Äskettäin kansainvälisen kupariliiton ja Changta Group -yhtymän kaltaisten yritysten yhteisesti järjestämä "2025 Vihreän energiatehokkaan korkeamomenttisen muuntajan seminaari: suunnittelun haasteet, innovatiiviset ratkaisut ja tulevaisuuden trendit" pidettiin onnistuneesti Jinjiang-hotellissa Shanghaissa.
Tapahtuman järjesti Kansainvälinen kupariliitto. Sähköntoiminnan viranomaisista, teollisuusliitoista, tunnetuista yliopistoista, suunnittelutoimistoista ja liittyvistä yrityksistä kokoontuneet asiantuntijat keskustelivat pääasiassa vihreän ja vähähiilisen politiikan taustasta, vihreiden (korkeakapasiteettisten) muuntajien teknisestä toteuttavuudesta, niiden käyttökohteista ja sosioekonomisista hyödyistä sekä liittyvien standardien luomisesta.
1. Liittyvä poliittinen tausta
Valtioneuvoston julkaisema "Valmistuksen vihreän ja vähähiilisen kehityksen toimintasuunnitelma vuosille 2025–2027" korostaa vihreän teknologian innovaatioiden nopeuttamista ja edistettyjen vihreiden teknologioiden yleistämistä. Tänä maaliskuussa valtioneuvoston hallituksen työraportti ehdotti hiilijalanjäljen hallintajärjestelmää. State Gridin uusi vihreä hankintamekanismi (2023) on selkeästi määritellyt laitteiden valinnan vihreän, vähähiilisen ja ympäristöystävällisen lähestymistavan perusteella. Nämä politiikat ovat tuoneet ilman esihistoriaa mahdollisuuksia ja haasteita vihreiden muuntajien kehitykselle. Polyimidipolymeerikomposiitit ovat avoimien kuivamuuntajien tärkein eristävä materiaali, ja niillä on etuja kuten korkean ja alhaisen lämpötilan kestävyys, korroosionkestävyys, suolahäkäkesto, säteilykesto, hyvä palonkestävyys sekä korkea eristysluokka (H-luokkaa korkeampi). Ne toteuttavat tehokkaasti vihreän ja vähähiilisen ajatuksen. Niitä ei suositella käytettäväksi pitkäaikaisessa ylikuormituksessa, vaan vahvistetun suunnittelun avulla muuntajat kykenevät vastaamaan lyhytaikaisiin, jaksollisiin tai hätätilanteisiin liittyviin kuormituspulssiin, mikä mahdollistaa käyttäjien valita taloudellisemmin perustellun kapasiteetin alkuinvestoinnissa. Tämä voi paitsi vähentää käyttäjien laitteiden ostokustannuksia myös vähentää turhaa investointia sähköverkkoon ja parantaa kokonaisresurssien hyötykäyttöä.
2. Vihreiden (suuritehoisten) muuntajien tekninen toteuttavuus
Turvallisen ja luotettavan korkean ylikuormituskapasiteetin saavuttamiseksi tehtiin teknisiä läpimurtoja kolmella pääpolulla, mikä johti monenlaisiin erottaviin ominaisuuksiin tuotteet . Polku 1: Muuta muuntajan ytimen rakennetta. Korvaa muuntajan tasomainen levytyksellä tehty ydin kolmiulotteisella pyöröydetyllä ydintä. Optimoidaan magneettipiiriä ja vähennetään ytimen painoa, jolloin tyhjäkäyntihäviö voidaan merkittävästi vähentää, mikä säästää sähköenergiaa.
Polku 2: Innovointi muuntajien eristysmateriaaleissa. Korvataan avoimen tyypin kuivamuuntajien perinteinen epoksiharjateriste polyimidipolymeerikomposiittimateriaaleilla. Materiaalin korkean lämpötilan kestävyys ja sylinterimäinen käämitysrakenne parantavat merkittävästi ylikuormituskapasiteettia, mikä mahdollistaa muuntajan toiminnan 130 %:n ylikuormituksella ilman tarvetta käyttää tuuletinta koko vuoden ajan; lisäksi silikoni-kumia ja muita edistyneitä joustavia materiaaleja käytetään pääeristeenä silikoni-kumilla valutuissa kuivamuuntajissa, ja niiden erinomainen korkean lämpötilan kestävyys, liekkeihin vastustuskyky, ympäristöystävällisyys ja uudelleenkäytettävyys parantavat merkittävästi lyhyen ajan ylikuormituskapasiteettia ja pitkän aikavälin toimintaturvallisuutta.
Kohta 3: Uudistuksia muuntajavuodessa. Luonnonesterien (kasviöljyjen) käyttö muuntajissa perinteisen mineraaliöljyn sijasta mahdollistaa niiden turvallisemman toiminnan korkeammissa lämpötilan nousuissa niiden korkeamman syttyypisteen ja paremman yhteensopivuuden eristemateriaalien kanssa, mikä laajentaa sallittua ylikuormitusaikaa.
3. Sovellustilanteet ja sosioekonomiset hyödyt
Tässä seminaarissa tarkasteltiin tarkemmin vihreiden (korkeakuormaisten) muuntajien mahdollisia sovelluskohteita eri aloilla.
Teollisuusala: Esimerkkinä voidaan mainita teräsyrityksen sähköntoimintajärjestelmä, jossa, kun yksi muuntaja epäonnistuu, toisen muuntajan on otettava vastuulleen koko laitteiston kuorma.
Kunnallinen ala: Vesikäsittelylaitoksissa ja jätevesien käsittelylaitoksissa esiintyy lyhytaikaisia huippukuormia esimerkiksi moottorien itselähtötilanteissa, sadekaudella täyskuormalla toimiessa tai yksittäisellä virransyötöllä toimiessa.
Alusrakennus- ja suurtehoisten ranta-alueiden sähköntarjoitusjärjestelmien ala: Alusrakennuksessa ja suurtehoisissa ranta-alueiden sähköntarjoituslaitoksissa tulee usein vastaan kuorman vaihteluita ja kapasiteetin sovittamisen ongelmia. Kaikissa näissä skenaarioissa vaaditaan tietyllä tavalla muuntajien lyhytaikaista ylikuormituskapasiteettia.
Siviilirakennusten alalla: Tällä hetkellä suuren määrän kaupallisten rakennusten muuntajien kuormitustaso on yleensä alhainen, mikä johtaa ilmiöön, jossa "suuri hevonen vetää pientä kyytiä". Olemassa olevien rakennusten remonttityöissä vihreiden (korkeakuormaisten) muuntajien käyttö mahdollistaa "kapasiteetin laajentamisen" ilman jakeluhuoneen laajentamista tai väylöjen vaihtoa, jotta voidaan selviytyä kasvavasta kuormasta tai huippukulutuksesta äärimmäisten sääolosuhteiden aikana.
Kahden osan sähköhinnastopolitiikan alla teollisuus- ja kaupalliseen käyttöön taloudelliset edut ovat erinomaiset. Yleisesti käytettyä kysynnän vähentämisen ja kapasiteetin vähentämisen algoritmia sovellettaessa 35 kV:n jännitetasolla oletetaan, että 2500 kVA voidaan säästää, mikä johtaa kuukausittaiseen sähkönkulutuksen kustannusten säästöön 36 500 yuania.
4. Liittyvien standardien laatiminen
Tiedetään, että Kiinan sähköteollisuuden laatima tekninen standardi "Korkean ylikuormituskapasiteetin muuntaja" otettiin ensimmäisen kerran käyttöön 10. tammikuuta 2018, ja sen tiedot päivitettiin 6. tammikuuta 2021. Tämä standardi kohdistuu kolmivaiheisiin öljyssä jäähdytettäviin muuntajiin, joiden jännitetaso on 10 kV ja teho 30 kVA–500 kVA, ja se määrittelee keskeisiä tunnuslukuja, kuten oikosulkukapasiteettia, ylikuormitussuorituskykyä ja lämpötilan nousurajoituksia. Se täyttää kotimaisen alan liittyvien teknisten standardien aukon. Vuonna 2023 Gansun sähkötekniikan teknologiyhdistys julkaisi täydentävän ryhmästandardin T/GES 001-2024, joka tarkentaa tuotemääritelmiä, testimenetelmiä sekä kuljetus- ja varastointivaatimuksia; standardi astui virallisesti voimaan 26. lokakuuta 2023. Molemmat nämä kaksi standardia eivät selkeästi määrittele korkean kuormitustason tilanteita korkeamman jännitetasoisille kuiville tai öljyssä jäähdytetyille muuntajille tai uusia eristysaineita käyttäville muuntajille. Tämä on johtanut epäselvyyksiin markkinoilla tuotteen suorituskyvyn määrittelyssä sekä puutteeseen standardipohjasta suunnittelulle ja valinnalle, mikä on muodostunut tärkeäksi pullonkaulaksi alan standardoidun kehityksen esteenä. Paikalla olevat asiantuntijat ovat yksimielisesti sitä mieltä, että korkean ylikuormituskapasiteetin ominaisuudet on kiireellisesti otettava mukaan laajempaan vihreän muuntajan standardiluokkaan. Kaikkien osapuolten on yhdessä työskenneltävä kyseisten ryhmästandardien tai alan standardien laatimiseksi, ja kun olosuhteet ovat riittävän kypsyt, kansallisten standardien laatimiseksi, jotta suunnittelun ja valinnan esteet voidaan poistaa.
5. päätelmä
Tässä seminaarissa kehotetaan kaikkia osapuolia uudistamaan perinteisiä käsitteitään. Nykyisessä tilanteessa muuntajien kapasiteetin suunnittelu ja valinta ovat liian suuria ja kuormitustasot liian alhaisia, mikä johtaa merkittävään energianhukkaan; siksi korkean ylikuormituksen käsitteeseen tulisi sisällyttää vihreä, vähähiilinen ja ympäristöystävällinen näkökulma. Alan liiton tulisi ottaa johtoasema ja aloittaa yhdessä standardien laatimistyö. Teollisuusalueiden, kauppakeskusten ja uusiutuvan energian voimaloiden hankkeita tulisi valita paikallisten kokeiluhankkeiden edistämiseksi. Teknisiä keskusteluja tulisi järjestää jatkuvasti, jotta alan tietoisuutta laajennettaisiin. Akatemian, teollisuuden ja tutkimuksen välistä yhteistyötä syvennetään, jotta teknologista kehitystä ja parannuksia voidaan edistää.
Kun standardit, teknologiat, markkinat ja politiikka toimivat yhdessä, tämä teknologinen innovaatio, joka on piilossa asema tuo varmasti merkittäviä taloudellisia ja sosiaalisia hyötyjä ja lisää vihreää energiaa korkealaatuisen kehityksen prosessiin.
EN
