Vo svete elektrickej energie existuje druh zariadenia, ktoré ticho a verne existuje v každom rohu elektrárne, rozvodne a mestskej rozvodnej siete. Nie je taký-pútavý ako generátor, ani taký vysoký ako veža na prenos energie. Avšak každý nárast a pokles napätia a-diaľkový prenos každého kilowattu elektrickej energie nemožno oddeliť od jeho jadrovej podpory - toto je olejový-transformátor. Olejové-transformátory sa vyvíjali viac ako storočie, odkedy bol minerálny olej prvýkrát predstavený na ochranu izolácie experimentálnymi transformátormi začiatkom roku 1885 a stále predstavujú viac ako 60 percent celosvetového trhu výkonových transformátorov. Prečo si tento druh zariadení s olejom ako izoláciou a chladiacim médiom udržiava nezastupiteľnú vedúcu pozíciu pri vzniku nových produktov, ako je suchý{12}}transformátor? Aby sme našli odpoveď na túto otázku, musíme začať od jeho štrukturálneho princípu, výkonnostných výhod a širokých aplikačných scenárov.
Aby sme pochopili základolejový-transformátorv prvom rade si uvedomujú dvojitú hlavnú úlohu transformátorového oleja.Výkonové transformátory-ponorné v olejipoužívajte minerálny olej alebo syntetický olej ako hlavné izolačné a chladiace médium a podstatou konceptu dizajnu je použitie rovnakého média na realizáciu dvoch odlišných funkcií. Na jednej strane má transformátorový olej vynikajúci elektrický izolačný výkon a dielektrickú pevnosť oveľa vyššiu ako vzduch, čo môže účinne izolovať vysokonapäťové vinutie od vinutia nízkeho napätia, zabrániť poruche oblúka a zabezpečiť vysokú úroveň napätia v obmedzenom priestore. Na druhej strane vysoká merná tepelná kapacita oleja z neho robí účinné médium na odvádzanie tepla. Keď jadro a vinutie vytvárajú teplo v dôsledku prechádzajúceho prúdu, teplo sa najskôr prenesie do okolitého transformátorového oleja, hustota oleja sa po zahriatí zvýši a teplo sa tepelnou konvekciou prenesie do steny nádrže a chladiča a potom sa vyžaruje do vonkajšej atmosféry. Ak si vezmeme ako príklad štandardný olejový- transformátor S13, oblasť odvádzania tepla z vlnitej olejovej nádrže je presne navrhnutá tak, aby spĺňala požiadavky na chladenie vo väčšine pracovných podmienok bez použitia ďalších ventilátorov.
Z konštrukčného zloženia možno kompletnú súpravu transformátora -ponoreného do oleja opísať ako „päť špinavých častí“. Hlavné telo tela transformátora pozostáva zo železného jadra laminovaného plechmi z kremíkovej ocele s vysokou priepustnosťou, nízkonapäťového a vysokonapäťového vinutia-vinutého medenou fóliou alebo medeným vodičom a kompozitného izolačného systému z olejového-papiera zloženého z izolačnej lepenky, káblového papiera a transformátorového oleja. Kryt je precízna zváraná nádrž transformátora, ktorá úplne obklopuje telo transformátora. Okolo tohto jadra je tiež nakonfigurovaný rad kľúčových doplnkov: olejový konzervátor sa používa na kompenzáciu expanzie a kontrakcie izolačného oleja v dôsledku zmeny teploty; respirátor filtruje vzduch vstupujúci do olejového konzervátora cez absorbér vlhkosti, aby sa zabránilo vniknutiu vlhkosti; plynové relé monitoruje rýchlosť prietoku oleja v reálnom čase a v prípade internej poruchy vysiela poplašný signál; tlakový poistný ventil rýchlo uvoľní tlak, keď sa vnútorný tlak v olejovej nádrži abnormálne zvýši, aby sa zaistila bezpečnosť zariadenia; chladič a chladič vykonávajú úlohu výmeny tepla podľa rôznych režimov chladenia (prirodzené chladenie, chladenie s núteným obehom vzduchu alebo chladenie s núteným obehom oleja). Spoločne táto sada interoperabilných komponentov predstavuje balík, ktorý môže dlhodobo stabilne fungovať v drsnom vonkajšom prostredí.
Aký je podstatný rozdiel medzi olejovým -transformátorom s ponorením a suchým{1}} transformátorom, ktorý sa v posledných rokoch stáva čoraz obľúbenejším medzi mnohými typmi transformátorov? Zásadný rozdiel spočíva v rozdiele medzi izoláciou a chladiacim médiom: transformátory suchého -typu používajú pevnú izoláciu (napr. epoxidovú živicu) a vzduch ako chladiace médium, zatiaľ čo transformátory ponorené do oleja- používajú tekutý izolačný olej. Takéto rozdiely v médiu priamo vedú k rôznym výkonnostným rozdielom. Pokiaľ ide o kapacitu odvádzania tepla, olejové-transformátory sú schopné vydržať vyššiu hustotu zaťaženia a udržiavať stabilnú prevádzku pri dlhodobom-plnom{10}}zaťažení vďaka vynikajúcej tepelnej vodivosti olejového média, zatiaľ čo transformátory suchého{11}}typu sú obmedzené tepelnou vodivosťou pevných izolačných materiálov, takže odvod tepla je zvyčajne relatívne obmedzený a dodatočné chladiace systémy sú zvyčajne potrebné. Pokiaľ ide o odolnosť proti skratu, izolačné médium transformátora ponoreného do oleja-má vysokú odolnosť proti skratu, ktorá dokáže odolať väčšiemu skratovému prúdu bez poškodenia izolácie, čím sa výrazne zvyšuje bezpečnosť a spoľahlivosť systému v extrémnych poruchových podmienkach. Na úrovni nákladov, najmä pri špecifikácii veľkej kapacity a vysokého napätia, sú výrobné náklady olejového{15} transformátora vo všeobecnosti nižšie ako náklady na suchý{16}}typ transformátora s rovnakou kapacitou, čo z neho robí zrejmé výhody z hľadiska nákladovej výkonnosti. Okrem toho má olejový-transformátor počas prevádzky nízku hladinu hluku a izolačný olej hrá vyrovnávaciu úlohu medzi plechmi z kremíkovej ocele, vďaka čomu je zariadenie tichšie. Samozrejme, transformátory{20}}ponorné v oleji nie sú dokonalé - vyžadujú pravidelné odbery vzoriek izolačného oleja na kontrolu, monitorovanie opotrebovania oleja a včasné doplnenie alebo výmenu, riziká znečistenia životného prostredia v prípade úniku a vyššie štandardy požiarnej bezpečnosti. Stručne povedané, transformátor suchého{23}}typu je lepší z hľadiska požiarnej bezpečnosti a jednoduchej údržby, vhodný do interiéru a na miesta s vysokými požiadavkami na ochranu životného prostredia; Olejový-transformátor má však vynikajúcu účinnosť odvádzania tepla, odolnosť proti skratu, prispôsobivosť veľkej kapacity a komplexnú hospodárnosť, čo je vhodnejšie pre vonkajšiu-prevádzku s vysokým zaťažením.
Vzhľadom na tieto štrukturálne a technické výhody pokrýva úloha olejových{0}}transformátorov v energetických systémoch takmer celý reťazec od výroby až po spotrebu. Pokiaľ ide o výrobu energie, zintenzívnené{2}}transformátory v elektrárňach na ochranu vody, tepelných elektrárňach a jadrových elektrárňach zvýšia napätie na výstupe generátora z približne 10 kV na úroveň ultra{4}}vysokého napätia 200 kV, 500 kV alebo dokonca 1 000 kV, aby sa realizovali-}straty a prenos energie na veľkú vzdialenosť{{9}. Vo veľkom projekte, akým je vodná elektráreň Three Gorges, môže kapacita jedného 500 kV olejového{12}}transformátora dosiahnuť 334 MVA a plní kritickú úlohu prenosu takmer 7 miliónov kilowattov energie do strediska zaťaženia vzdialeného tisíce kilometrov. V prepojení na prenos energie olejový{16}}transformátor používaný v UHV AC linke realizuje dynamickú úpravu napätia prostredníctvom -prepínača odbočiek záťaže{18}} a rozsah odberu môže dosiahnuť plus alebo mínus 20 %, čo môže udržiavať stabilitu napätia prijímacieho terminálu v reálnom čase podľa kolísania zaťaženia elektrickej siete. Pri vstupe do distribučnej úrovne 10kV olejový{22}}distribučný transformátor zníži vysoké napätie na 400V extra{24}}nízke napätie a priamo napája závod, komerčné budovy a obytné oblasti. Nová generácia olejového-distribučného transformátora, ktorý predstavuje vysokoúčinný energeticky{28}úsporný transformátor S13, má v porovnaní s tradičným transformátorom S9 o viac než 28 % zníženú stratu záťaže o viac ako 28 % a stratu záťaže o 15 %, čo môže znížiť množstvo emisií uhlíka pri ročnej prevádzke. V priemyselnej oblasti sa odvetvia s vysokou spotrebou energie, ako je tavenie ocele, petrochemický priemysel a veľké bane, spoliehajú aj na stabilné napájanie olejových-transformátorov na reguláciu napätia a prúdu v zložitých elektrických podmienkach. Okrem toho, pri rozsiahlej-výstavbe nových energetických projektov, ako je výroba fotovoltaickej energie, výroba veternej energie a elektráreň na skladovanie energie, hrá olejový{37}}transformátor tiež kľúčovú úlohu pri zvyšovaní a zhromažďovaní, lokálnej modernizácii decentralizovanej energie na úroveň stredného napätia{38}}a jej privádzaní do elektrickej siete.
Samozrejme, žiadne zariadenie nemožno oddeliť od určitej podpory údržby a dlhodobá{0}}spoľahlivá prevádzka olejového-transformátora tiež potrebuje vytvoriť štandardný systém údržby. Počas dennej hliadky musí strážnik skontrolovať, či sa na tesnení krytu nachádza stopa úniku oleja, či je indikácia hladiny oleja v primeranom rozsahu 1/4 až 3/4 ukazovateľa oleja, a zaznamená hornú teplotu oleja -, počas normálnej prevádzky nesmie prekročiť 85 stupňov a musí byť kontrolovaná do 95 stupňov pri podmienkach extrémneho zaťaženia. Riadenie kvality oleja je jadrom údržby: každý rok sa musí vykonať odber vzoriek na skúšku odolnosti voči napätiu, skúšku dielektrického stratového činiteľa a skúšku hodnoty kyslosti. Ak prierazné napätie výrazne klesne alebo celkový obsah uhľovodíkov prekročí normu, olej sa prefiltruje alebo sa nahradí novým olejom. Pri dopĺňaní izolačného oleja pridajte produkty rovnakej značky a kvality ako pôvodné vybavenie a po doplnení oleja nechajte vzduchové bubliny niekoľko hodín, inak zvyškové vzduchové bubliny výrazne znížia pevnosť izolácie. Okrem toho sa každých pol roka vykoná skúška izolačného odporu, každý rok sa vykoná chromatografická analýza rozpusteného plynu v oleji, aby sa posúdilo, či došlo k čiastočnému vybitiu alebo prehriatiu, a každých päť až desať rokov sa vykoná generálna oprava zaveseného jadra a výmena starnúcich častí, čo je štandardná prax na zabezpečenie toho, aby zariadenie dosiahlo projektovanú životnosť (zvyčajne tri až štyri roky).
Technologický vývoj sa v oblasti olejových{0}}transformátorov nikdy nezastavil. V posledných rokoch tento priemysel urobil veľa prelomov v úsporách energie a ochrane životného prostredia. Nová materiálová technológia, ktorú predstavuje jadro z amorfnej zliatiny železa, znižuje stratu bez zaťaženia transformátora o približne 60 % v porovnaní s tradičnými výrobkami zo železného plechu z kremíkovej ocele a čoraz častejšie sa používa pri transformácii elektrickej siete na vidieku a modernizácii distribúcie energie v mestách v Číne. Pokiaľ ide o izolačné médiá, niektorí výrobcovia vyvinuli nové transformátory ponárané do oleja-priaznivé pre životné prostredie, ktoré namiesto tradičného minerálneho oleja používajú rastlinný olej (napríklad prírodnú esterovú izolačnú kvapalinu). Viac ako 98 % týchto rastlinných olejov pochádza z obnoviteľných surovín a miera biodegradácie za 21 dní presahuje 98 %. Dokonca ani v prípade havárií s únikom nedochádza k takmer žiadnemu znečisteniu pôdy a vodných útvarov. Rastlinný olej má medzitým bod vznietenia až 360 stupňov C, čo výrazne znižuje riziko požiaru, najmä v citlivých oblastiach, ako sú malebné miesta a vodné zdroje s prísnymi environmentálnymi požiadavkami. Z hľadiska inteligencie boli niektoré nové transformátory{15}}ponorné do oleja vybavené regulátorom teploty povrchu oleja a regulátorom teploty vinutia, ktorý podporuje výstup analógového signálu na diaľkové monitorovanie teploty oleja a stavu zaťaženia. Ochranné zariadenia, ako je plynové relé a tlakový poistný ventil, môžu byť tiež pripojené k terminálovému systému inteligentnej distribučnej siete, čím sa realizuje rýchla lokalizácia poruchy a automatické včasné varovanie. Z globálneho hľadiska veľkosť trhu s olejovými{18} transformátormi do roku 2024 presiahla 31,5 miliardy USD a očakáva sa, že do roku 2033 dosiahne takmer 5,6 miliardy USD, pričom zložené ročné tempo rastu sa udrží na úrovni 6:7 percent. Tento silný rastový trend hlboko odráža globálny rast dopytu po energii, zrýchlenú urbanizáciu a pokračujúci dopyt po zariadeniach z výstavby nových energetických systémov.
Pri pohľade na tradičný produkt olejového-transformátora z pohľadu pracovníkov zahraničného obchodu podnikov na výrobu transformátorov je vidieť, že nielenže nesie vývojovú akumuláciu energetických technológií za viac ako jedno storočie, ale neustále vydáva novú vitalitu pod pohonom nových materiálov, nových procesov a inteligencie. Keď komunikujete o výbere modelu so zahraničnými zákazníkmi, položenie týchto otázok môže pomôcť osobám s rozhodovacou právomocou objasniť, či je scenár napájania primárne vonku a je vystavený extrémnemu teplu alebo vlhkosti? Existuje v krivke zaťaženia nejaký dlhodobý-stav plného{3}}zaťaženia alebo dokonca krátkodobého-preťaženia? Sú dlhodobé{5}}zdroje na prevádzku a údržbu projektu dostatočné a či sú dostupné podmienky na pravidelnú kontrolu kvality oleja a údržbu? Ak je odpoveď na vyššie uvedené otázky kladná, olejový-transformátor môže byť cenovo najvýhodnejšou-odpoveďou. Možno nie je taký „čistý a ekologický-priateľský“ ako suchý-transformátor, ale vďaka vynikajúcemu odvodu tepla a overenej spoľahlivosti zaujal v napájacom systéme obrovské miesto. Pre prevádzkovateľov sietí, priemyselných používateľov a nových investorov do energie na celom svete je výber olejových{12}}transformátorov v podstate storočím-overené, nákladovo{14}}efektívne energetické riešenie.
