چرا ترانسفورماتورهای با نفت هنوز در شبکه های برق غالب هستند؟

با وجود ظهور فن آوری های جایگزین ، ترانسفورماتورهای نفتی همچنان به عنوان انتخاب غالب برای شبکه های انتقال قدرت و ولتاژ بالا در سطح جهان باشید. شیوع ماندگار آنها ناشی از تلاقی مزایای فنی تثبیت شده ، قابلیت اطمینان عملیاتی و عوامل اقتصادی است که عمیقاً در مهندسی سیستم برق تعبیه شده است.

1. عایق و عملکرد خنک کننده بی نظیر:
طراحی اساسی ترانسفورماتورهای ناشی از نفت ، روغن معدنی دی الکتریک (یا به طور فزاینده ، مایعات مبتنی بر استر کمتر با گاز) را به عنوان یک عایق الکتریکی و یک خنک کننده اعمال می کند. این مایع چندین عملکرد مهم را انجام می دهد:

استحکام دی الکتریک برتر: روغن استحکام دی الکتریک قابل توجهی بالاتر از هوا را فراهم می کند ، و این امکان را برای طرح های جمع و جور تر و رتبه بندی ولتاژ بالاتر در یک ردپای فیزیکی قابل کنترل فراهم می کند. این مهم برای تجهیزات انتقال ولتاژ بالا است.

اتلاف گرمای کارآمد: ترانسفورماتورها به دلیل تلفات هسته (هیسترزیس و جریانهای گرداب) و تلفات بار (تلفات I2R در سیم پیچ) گرما تولید می کنند. روغن گردش به طور موثری این گرما را از سیم پیچ و هسته جذب می کند. همرفت طبیعی یا گردش اجباری (فن ها ، پمپ ها) سپس گرما را به رادیاتورهای خارجی یا مبدل های حرارتی منتقل می کنند و به طور موثری دمای عملیاتی را مدیریت می کنند. این خنک کننده کارآمد به طور مستقیم طول عمر را تقویت می کند و عملکرد را تحت بار حفظ می کند.

حفاظت و حفظ: حمام روغن از عایق کاغذی مبتنی بر سلولز (که در سیم پیچ ها و بین لایه ها استفاده می شود) از اکسیداسیون و رطوبت محافظت می کند ، به طور قابل توجهی کاهش تخریب آن را کاهش می دهد. روغن همچنین به خاموش کردن حوادث جزئی قوس داخلی کمک می کند.

2. استحکام اثبات شده و عمر طولانی:
دهه های مهندسی دقیق ، تولید استاندارد (با استانداردهایی مانند IEEE C57.12.00 ، IEC 60076) و تجربه میدانی گسترده ، ترانسفورماتورهای نفتی را به دارایی های فوق العاده قوی و قابل اعتماد تبدیل کرده است.

دوام: آنها برای مقاومت در برابر شرایط محیطی ، فشارهای الکتریکی (از جمله مدارهای کوتاه) و دوچرخه سواری حرارتی در طی چند دهه طراحی شده اند. زندگی طراحی معمولی از 25 تا 40 سال یا بیشتر متغیر است و بسیاری از واحدها از انتظارات با نگهداری مناسب برخوردار هستند.

تعمیر و نگهداری خوب درک شده: وضعیت روغن و عایق کاغذ را می توان از طریق تکنیک های تشخیصی به خوبی تثبیت شده مانند تجزیه و تحلیل گاز محلول (DGA) ، تجزیه و تحلیل Furan ، اندازه گیری رطوبت در روغن و آزمایش های الکتریکی منظم کنترل کرد. این امر امکان نگهداری پیش بینی و تصمیمات آگاهانه در مورد تمدید زندگی یا جایگزینی را فراهم می کند.

3. مزایای اقتصادی در مقیاس و تولید:
بلوغ فن آوری ترانسفورماتور ناشی از نفت به مزایای اقتصادی قابل توجهی تبدیل می شود ، به ویژه برای کاربردهای پرقدرت:

مقرون به صرفه بودن برای رتبه های بالا: برای ترانسفورماتورهای بزرگ (LPT) و ترانسفورماتورهای توزیع متوسط ، هزینه هر KVA به طور کلی پایین تر از گزینه های نوع خشک است ، به خصوص در ولتاژ و سطح بالاتر. مواد (فولاد ، مس ، روغن ، سلولز) و فرآیندهای تولید برای تولید با حجم بالا بهینه شده اند.

زنجیره تأمین مستقر: یک زنجیره تأمین جهانی گسترده برای مواد ، مؤلفه ها و تجهیزات تولید تخصصی مورد نیاز برای ترانسفورماتورهای نفتی وجود دارد. این امر در دسترس بودن و قیمت گذاری رقابتی را تضمین می کند.

تعمیر و بازسازی: این صنعت دارای تخصص عمیق و امکانات مستقر برای ترمیم و بازسازی واحدهای ناشی از نفت است ، که اغلب در مقایسه با جایگزینی کامل ، عمر مفید خود را گسترش می دهد.

4. رسیدگی به تراکم قدرت بالا:
در برنامه هایی که خواستار چگالی قدرت بسیار بالا هستند-به ویژه در پست های انتقال که در آن می توان فضا را محدود کرد ، بسیار مهم است-طرح های دارای نفتی عالی. راندمان خنک کننده برتر مایع اجازه می دهد تا قدرت بیشتری در یک حجم فیزیکی کوچکتر از گزینه های خنک کننده هوا (از نوع خشک) که برای همان ولتاژ و قدرت رتبه بندی می شوند ، استفاده شود.

پرداختن به چالش ها و چشم انداز آینده:
اذعان می شود که ترانسفورماتورهای ناشی از نفت ، چالش هایی را ارائه می دهند ، که در درجه اول مربوط به حفاظت از محیط زیست و ایمنی در برابر آتش است:

نگرانی های زیست محیطی: نشت یا نشت روغن معدنی می تواند خطرات زیست محیطی را ایجاد کند. این امر باعث شده است تا مایعات مبتنی بر استر تخریب پذیر بیشتر ، فن آوری های آب بندی مخزن بهبود یافته و مقررات سختگیرانه برای مهار (دایک ها ، حوضه حوضه).

خطر آتش سوزی: روغن معدنی قابل اشتعال است. استراتژی های کاهش شامل استفاده از مایعات کمتر با مگس (سیلیکون ، استرها) ، نصب سیستم های سرکوب آتش ، اجرای پروتکل های ایمنی دقیق و تفکیک فیزیکی در پست ها است.

در حالی که ترانسفورماتورهای نوع خشک و فن آوری های جایگزین مانند واحدهای عایق گازی SF6 ، سوله های مهمی ، به ویژه در داخل خانه ، در مناطق شهری یا برای کاربردهای خاص با قدرت پایین پیدا کرده اند ، آنها ترانسفورماتورهای ناشی از نفت را در کاربردهای شبکه اصلی جابجا نکرده اند. انواع خشک به طور معمول در رتبه بندی ولتاژ (به ویژه بالاتر از 35 کیلو ولت) و رتبه بندی قدرت در مقایسه با واحدهای مکرر روغن ، و می توانند از نظر جسمی بزرگتر و کارآمدتر برای همان رتبه بندی ها باشند. تسلط بر تبدیل کننده های نفتی در شبکه های برق ، یک موضوع راکد نیست ، بلکه یک شهادت است ، و تست هایی از عملکرد استثنائی آنها در مورد کارآزمایی استثنائی از کارآزمایی است که از کارآیی استفاده می کند. تعمیر و نگهداری و مقرون به صرفه بودن ، به ویژه برای برنامه های با ولتاژ بالا و با قدرت بالا. دهه های پالایش مداوم طراحی ، ساخت و بهره برداری خود را بهینه کرده است. در حالی که ملاحظات زیست محیطی و ایمنی باعث نوآوری مداوم در فن آوری و مهار سیال می شود و فن آوری های جایگزین همچنان برای موارد استفاده خاص در حال تکامل هستند ، ترکیب منحصر به فرد عایق ، خنک کننده ، استحکام و اقتصاد تضمین می کند که ترانسفورماتورهای نفتی همچنان کارگاههای ضروری زیرساخت های جهانی هستند.