Kenapa transformer minyak yang diimmakan masih dominan dalam grid kuasa?

Walaupun kemunculan teknologi alternatif, Transformer yang diimmakan minyak Terus menjadi pilihan dominan untuk rangkaian penghantaran dan pengedaran kuasa voltan tinggi di seluruh dunia. Kelaziman mereka yang berkekalan dari pertemuan kelebihan teknikal, kebolehpercayaan operasi, dan faktor ekonomi yang sangat tertanam dalam kejuruteraan sistem kuasa.

1. Penebat yang tidak dapat ditandingi dan prestasi penyejukan:
Reka bentuk asas transformer minyak yang dialami minyak memanfaatkan minyak mineral dielektrik (atau semakin, cecair berasaskan ester yang kurang mudah terbakar) sebagai penebat elektrik dan penyejuk. Cecair ini melakukan beberapa fungsi kritikal:

Kekuatan dielektrik unggul: Minyak memberikan kekuatan dielektrik yang lebih tinggi daripada udara, yang membolehkan lebih banyak reka bentuk padat dan penilaian voltan yang lebih tinggi dalam jejak fizikal yang boleh diurus. Ini sangat penting untuk peralatan penghantaran voltan tinggi.

Pelepasan haba yang cekap: Transformer menjana haba akibat kerugian teras (histeresis dan arus eddy) dan kerugian beban (kerugian I2R dalam belitan). Minyak yang beredar dengan cekap menyerap haba ini dari belitan dan teras. Konveksi semulajadi atau peredaran paksa (peminat, pam) kemudian memindahkan haba ke radiator luaran atau penukar haba, dengan berkesan menguruskan suhu operasi. Penyejukan yang cekap ini terus meningkatkan jangka hayat dan mengekalkan prestasi di bawah beban.

Perlindungan dan Pemeliharaan: Mandi minyak melindungi penebat kertas berasaskan selulosa (digunakan pada belitan dan di antara lapisan) dari pengoksidaan dan masuk kelembapan, dengan ketara melambatkan kemerosotannya. Minyak juga membantu memadamkan peristiwa pembangkang dalaman kecil.

2. Kekuatan terbukti dan hayat perkhidmatan yang panjang:
Dekad kejuruteraan yang ketat, pembuatan piawai (ditadbir oleh piawaian seperti IEEE C57.12.00, IEC 60076), dan pengalaman lapangan yang luas telah mengasah transformer yang diimmakan minyak ke dalam aset yang sangat mantap dan boleh dipercayai.

Ketahanan: Mereka direka untuk menahan keadaan persekitaran yang menuntut, tekanan elektrik (termasuk litar pintas), dan berbasikal haba selama beberapa dekad. Kehidupan reka bentuk biasa berkisar antara 25 hingga 40 tahun atau lebih, dengan banyak unit melebihi jangkaan dengan penyelenggaraan yang betul.

Penyelenggaraan yang difahami dengan baik: Keadaan kedua-dua minyak dan penebat kertas dapat dipantau dengan berkesan melalui teknik diagnostik yang mantap seperti analisis gas terlarut (DGA), analisis furan, pengukuran kelembapan dalam minyak, dan ujian elektrik biasa. Ini membolehkan penyelenggaraan ramalan dan keputusan yang tepat mengenai lanjutan atau penggantian hidup.

3. Kelebihan ekonomi dalam skala dan pembuatan:
Kematangan teknologi pengubah minyak yang dialami minyak diterjemahkan ke dalam manfaat ekonomi yang ketara, terutamanya untuk aplikasi kuasa tinggi:

Keberkesanan kos untuk penilaian yang tinggi: Untuk transformer kuasa besar (LPTs) dan transformer pengedaran bersaiz sederhana, kos per kVA umumnya lebih rendah daripada alternatif jenis kering, terutamanya pada tahap voltan dan kuasa yang lebih tinggi. Bahan (keluli, tembaga, minyak, selulosa) dan proses pembuatan dioptimumkan untuk pengeluaran volum tinggi.

Rantaian bekalan yang ditubuhkan: Rantaian bekalan global yang luas wujud untuk bahan-bahan, komponen, dan peralatan pembuatan khusus yang diperlukan untuk transformer minyak yang dialami minyak. Ini memastikan ketersediaan dan harga yang kompetitif.

Pembaikan dan Pembaikan: Industri mempunyai kepakaran yang mendalam dan kemudahan yang ditubuhkan untuk membaiki dan membaik pulih unit minyak, sering memanjangkan kos hidup mereka yang berkesan berbanding dengan penggantian penuh.

4. Mengendalikan kepadatan kuasa tinggi:
Dalam aplikasi yang menuntut ketumpatan kuasa yang sangat tinggi-terutamanya penting dalam pencawang penghantaran di mana ruang boleh dikekang-reka bentuk minyak yang diimmakan Excel. Kecekapan penyejukan cecair yang unggul membolehkan lebih banyak kuasa ditangani dalam jumlah fizikal yang lebih kecil daripada alternatif yang disejukkan oleh udara (kering) yang dinilai untuk voltan dan kuasa yang sama.

Menangani cabaran dan landskap masa depan:
Adalah diakui bahawa transformer minyak yang dialami minyak menunjukkan cabaran, terutamanya mengenai perlindungan alam sekitar dan keselamatan kebakaran:

Kebimbangan alam sekitar: Kebocoran atau tumpahan minyak mineral boleh menimbulkan risiko alam sekitar. Ini telah mendorong penggunaan cecair berasaskan ester yang lebih biodegradable, teknologi pengedap tangki yang lebih baik, dan peraturan yang ketat untuk pembendungan (dikes, lembangan tangkapan).

Risiko Kebakaran: Minyak mineral mudah terbakar. Strategi mitigasi termasuk menggunakan cecair yang kurang mudah terbakar (silikon, ester), memasang sistem penindasan kebakaran, melaksanakan protokol keselamatan yang ketat, dan pengasingan fizikal dalam pencawang.

Walaupun transformer jenis kering dan teknologi alternatif seperti unit-unit bertebat gas SF6 telah menemui niche penting, terutamanya di dalam rumah, di kawasan bandar, atau untuk aplikasi kuasa rendah tertentu, mereka tidak menggantikan transformer minyak yang diimmakan dalam aplikasi grid teras. Jenis kering biasanya menghadapi batasan dalam penarafan voltan (terutamanya di atas 35kV) dan penarafan kuasa berbanding dengan unit-unit yang disimpulkan minyak, dan boleh menjadi lebih besar dan kurang cekap untuk penilaian yang sama. Kebolehpercayaan, hayat perkhidmatan yang panjang, penyelenggaraan yang boleh diurus, dan keberkesanan kos, terutamanya untuk aplikasi voltan tinggi dan kuasa tinggi. Dekad penghalusan berterusan telah mengoptimumkan reka bentuk, pembuatan, dan operasi mereka. Walaupun pertimbangan alam sekitar dan keselamatan memacu inovasi berterusan dalam teknologi dan pembendungan bendalir, dan teknologi alternatif terus berkembang untuk kes-kes penggunaan tertentu, kombinasi unik penebat, penyejukan, keteguhan, dan ekonomi memastikan bahawa transformer yang dialami minyak tetap menjadi kerja yang sangat diperlukan bagi infrastruktur kuasa global.