For nylig blev seminaret "2025 Green Energy-Efficient High-Torque Transformer: Design Challenges, Innovative Solutions and Future Trends Seminar", som er arrangeret fælles af International Copper Association og virksomheder som Changta Group, afholdt med succes på Jinjiang Hotel i Shanghai.
Mødet blev arrangeret af International Copper Association. Eksperter fra strømforsyningsmyndigheder, brancheforeninger, fremtrædende universiteter, designinstitutioner og relaterede virksomheder samledes. De primære diskussionsemner inkluderede baggrunden for grønne og lav-kulstof-politikker, den tekniske gennemførlighed af grønne (højkapacitets)transformere, deres anvendelsesscenarier samt deres socioøkonomiske fordele samt oprettelsen af relevante standarder.
1. Relevant politisk baggrund
Den af Statsrådet udgivne "Handlingsplan for grøn og lav-kulstof udvikling inden for fremstilling 2025–2027" understreger behovet for at fremskynde grøn teknologisk innovation og udbredelsen af avancerede grønne teknologier. I marts i år foreslog Statsrådets regeringsarbejdsrapport et kuldioxidfodspor-styringssystem. Den nye grønne indkøbsmekanisme fra State Grid (2023) har tydeligt specificeret udstyrsvalg på baggrund af konceptet grøn, lav-kulstof og miljøvenlig. Indførelsen af disse politikker har skabt usete muligheder og udfordringer for udviklingen af grønne transformere. Som det primære isoleringsmateriale til åbne tørtransformere er polyimid-polymere kompositsmaterialer forsynet med fordele såsom modstandsdygtighed over for høje og lave temperaturer, korrosionsbestandighed, modstandsdygtighed over for salttåge, strålingsbestandighed, god flammehæmmende egenskab samt høj isolationsklasse (over klasse H). De realiserer konceptet grøn og lav-kulstof effektivt. De opfordrer ikke til, at udstyret drives ved langvarig overbelastning, men gennem forbedret design sikrer de, at transformere kan håndtere kortvarige, periodiske eller nød-belastningsstød, hvilket giver brugerne mulighed for at vælge en mere økonomisk rimelig kapacitet ved den oprindelige investering. Dette kan ikke kun reducere brugernes udstyrsanskaffelsesomkostninger, men også mindske unødige investeringer i elnettet og forbedre den samlede ressourceudnyttelse.
2. Teknisk gennemførlighed af grønne (højkapacitets)transformatorer
For at opnå sikker og pålidelig høj overbelastningskapacitet blev der foretaget tekniske gennembrud langs tre hovedveje, hvilket resulterede i en række karakteristiske løsninger produkter . Vej 1: Ændr transformatorens kernestruktur. Erstat den planlagte laminerede kerne i transformatoreren med en tredimensionel rullet kerne. Ved at optimere magnetkredsen og reducere kernen vægt kan tomgangstab betydeligt reduceres, hvilket sparer elektrisk energi.
Sti 2: Innovation inden for transformatorisolationsmaterialer. Erstat den traditionelle epoxiharpisolation i åbne tørtransformatorer med polyimidpolymersammensatte materialer. Materiallets høje temperaturbestandighed og den cylindriske spolestruktur vil markant forbedre overbelastningskapaciteten, så transformatorerne kan køre med 130 % overbelastning uden at skulle tænde ventilatoren i et helt år; desuden forbedrer brugen af silikongummi og andre avancerede elastiske materialer som hovedisolationsmateriale i silikongummibetonede tørtransformatorer – på grund af deres fremragende temperaturbestandighed, flammehæmmende egenskaber samt miljøvenlighed og genbrugelighed – markant både kortvarig overbelastningskapacitet og langvarig driftssikkerhed.
Afsnit 3: Innovation inden for transformatorolie. Ved at bruge naturlige estere (planteolier) i stedet for traditionel mineralolie i transformatorer kan de drives sikkert ved højere temperaturstigninger på grund af deres højere antændelsestemperatur og bedre kompatibilitet med isoleringsmaterialer, hvilket dermed udvider den tilladte overlastid.
3. Anvendelsesscenarier og socioøkonomiske fordele
Dette seminar gik dybt ind i de potentielle anvendelsesmuligheder for grønne (højbelastede) transformatorer inden for forskellige områder.
Industriområdet: Som eksempel på strømforsyningssystemet for et stålproduktionsanlæg skal en anden transformator overtage og bære hele udstyrets belastning, hvis én transformator svigter.
Kommunale områder: I vandbehandlingsanlæg og spildevandsbehandlingsanlæg opstår der kortvarige topbelastninger under selvstart af motorer, i regntiden, når anlæggene kører ved fuld kapacitet, eller når de drives med én enkelt strømkilde.
Skibsværfts- og store kyststrømforsyningssektoren: Skibsværfter og store kyststrømforsyningsfaciliteter støder ofte på problemer med belastningssvingninger og kapacitetsmatchning. Alle disse scenarier stiller visse krav til transformernes kortvarige overbelastningskapacitet.
Inden for erhvervsbygninger: I dag er udnyttelsesgraden af transformere i et stort antal kommercielle bygninger generelt lav, hvilket resulterer i fænomenet »en stor hest, der trækker en lille vogn«. Ved renovering af eksisterende bygninger kan det være muligt at opnå »kapacitetsudvidelse« uden at udvide distributionsrummet eller udskifte samlelederne, hvis der anvendes grønne (højbelastede) transformere, således at man kan håndtere stigende belastning eller topstrømforbrug under ekstreme vejrforhold.
I henhold til den todelte elprispolitik for industrielle og kommercielle formål er de økonomiske fordele meget betydelige. Ved brug af den almindelige metode til reduktion af effektbehov og kapacitet antages det, at der kan spare 2500 kVA ved en spændingsniveau på 35 kV, hvilket resulterer i en månedlig besparelse på elomkostningerne på 36.500 yuan.
4. Udarbejdelse af relevante standarder
Det er kendt, at den tekniske standard for »transformatorer med høj overbelastningskapacitet«, som er udarbejdet af Kinas elindustri, første gang trådte i kraft den 10. januar 2018, og at dens data blev opdateret den 6. januar 2021. Denne standard, der gælder trefasede olieimmergerede transformatorer med en kapacitet på 10 kV og 30 kVA til 500 kVA, fastsætter kerneindikatorer såsom kortslutningsbestandighed, overbelastningsydelse og temperaturstigningsgrænser. Den udfylder et manglende område i de nationale relaterede tekniske standarder. I 2023 udgav Gansu Electrical Engineering Technology Society en supplerende gruppestandard, T/GES 001-2024, som yderligere præciserer produktdefinitioner, testmetoder samt krav til transport og opbevaring og officielt trådte i kraft den 26. oktober 2023. Begge disse standarder specificerer ikke tydeligt høje belastningsforhold for transformatorer med højere spændingsniveauer, enten tørrumstype eller olieimmergerede, eller transformatorer, der anvender nye isoleringsmedier. Dette har ført til uklare definitioner af produktydelse på markedet samt mangel på en standardbaseret grundlag for konstruktion og valg, hvilket er blevet en vigtig flaskehals, der begrænser den standardiserede udvikling inden for branchen. De tilstedeværende eksperter er enige om, at det er akut nødvendigt at integrere egenskaber ved høj overbelastning i en bredere kategori af grønne transformatorer. Alle parter skal samarbejde om at udarbejde relevante gruppestandarder eller branchespecifikke standarder, og når forudsætningerne er modne, skal nationale standarder udarbejdes for at fjerne hindringerne for konstruktion og valg.
5. konklusion
Dette seminar opfordrer alle parter til at innovere deres traditionelle begreber. I den nuværende situation, hvor transformerkapacitetsudformning og -valg er overdrevent store, og belastningsgraderne er for lave – hvilket resulterer i betydelig energispild – bør et grønt, lavt-kulstof- og miljøvenligt begreb integreres i begrebet høj-overbelastning. Brancheforeningen bør tage initiativet og fælleslansere standardiseringsarbejdet. Projekter i industriområder, erhvervsbygninger og nye energikraftværker bør udvælges til fremme af lokale pilotprojekter. Tekniske udvekslinger bør afholdes løbende for at udvide branchens bevidsthed. For dybere samarbejde mellem akademia, industrien og forskningen kan fremme teknologisk iteration og opgradering.
Når standarder, teknologier, markeder og politikker samarbejder, vil denne teknologiske innovation, der gemmer sig i understation vil sikkert medføre betydelige økonomiske og sociale fordele samt tilføre grøn energi i processen med udvikling af høj kvalitet.
EN
