到了優(yōu)化，可以很好的在人口稠密地區(qū)進(jìn)行推廣。同時(shí)，將天然酯油運(yùn)用于變壓器中，可以提升整體電氣設(shè)備的壽命。

隨著時(shí)代的發(fā)展，變壓器在我們生活中占得比重越來(lái)越重，變壓器從生產(chǎn)到運(yùn)用的成本也隨之增加，曾經(jīng)風(fēng)靡的干式變壓器也因?yàn)榻?jīng)濟(jì)性差漸漸的被油浸式變壓器所取代，淡出了人們的視野。天然酯油因其防火性、抗潮性整體性?xún)r(jià)比高，很好的經(jīng)濟(jì)性被大家所接受。

正是因?yàn)檫@些優(yōu)點(diǎn)，天然酯油僅僅用了很短的時(shí)間得到了各國(guó)權(quán)威部門(mén)的認(rèn)可，并朝著更好、更有利的方向發(fā)展。

4 結(jié)語(yǔ)

每個(gè)成功的背后都有精彩的故事，從第一臺(tái)天然酯變壓器的誕生到現(xiàn)在已經(jīng)有超過(guò)一百萬(wàn)臺(tái)天然酯變壓器在全世界運(yùn)行。隨著國(guó)家對(duì)于環(huán)境的要求越來(lái)越高，基于天然酯油的環(huán)保型變壓器以其強(qiáng)有力的優(yōu)勢(shì)得到了逐步的推廣。天然酯油變壓器的運(yùn)用確立了國(guó)內(nèi)外電氣領(lǐng)域建設(shè)綠色時(shí)代的發(fā)展方向，未來(lái)環(huán)保型電氣設(shè)備將逐步取代傳統(tǒng)的電氣設(shè)備，電氣領(lǐng)域?qū)⒂瓉?lái)綠色的新時(shí)代。

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