لماذا لا تزال المحولات المملوءة بالزيت هي المهيمنة في شبكات الطاقة؟

على الرغم من ظهور تقنيات بديلة ، المحولات التي تم استيعابها للنفط استمر في أن تكون الخيار السائد لشبكات نقل الطاقة والتوزيع عالية الجهد على مستوى العالم. ينبع معدل انتشارهم الدائم من التقاء المزايا الفنية الراسخة ، والموثوقية التشغيلية ، والعوامل الاقتصادية المضمنة بعمق في هندسة نظام الطاقة.

1.
يعزز التصميم الأساسي للمحولات التي يتم إرفاقها بالزيت الزيت المعدني العازلة (أو بشكل متزايد ، السوائل القائمة على الإستر بشكل متزايد) باعتبارها عازلًا كهربائيًا ومبردًا. يؤدي هذا السائل عدة وظائف مهمة:

قوة العزل الكهربائي الفائقة: يوفر الزيت قوة عازلة أعلى بكثير من الهواء ، مما يسمح بتصميمات أكثر إحكاما وتصنيفات الجهد العالي داخل بصمة مادية يمكن التحكم فيها. هذا أمر بالغ الأهمية لمعدات نقل الجهد العالي.

تبديد الحرارة الفعال: تولد المحولات الحرارة بسبب الخسائر الأساسية (التباطؤ وتيارات الدوامة) وفقدان الحمل (خسائر I2R في اللفات). يمتص الزيت بشكل فعال هذه الحرارة من اللفات والنواة. الحمل الحراري الطبيعي أو الدورة الدموية القسرية (المشجعين والمضخات) ثم ينقل الحرارة إلى المشعات الخارجية أو المبادلات الحرارية ، مما يدير درجات حرارة التشغيل بشكل فعال. هذا التبريد الفعال يعزز مباشرة العمر ويحافظ على الأداء تحت الحمل.

الحماية والحفظ: حمام الزيت يحمي العزل الورقي القائم على السليلوز (المستخدم على اللفات وبين الطبقات) من الأكسدة ودخول الرطوبة ، مما يبطئ بشكل كبير تدهوره. يساعد النفط أيضًا في إطفاء أحداث الانحناء الداخلية البسيطة.

2. متانة مثبتة وحياة طويلة:
عقود من الهندسة الصارمة ، والتصنيع الموحد (التي تحكمها معايير مثل IEEE C57.12.00 ، IEC 60076) ، وتجربة ميدانية واسعة النطاق قد شحذ المحولات التي تعرضت للنفط إلى أصول قوية وموثوقة بشكل استثنائي.

المتانة: تم تصميمها لتحمل الظروف البيئية الصعبة ، والضغوط الكهربائية (بما في ذلك الدوائر القصيرة) ، وركوب الدراجات الحرارية على مدار عقود. تتراوح حياة التصميم النموذجية بين 25 إلى 40 عامًا أو أكثر ، حيث تتجاوز العديد من الوحدات التوقعات مع الصيانة المناسبة.

الصيانة الفهم جيدًا: يمكن مراقبة حالة كل من الزيت وعزل الورق بفعالية من خلال تقنيات تشخيصية راسخة مثل تحليل الغاز الذائب (DGA) ، تحليل الفوران ، قياس الرطوبة في الزيت ، واختبار كهربائي منتظم. هذا يسمح للصيانة التنبؤية والقرارات المستنيرة بشأن تمديد الحياة أو الاستبدال.

3. المزايا الاقتصادية في الحجم والتصنيع:
يترجم نضج تكنولوجيا المحولات المحولات التي تعاني من النفط إلى فوائد اقتصادية كبيرة ، وخاصة للتطبيقات ذات الطاقة العالية:

فعالية من حيث التكلفة للتصنيفات المرتفعة: بالنسبة لمحولات الطاقة الكبيرة (LPTs) ومحولات التوزيع المتوسطة الحجم ، تكون التكلفة لكل KVA أقل عمومًا من البدائل من النوع الجاف ، وخاصة في مستويات الجهد والطاقة الأعلى. يتم تحسين المواد (الصلب والنحاس والزيت والسليلوز) وعمليات التصنيع للإنتاج ذو الحجم الكبير.

سلسلة التوريد الموضحة: توجد سلسلة توريد عالمية شاسعة للمواد والمكونات ومعدات التصنيع المتخصصة المطلوبة للمحولات التي تم إدراكها للنفط. هذا يضمن التوافر والتسعير التنافسي.

الإصلاح والتجديد: تمتلك الصناعة خبرة عميقة ومرافق راسخة لإصلاح وحدات الإشارة إلى النفط وتجديدها ، وغالبًا ما تمدد عمرها المفيد فعليًا مقارنة بالاستبدال الكامل.

4. التعامل مع كثافات الطاقة العالية:
في التطبيقات التي تتطلب كثافة طاقة عالية للغاية-خاصة في محطات النقل المحطات المحطات التي يمكن تقييدها للمساحة-تصاميم التصميمات التي تتفوق على الزيت. تتيح كفاءة التبريد الفائقة للسائل معالجة المزيد من الطاقة داخل حجم مادي أصغر من بدائل تبريد الهواء (من النوع الجاف) المصنفة لنفس الجهد والطاقة.

معالجة التحديات والمناظر الطبيعية المستقبلية:
من المسلم به أن المحولات التي تم استخلاصها من النفط تمثل تحديات ، فيما يتعلق بحماية البيئة والسلامة من الحرائق في المقام الأول:

المخاوف البيئية: يمكن أن تشكل التسريبات أو الانسكابات من الزيت المعدني مخاطر بيئية. وقد دفع هذا اعتماد المزيد من السوائل القابلة للتحلل الحيوي ، وتقنيات ختم الخزانات المحسنة ، واللوائح الصارمة للاحتواء (السدود ، أحواض مستجمعات المياه).

خطر الحريق: الزيت المعدني قابل للاشتعال. تشمل استراتيجيات التخفيف استخدام سوائل أقل قابلية للاضطراب (السيليكون ، والاسترات) ، وتركيب أنظمة قمع الحرائق ، وتنفيذ بروتوكولات السلامة الصارمة ، والفصل المادي داخل المحطات الفرعية.

في حين أن المحولات الجافة من النوع الجاف والتقنيات البديلة مثل الوحدات المعزولة عن الغاز SF6 قد وجدت منافذ مهمة ، وخاصة في الداخل ، في المناطق الحضرية ، أو لتطبيقات الطاقة المنخفضة المحددة ، فإنها لم تشرف على المحولات التي تربطها الزيت في تطبيقات الشبكة الأساسية. عادة ما تواجه الأنواع الجافة قيودًا في تصنيف الجهد (وخاصة أعلى من 35 كيلو فولت) وتصنيف الطاقة مقارنة بالوحدات المملوءة بالزيت ، ويمكن أن تكون أكبر جسديًا وأقل كفاءة لنفس التقييمات. الصيانة ، وفعالية التكلفة ، وخاصة للتطبيقات عالية الجهد والطاقة العالية. قامت عقود من التحسين المستمر بتحسين تصميمها وتصنيعها وتشغيلها. في حين أن الاعتبارات البيئية والسلامة تدفع الابتكار المستمر في تكنولوجيا السوائل واحتواءها ، وتستمر التقنيات البديلة في التطور لحالات الاستخدام المحددة ، فإن المزيج الفريد من العزل والتبريد والمتانة والاقتصاد يضمن أن المحولات التي تضعفها الزيت لا تنسى من العملات غير الضرورية للمعالجة العالمية للسلطة العالمية. .