目錄
前言 區(qū)別
發(fā)展歷程 發(fā)展?fàn)顩r
好處 特點(diǎn)
結(jié)論
前言
尼古拉? 特斯拉發(fā)明變壓器以來，變壓器的功能、結(jié)構(gòu)、用材變化是很少的，它始終是圍繞電的升壓和降壓而設(shè)計(jì)的，很少有人考慮變壓器及其用材對(duì)環(huán)境產(chǎn)生負(fù)面影響這個(gè)問題，直到20世紀(jì)80年代以天然酯絕緣變壓器為代表的綠色變壓器出現(xiàn)，變壓器在設(shè)計(jì)理念上才出現(xiàn)了革命性的變化，即變壓器除了用來高效率地升降電壓，它還必須對(duì)環(huán)境友好，真正意義上的綠色變壓器出現(xiàn)了。
在天然酯絕緣變壓器等綠色變壓器出現(xiàn)以前，配電變壓器一般分為油浸式和干式。在我國(guó)電網(wǎng)領(lǐng)域95%都是油浸式變壓器，在工業(yè)領(lǐng)域60%以上也是油浸式。這兩種變壓器具有生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，技術(shù)成熟，過負(fù)荷能力強(qiáng)，價(jià)格便宜等特點(diǎn)，但這兩種變壓器目前應(yīng)用的絕緣材料，其環(huán)境影響較大，它們既代表了過去變壓器的典型型態(tài)，也代表了工業(yè)時(shí)代人們的設(shè)計(jì)理念，即追求工業(yè)產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)性、功能性和可規(guī)模生產(chǎn)的特性，而忽視其對(duì)環(huán)境的影響。
中國(guó)電力網(wǎng)將通過礦物油變壓器和天然酯絕緣變壓器的比較，來看看目前傳統(tǒng)的變壓器和最新綠色變壓器的區(qū)別：
1、 礦物油變壓器的環(huán)保性與安全性
目前配電變壓器絕緣介質(zhì)基本上是礦物油，礦物油雖便宜，但有以下缺點(diǎn)：
1)易燃性：礦物油變壓器在防火和防爆方面有明顯缺陷，特別是大型電力變壓器，有些省還要求必須配置充氮滅火裝置。
2)對(duì)環(huán)境不友好：變壓器泄露出來的礦物油處理起來非常耗費(fèi)人力和物力，處理不當(dāng)會(huì)對(duì)土壤和水造成污染。
3)回收成本高、回收難度高：由于礦物質(zhì)油需要專業(yè)設(shè)備、專業(yè)的回收流程和專業(yè)人才才能保證其無害地再利用，而有些回收的企業(yè)管理和技術(shù)工藝差，會(huì)造成礦物油的泄露而造成二次污染。
4)發(fā)生事故補(bǔ)救成本高：礦物油運(yùn)動(dòng)粘度低，易滲透，容易波及水庫(kù)，降解緩慢，泄露溢出補(bǔ)救成本高;
2、代酯類絕緣油變壓器發(fā)展歷程
20世紀(jì)80年代酯類絕緣油開始出現(xiàn)，分為合成酯和天然酯。合成酯是由有機(jī)母體通過化學(xué)方法合成，合成酯成本高，只能用在一些特殊場(chǎng)合;而天然酯由農(nóng)產(chǎn)品得到已經(jīng)發(fā)展成熟，成本上和性能上都適合做絕緣介質(zhì),目前市場(chǎng)上有FR3和BIOTEMP等天然酯，F(xiàn)R3是大豆提煉的，BIOTEMP是葵花籽提煉的。
天然酯絕緣變壓器目前發(fā)展?fàn)顩r：
-超過100萬臺(tái)天然酯絕緣變壓器在全世界運(yùn)行;
-25,000臺(tái)大中型天然酯絕緣變壓器;
-5000臺(tái)室內(nèi)天然酯絕緣變壓器;
-5000個(gè)變電站使用天然酯絕緣變壓器;
-15,000臺(tái)變壓器更換了天然酯;
-超過100家供應(yīng)商具有供應(yīng)天然酯的供應(yīng)能力;
-超過100家變壓器生產(chǎn)廠正在使用和促進(jìn)該技術(shù);
應(yīng)用在420kV電壓以上的變壓器上的經(jīng)驗(yàn)：
-天然酯絕緣500kV變壓器已經(jīng)通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證;
-德國(guó)西門子制造的420kV天然酯絕緣變壓器已經(jīng)于2013年上電網(wǎng)運(yùn)行;
-巴西500kV天然酯絕緣變壓器已經(jīng)應(yīng)用在 ELECTRONORTE輸電項(xiàng)目;
-美國(guó)農(nóng)墾局345kV天然酯絕緣變壓器輸電項(xiàng)目;
-墨西哥400kV變壓器更換天然酯項(xiàng)目。
天然酯在中國(guó)的發(fā)展; font-family: 'PingFang SC', Arial, 微軟雅黑, 宋體, simsun, sans-serif; line-height: 30px; text-indent: 0px;">-中國(guó)第一條年產(chǎn)300噸的植物絕緣油生產(chǎn)線已經(jīng)建立;
-《國(guó)家重點(diǎn)推廣的低碳技術(shù)目錄》2017年低碳部分將變壓器用植物絕緣油生產(chǎn)技術(shù)列入。
-2015年8月工信部、質(zhì)檢總局、發(fā)改委聯(lián)合印發(fā)《配電變壓器能效提升計(jì)劃》，明確將植物絕緣油變壓器列為推廣的配電變壓器新技術(shù)產(chǎn)品;
-植物油變壓器已在陜西省投運(yùn)100余臺(tái)，河南省于2015年招標(biāo)60臺(tái)。
3、天然酯絕緣變壓器的好處
1)環(huán)境友好
-由可再生資源制造,98%的成分為植物油;
-不含有害成分;不含任何石油、鹵素、聚硅酮及硫成分;
-沒有毒性和危險(xiǎn)性：通過OECD口服及水生毒性實(shí)驗(yàn)曾發(fā)布測(cè)定急性經(jīng)口毒性試驗(yàn)方法);
-可完全降解：根據(jù)環(huán)境保護(hù)機(jī)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)，F(xiàn)R3可在28天內(nèi)完全降解泄露補(bǔ)救成本低，無污染
-天然酯泄露后無毒性，滲透速度慢，可完全降解，泄露溢出補(bǔ)救成本低，對(duì)水和土壤無污染;
3)防護(hù)安全性大幅提升
-天然脂油燃點(diǎn)是360度，而礦物油是160度，合成酯是310度。用天然脂油絕緣介質(zhì)做的變壓器到目前為止沒有起火記錄;和礦物油相比，天然酯油不易揮發(fā)，燃燒時(shí)產(chǎn)生的氣體少，產(chǎn)生的壓力也比較小，可以減少產(chǎn)生高能量電弧故障，減少爆炸和相關(guān)附帶損害風(fēng)險(xiǎn)。它被點(diǎn)燃時(shí)間長(zhǎng)，燃燒只產(chǎn)生氧和水，對(duì)環(huán)境沒有損害。下圖為在美國(guó)做的實(shí)驗(yàn)，天然酯和礦物質(zhì)油燃燒時(shí)的不同情景。
天然酯和礦物質(zhì)油燃燒時(shí)的不同情景
-FM許可及UL認(rèn)可;可以用在室內(nèi)，可以省去噴淋系統(tǒng)和防火墻;減少了建筑物之間的間距;
4)合理選型讓用戶節(jié)省成本，使運(yùn)行替換操作更具靈活性
-在保持額定運(yùn)行容量前提下，可以購(gòu)買額定容量更小的變壓器;
-在維持相同負(fù)載能力的條件下，優(yōu)化設(shè)計(jì)的變壓器體積更小;
5)良好的耐熱性能提高了設(shè)備過載能力和延長(zhǎng)了設(shè)備壽命
-現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)熱點(diǎn)限值為110度;線圈溫升限值65K,這限制了變壓器的負(fù)載能力，而由ENVIROTEMP和FR3組成的絕緣系統(tǒng)可以耐受比標(biāo)準(zhǔn)高20度的高溫而且壽命不受影響;
-使用了天然脂油絕緣系統(tǒng)的變壓器更小而且具有相同或更強(qiáng)的過載能力;
-已有的變壓器升級(jí)改造可以提高其過載能力;
6)可延長(zhǎng)絕緣系統(tǒng)壽命5-8倍
與礦物油相比，天然酯絕緣系統(tǒng)壽命延長(zhǎng)5-8倍;EATON-COOPER POWER SYSTEM在2011年配電變壓器壽命分析報(bào)告中指出：保守估計(jì)天然酯絕緣變壓器僅延長(zhǎng)兩年的壽命，20年內(nèi)就可產(chǎn)生1920萬美元的凈收益，每年變壓器的替換量減少17%;
7)優(yōu)秀的耐潮能力
天然酯與礦物油相比，在各個(gè)溫度下具有極高的水飽和度，在正常運(yùn)行環(huán)境下，天然酯的水飽和度是一般礦物油的5-8倍，天然酯絕緣系統(tǒng)中，紙的水分要小于礦物油紙的水分。
天然酯絕緣油特點(diǎn)
結(jié)論
通過上面的比較可以看出天然酯絕緣變壓器除了環(huán)保性，還具備更多的優(yōu)點(diǎn)，它與當(dāng)前普通的礦物油變壓器最本質(zhì)的區(qū)別就是它在設(shè)計(jì)階段考慮了變壓器基本功能以外還充分考慮了變壓器的環(huán)保特性，它的優(yōu)越性是原有變壓器無法比擬的，它是人類在經(jīng)過漫長(zhǎng)的工業(yè)革命后對(duì)工業(yè)與環(huán)境進(jìn)行了深刻反思后產(chǎn)生的新一代產(chǎn)品，即綠色產(chǎn)品。
綠色產(chǎn)品是人類歷史上繼工業(yè)革命后的又一次革命，就變壓器而言，綠色變壓器與特斯拉發(fā)明的“工業(yè)變壓器”的最大差別就是前者深刻地考慮了工業(yè)產(chǎn)品與環(huán)境的關(guān)系并進(jìn)行了針對(duì)性的設(shè)計(jì)和選材從而能夠讓人類和自然和諧地相處并合理發(fā)展。當(dāng)然，除了這里提到的天然酯絕緣變壓器，類似的綠色變壓器產(chǎn)品還包括但不限于合成酯絕緣變壓器、使用NOMEX絕緣紙的敞開式變壓器、立體卷鐵心變壓器等充分考慮了環(huán)境影響的各種綠色變壓器。
這些綠色產(chǎn)品代表了人類工業(yè)文明的未來方向。未來的時(shí)代是綠色的時(shí)代。
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