Den isolerende oljen sirkulerer stille inne i transformatoren, og den synergistiske utformingen av høy-effektive silisiumstålplater og kjøleoljekanaler konverterer tap av elektrisk energi til subtil varmespredning. En ny- energieffektiv transformator sparer nok strøm hvert år til å drive dusinvis av husholdninger i ett år.
Transformatorolje, gjennom sine utmerkede kjøle- og isolasjonsegenskaper, reduserer ingen-last og belastningstap direkte under transformatordrift. Nye-generasjons transformatorer som bruker høy-effektive silisiumstålplater og optimaliserte kjernestrukturer har ingen-lasttap som er 35 % til 45 % lavere i gjennomsnitt enn tidligere generasjoner, og belastningstap som er 20 % til 30 % lavere i gjennomsnitt.
Den nye nasjonale standarden GB 20052-2020 stiller høyere krav til energieffektiviteten til krafttransformatorer, og fremmer nivå 1 og nivå 2 høye-energisparende transformatorer som hovedstrøm i markedet.
01 Kjerne for energieffektivitet
Transformatorolje spiller en dobbel kritisk rolle i kraftutstyr. Som et isolerende medium beskytter det viklingene og kjernen mot elektrisk sammenbrudd; som kjølevæske overfører den kontinuerlig varmen som genereres under drift til det ytre miljøet.
Denne doble funksjonen bestemmer direkte energieffektiviteten til transformatoren, spesielt under lang-drift og tunge belastningsforhold.
Energieffektiviseringen av olje-nedsenkede transformatorer oppnås gjennom materialinnovasjon, strukturell optimalisering og intelligent drift og vedlikehold. For tiden bruker mer enn 80 % av transformatorene i kraftnettet olje-nedsenket design, hvorav de fleste er avhengige av naturlig oljesirkulasjonskjøling.
Denne designen balanserer effektivitet og pålitelighet, og blir bærebjelken i kraftsystemet.
02 Varmespredningsmekanisme
Kjøleeffektiviteten til transformatorolje er direkte relatert til energieffektiviteten til utstyret. Den isolerende oljen, gjennom termisk konveksjon og stråling, overfører varmen som genereres under transformatordrift fra kjernen og viklingene til oljetankveggen, og til slutt sprer den ut i den omkringliggende luften.
Olje-nedsenkede transformatorer bruker et unikt kjøledesign, som vanligvis reserverer dedikerte oljekanaler mellom viklingene, slik at den varme oljen kan stige naturlig, kjøles ned og deretter synke, og danner en kontinuerlig sirkulasjon.
For å forbedre varmeavledningseffektiviteten bruker moderne transformatorer forskjellige innovative design. Å øke antall oljekanaler kan øke kontaktområdet mellom oljen og luften; optimalisering av oljekanalutformingen kan unngå lokal overoppheting. Store transformatorer har også kjøleoljekanaler i kjernene for å sikre at varmen spres tilstrekkelig av den sirkulerende oljestrømmen.
03 Materialsynergi
Den høye energieffektiviteten til transformatorolje er uatskillelig fra dens synergistiske arbeid med andre avanserte materialer. Moderne høy-transformatorer bruker høy-kvalitet kald-valset korn-orientert silisiumstål som kjernemateriale. Dette materialet har høy magnetisk permeabilitet, høy resistivitet og lavt virvelstrømtap.
Høyeffektive silisiumstålplater har vanligvis tynnere tykkelser og mer optimalisert kornorientering, noe som lar magnetisk fluks flyte jevnere inne i kjernen.
Utformingen av kjernestrukturen er også nøye optimalisert, ved å bruke fler-skjøter og fullstendig gjæringsskjøter for å sikre at den magnetiske fluksretningen er på linje med kornorienteringen til silisiumstålplatene.
Transformatorviklingene er laget av ledninger med høy-renhet og lav-motstand, noe som reduserer motstandstap under strømoverføring. Den synergistiske effekten av disse materialene med transformatorolje forbedrer samlet den generelle energieffektiviteten til utstyret.
04 Tapskontroll
Energitap under transformatordrift er hovedsakelig delt inn i tom-lasttap og lasttap. Ingen-lasttap refererer til energiforbruket når transformatoren er koblet til strømforsyningen, men uten belastning, hovedsakelig forårsaket av hysterese og virvelstrømeffekter i kjernen.
Lasttap er relatert til kraften som overføres av transformatoren og varierer med laststørrelsen.
Den nye generasjonen energieffektive-transformatorer har gjort betydelige fremskritt når det gjelder tapskontroll. Med en vanlig 800kVA-transformator som eksempel, har S20-typen et totalt tap på 6630W, mens forrige generasjons S11-type nådde 10380W, og sparte 3750W strøm per time.
Etter implementeringen av den nye nasjonale standarden GB 20052-2020, har energieffektivitetskravene for krafttransformatorer blitt ytterligere forbedret. Nivå 1 energieffektivitetsprodukter har 30 % lavere tomgangstap og 15 % lavere belastningstap sammenlignet med nivå 3 energieffektive produkter.
05 Miljøtrender
Med økende miljøkrav utvikler transformatorolje seg i en mer miljøvennlig retning. Naturlig esterisolasjonsolje dukker opp som en erstatning for mineralolje. Dette isolasjonsmediet utvunnet fra planter er biologisk nedbrytbart, har et flammepunkt på opptil 360 grader, noe som reduserer brannrisiko og miljøfarer betydelig. Gaoxiang-transformatorstasjonen i Wuxi, Jiangsu-provinsen, har satt i drift verdens første 110 kV naturlige esteroljetransformator, og har bidratt til opprettelsen av en null-karbontransformatorstasjon.
Denne miljøvennlige transformatoren bruker ikke bare naturlig esterolje, men vurderer også karbonreduksjon gjennom hele produktets livssyklus, inkludert bruk av ikke-fossile energikilder. Kraftindustrien bruker produktsertifiseringsmetoder for å identifisere og evaluere energispareindikatorer-, og kvalifiserte energisparende produkter kan merkes med en "energi-spare"-sertifiseringsetikett.
Med utviklingen av energieffektiviseringsplanen for transformatorer er det planlagt at andelen høy-energisparende-transformatorer i drift skal øke med 10 % innen 2023, og andelen nylig lagt til høy-energisparende-transformatorer vil nå over 75 % det året.
Den første 110 kV «null-karbon» transformatorstasjonen i Kina har tatt i bruk naturlige esteroljetransformatorer, hvis isolasjonsmedium kommer fra fornybare planteekstrakter, med et flammepunkt omtrent 150 grader høyere enn tradisjonell mineralolje.
Kraftnettselskaper erstatter gradvis gamle transformatorer med nye-energieffektive modeller, og ledningstapet i enkelte områder har sunket fra 6,2 % til 4,8 %. Når natten faller på og byen lyser opp, fortsetter disse transformatorene nedsenket i isolerende olje å fungere, og leverer strøm med høyere energieffektivitet til hvert hjørne som trenger lys.
