เหตุใดหม้อแปลงไฟฟ้าที่ใช้น้ำมันจึงยังคงโดดเด่นในกริดพลังงาน?

แม้จะมีเทคโนโลยีทางเลือกเกิดขึ้น หม้อแปลงไฟฟ้าที่ใช้น้ำมัน ยังคงเป็นตัวเลือกที่โดดเด่นสำหรับเครือข่ายการส่งพลังงานและการกระจายแรงดันสูงทั่วโลก ความชุกที่ยั่งยืนของพวกเขาเกิดจากการบรรจบกันของข้อได้เปรียบทางเทคนิคที่ได้รับการยอมรับเป็นอย่างดีความน่าเชื่อถือในการดำเนินงานและปัจจัยทางเศรษฐกิจที่ฝังลึกอยู่ในวิศวกรรมระบบพลังงาน

1. ฉนวนกันความร้อนที่ไม่มีใครเทียบและประสิทธิภาพการระบายความร้อน:
การออกแบบพื้นฐานของหม้อแปลงไฟฟ้าที่ใช้น้ำมันใช้ประโยชน์จากน้ำมันแร่อิเล็กทริก (หรือของเหลวเอสเตอร์ที่ติดไฟน้อยกว่า) เป็นทั้งฉนวนไฟฟ้าและสารหล่อเย็น ของเหลวนี้ทำหน้าที่สำคัญหลายอย่าง:

ความแข็งแรงของอิเล็กทริกที่เหนือกว่า: น้ำมันให้ความแข็งแรงของอิเล็กทริกที่สูงกว่าอากาศอย่างมีนัยสำคัญทำให้สามารถออกแบบขนาดกะทัดรัดได้มากขึ้นและการจัดอันดับแรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้นภายในรอยเท้าทางกายภาพที่จัดการได้ นี่เป็นสิ่งสำคัญยิ่งสำหรับอุปกรณ์ส่งสัญญาณแรงดันสูง

การกระจายความร้อนที่มีประสิทธิภาพ: หม้อแปลงสร้างความร้อนเนื่องจากการสูญเสียหลัก (hysteresis และกระแสวน) และการสูญเสียโหลด (การสูญเสีย I2R ในขดลวด) การหมุนเวียนน้ำมันจะดูดซับความร้อนนี้จากขดลวดและแกนกลางได้อย่างมีประสิทธิภาพ การพาความร้อนตามธรรมชาติหรือการไหลเวียนบังคับ (พัดลมปั๊ม) จากนั้นถ่ายโอนความร้อนไปยังหม้อน้ำภายนอกหรือเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนจัดการอุณหภูมิการทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ การระบายความร้อนที่มีประสิทธิภาพนี้ช่วยเพิ่มอายุการใช้งานโดยตรงและรักษาประสิทธิภาพภายใต้การโหลด

การป้องกันและการเก็บรักษา: อ่างน้ำมันช่วยป้องกันฉนวนกระดาษที่ใช้เซลลูโลส (ใช้กับขดลวดและระหว่างชั้น) จากการออกซิเดชั่นและการเข้าสู่ความชื้นทำให้การเสื่อมสภาพของมันช้าลงอย่างมีนัยสำคัญ น้ำมันยังช่วยดับเหตุการณ์การเกิดขึ้นภายในเล็กน้อย

2. ความทนทานที่ได้รับการพิสูจน์แล้วและอายุการใช้งานที่ยาวนาน:
ทศวรรษของวิศวกรรมที่เข้มงวดการผลิตที่ได้มาตรฐาน (ควบคุมตามมาตรฐานเช่น IEEE C57.12.00, IEC 60076) และประสบการณ์ภาคสนามที่กว้างขวางได้เพิ่มหม้อแปลงน้ำมันที่ใช้น้ำมันในสินทรัพย์ที่แข็งแกร่งและเชื่อถือได้เป็นพิเศษ

ความทนทาน: พวกเขาได้รับการออกแบบมาเพื่อทนต่อสภาพแวดล้อมที่ต้องการความเครียดทางไฟฟ้า (รวมถึงการลัดวงจร) และการขี่จักรยานความร้อนมานานหลายทศวรรษ การออกแบบทั่วไปมีตั้งแต่ 25 ถึง 40 ปีขึ้นไปโดยมีหลายหน่วยเกินความคาดหวังด้วยการบำรุงรักษาที่เหมาะสม

การบำรุงรักษาที่เข้าใจดี: สภาพของน้ำมันและฉนวนกระดาษสามารถตรวจสอบได้อย่างมีประสิทธิภาพผ่านเทคนิคการวินิจฉัยที่ได้รับการยอมรับอย่างดีเช่นการวิเคราะห์ก๊าซที่ละลาย (DGA), การวิเคราะห์ Furan, การวัดความชื้นในน้ำมันและการทดสอบทางไฟฟ้าเป็นประจำ สิ่งนี้ช่วยให้การบำรุงรักษาทำนายและการตัดสินใจอย่างมีข้อมูลเกี่ยวกับการยืดอายุหรือการทดแทน

3. ข้อได้เปรียบทางเศรษฐกิจในระดับและการผลิต:
วุฒิภาวะของเทคโนโลยีหม้อแปลงน้ำมันที่ใช้น้ำมันแปลเป็นประโยชน์ทางเศรษฐกิจอย่างมีนัยสำคัญโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานที่ใช้พลังงานสูง:

ต้นทุน-ประสิทธิผลสำหรับการจัดอันดับสูง: สำหรับหม้อแปลงไฟฟ้าขนาดใหญ่ (LPTs) และหม้อแปลงการกระจายขนาดกลางค่าใช้จ่ายต่อ KVA โดยทั่วไปจะต่ำกว่าทางเลือกประเภทแห้งโดยเฉพาะอย่างยิ่งในระดับแรงดันไฟฟ้าและระดับพลังงานที่สูงขึ้น วัสดุ (เหล็ก, ทองแดง, น้ำมัน, เซลลูโลส) และกระบวนการผลิตได้รับการปรับให้เหมาะสมสำหรับการผลิตปริมาณสูง

ห่วงโซ่อุปทานที่จัดตั้งขึ้น: ห่วงโซ่อุปทานทั่วโลกที่กว้างใหญ่มีอยู่สำหรับวัสดุส่วนประกอบและอุปกรณ์การผลิตพิเศษที่จำเป็นสำหรับหม้อแปลงไฟฟ้าที่ใช้น้ำมัน สิ่งนี้ทำให้มั่นใจได้ถึงความพร้อมใช้งานและการกำหนดราคาที่แข่งขันได้

การซ่อมแซมและการปรับปรุง: อุตสาหกรรมมีความเชี่ยวชาญอย่างลึกซึ้งและสิ่งอำนวยความสะดวกที่จัดตั้งขึ้นสำหรับการซ่อมแซมและปรับปรุงหน่วยที่ใช้น้ำมันที่ใช้น้ำมันซึ่งมักจะขยายค่าใช้จ่ายที่มีประโยชน์อย่างมีประสิทธิภาพเมื่อเทียบกับการทดแทนอย่างสมบูรณ์

4. การจัดการความหนาแน่นพลังงานสูง:
ในแอปพลิเคชันที่ต้องการความหนาแน่นพลังงานสูงมากโดยเฉพาะอย่างยิ่งสิ่งสำคัญในสถานีย่อยส่งสัญญาณที่สามารถ จำกัด พื้นที่ได้ ประสิทธิภาพการระบายความร้อนที่เหนือกว่าของของเหลวช่วยให้สามารถจัดการพลังงานได้มากขึ้นภายในปริมาตรทางกายภาพที่เล็กกว่าทางเลือกที่ระบายความร้อนด้วยอากาศ (ประเภทแห้ง) ที่ได้รับการจัดอันดับสำหรับแรงดันไฟฟ้าและพลังงานเดียวกัน

จัดการกับความท้าทายและภูมิทัศน์ในอนาคต:
เป็นที่ยอมรับกันว่าหม้อแปลงไฟฟ้าที่ใช้น้ำมันนำเสนอความท้าทายส่วนใหญ่เกี่ยวกับการป้องกันสิ่งแวดล้อมและความปลอดภัยจากอัคคีภัย:

ความกังวลด้านสิ่งแวดล้อม: การรั่วไหลหรือการรั่วไหลของน้ำมันแร่อาจมีความเสี่ยงด้านสิ่งแวดล้อม สิ่งนี้ได้ผลักดันให้มีการใช้ของเหลวเอสเตอร์ที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพมากขึ้นเทคโนโลยีการปิดผนึกถังที่ดีขึ้นและกฎระเบียบที่เข้มงวดสำหรับการกักกัน (เขื่อน, อ่างกักเก็บน้ำ)

ความเสี่ยงจากไฟไหม้: น้ำมันแร่เป็นไวไฟ กลยุทธ์การบรรเทาผลกระทบรวมถึงการใช้ของเหลวที่ไม่ติดไฟน้อย (ซิลิโคน, เอสเทอร์), การติดตั้งระบบการปราบปรามไฟ, การใช้โปรโตคอลความปลอดภัยที่เข้มงวดและการแยกทางกายภาพภายในสถานีย่อย

ในขณะที่หม้อแปลงชนิดแห้งและเทคโนโลยีทางเลือกเช่นหน่วยฉนวนแก๊ส SF6 พบว่ามีช่องว่างที่สำคัญโดยเฉพาะในบ้านในเขตเมืองหรือสำหรับการใช้งานที่มีกำลังต่ำกว่าพวกเขายังไม่ได้แทนที่หม้อแปลงน้ำมันที่ใช้น้ำมันในการใช้งานแกนกลาง โดยทั่วไปแล้วประเภทของแห้งจะต้องเผชิญกับการจัดอันดับแรงดันไฟฟ้า (โดยเฉพาะสูงกว่า 35kV) และการจัดอันดับพลังงานเมื่อเทียบกับหน่วยที่ใช้น้ำมันและอาจมีขนาดใหญ่ขึ้นและมีประสิทธิภาพน้อยลงสำหรับการจัดอันดับเดียวกัน การบำรุงรักษาและความคุ้มค่าโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับแอพพลิเคชั่นแรงดันสูงและกำลังสูง ทศวรรษของการปรับแต่งอย่างต่อเนื่องได้ปรับการออกแบบการผลิตและการดำเนินงานให้เหมาะสม ในขณะที่การพิจารณาด้านสิ่งแวดล้อมและความปลอดภัยผลักดันนวัตกรรมอย่างต่อเนื่องในเทคโนโลยีและการบรรจุของเหลวและเทคโนโลยีทางเลือกยังคงพัฒนาต่อไปสำหรับกรณีการใช้งานเฉพาะการผสมผสานที่เป็นเอกลักษณ์ของฉนวนการระบายความร้อนความทนทานและเศรษฐศาสตร์ทำให้มั่นใจได้ว่าหม้อแปลงไฟฟ้าที่ใช้น้ำมัน