Nyligen hölls seminariumet "2025 Green Energy-Efficient High-Torque Transformer: Design Challenges, Innovative Solutions and Future Trends Seminar" – som arrangerades gemensamt av International Copper Association och företag såsom Changta Group – framgångsrikt på Jinjiang Hotel i Shanghai.
Mötet organiserades av International Copper Association. Experter från elleveransmyndigheter, branschorganisationer, framstående universitet, designinstitut och relaterade företag samlades för att diskutera frågor som bakgrunden till gröna och lågkoldioxidpolitiker, den tekniska genomförbarheten för gröna (högkapacitets)transformatorer, deras användningsområden samt deras samhällsekonomiska fördelar, liksom utarbetandet av relevanta standarder.
1. Relevant policybakgrund
Den av Statsrådet utgivna "Åtgärdsplanen för grön och lågkolonutveckling inom tillverkningssektorn 2025–2027" betonar behovet av att accelerera den gröna teknologiska innovationen och spridningen av avancerade gröna teknologier. I mars i år föreslog Statsrådets regeringsarbetsrapport ett koldioxidavtryckshanteringsystem. Den nya gröna upphandlingsmekanismen från State Grid (2023) har tydligt fastställt utrustningsval baserat på begreppen grön, lågkolon och miljövänlig. Införandet av dessa policyer har skapat oöverträffade möjligheter och utmaningar för utvecklingen av gröna transformatorer. Som huvudisolationsmaterial för öppna torrtransformatorer har polyimidpolymerkompositmaterial fördelar såsom hög och låg temperaturmotstånd, korrosionsbeständighet, saltdimmotstånd, strålningsskydd, god brandsäkerhet samt hög isolationsklass (över klass H). De förverkligar väl konceptet med grön och lågkolonutveckling. De uppmuntrar inte långvarig överbelastning av utrustningen, utan genom förstärkt konstruktion gör transformatorerna kapabla att hantera kortvariga, periodiska eller nödsituationers laststötar, vilket gör att användare kan välja en mer ekonomiskt rimlig kapacitet vid den ursprungliga investeringen. Detta minskar inte bara användarnas kostnader för utrustningsinköp, utan minskar även onödig investering i elnätet och förbättrar den totala resursanvändningseffektiviteten.
2. Teknisk genomförbarhet för gröna (högkapacitiva) transformatorer
För att uppnå säker och pålitlig hög överlastkapacitet gjordes tekniska genombrott längs tre huvudsakliga vägar, vilket resulterade i en mängd distinkta lösningar produkter . Väg 1: Ändra transformatorns kärnstruktur. Ersätt den plana, laminerade kärnan i transformatorn med en tredimensionell, rullad kärna. Genom att optimera magnetkretsen och minska kärnens vikt kan tomgångsförlusten minskas avsevärt, vilket sparar elektrisk energi.
Steg 2: Innovation inom transformatorns isoleringsmaterial. Ersätt den traditionella epoxiharsisoleringen i öppna torrtransformatorer med polyimidpolymersammansatta material. Materialets höga temperaturmotstånd och den cylindriska lindningsstrukturen förbättrar kraftigt överlastkapaciteten, vilket gör att transformatorn kan drivas vid 130 % överlast utan att behöva starta fläkten under ett helt år; dessutom förbättrar användningen av silikongummi och andra avancerade elastiska material som huvudsaklig isolering i silikongummigjutna torrtransformatorer korttidsöverlastkapaciteten och långtidens driftsäkerhet avsevärt tack vare deras utmärkta egenskaper vad gäller hög temperaturmotstånd, brandsäkerhet, miljövänlighet och återvinningbarhet.
Avsnitt 3: Innovation inom transformatorolja. Genom att använda naturliga estrar (växtoljor) istället för traditionell mineralolja i transformatorer kan dessa drivas säkert vid högre temperaturstegringar tack vare deras högre antändningstemperatur och bättre kompatibilitet med isoleringsmaterial, vilket därmed förlänger den tillåtna överlasttiden.
3. Användningsområden och samhällsekonomiska fördelar
Denna seminariehandledning granskade ingående de potentiella tillämpningarna av gröna (högbelastnings)transformatorer inom olika områden.
Industrisektorn: Som exempel kan nämnas elförsorgssystemet för ett stålföretag, där en transformator måste ta över hela utrustningens last om en annan transformator går sönder.
Kommunalsektorn: Vid självstart av motorer i reningsverk och avloppsreningsverk, under regnsäsongen när anläggningen drivs vid full kapacitet eller vid drift med en enskild elkälla uppstår kortvariga toppbelastningar.
Skeppsbyggnads- och storskaliga kustkraftsektor: Skeppsbyggnad och storskaliga kustkraftanläggningar stöter ofta på problem med lastsvängningar och kapacitetsanpassning. Dessa scenarier ställer alla vissa krav på transformatorernas korttidsöverlastkapacitet.
Inom civilbyggnadsområdet: För närvarande är lastgraden för transformatorer i ett stort antal kommersiella byggnader i allmänhet låg, vilket leder till fenomenet "en stor häst som drar en liten vagn". Vid renovering av befintliga byggnader kan det, om gröna (höglast) transformatorer används, vara möjligt att uppnå "kapacitetsutvidgning" utan att utvidga distributionsrummet eller byta ut sammankopplingsbussar, för att hantera lastökning eller toppelkonsumtion vid extrema väderförhållanden.
Enligt den tvådelade elprispolitiken för industriell och kommersiell användning är de ekonomiska fördelarna mycket betydande. Genom att använda den vanliga algoritmen för efterfrågeminskning och kapacitetsminskning antas en besparing på 2500 kVA vid spänningsnivån 35 kV, vilket resulterar i en månatlig elkostnadsbesparing på 36 500 yuan.
4. Fastställande av relevanta standarder
Det är känt att den tekniska standarden för "transformatorer med hög överlastkapacitet", som utarbetats av Kinas elbransch, först infördes den 10 januari 2018 och dess data uppdaterades den 6 januari 2021. Denna standard, som riktar sig till trefasoljeimmenserade transformatorer med en kapacitet på 10 kV och 30 kVA till 500 kVA, anger kärnindikatorer såsom kortslutningsbelastningskapacitet, överlastprestanda och temperaturhöjningsgränser. Den täcker ett lucka i inhemska relaterade tekniska standarder. År 2023 publicerade Gansus sällskap för elektroteknik en kompletterande gruppstandard, T/GES 001-2024, som ytterligare specificerar produktdefinitioner, provmetoder samt krav på transport och lagring, och som officiellt trädde i kraft den 26 oktober 2023. Båda dessa två standarder specificerar inte tydligt situationen med hög belastningsgrad för transformatorer med högre spänningsnivåer, oavsett om de är torrtransformatorer eller oljeimmenserade transformatorer, eller om de använder nya isolationsmedier. Detta har lett till oklara produktprestandadefinitioner på marknaden och brist på standardbaserad vägledning för konstruktion och urval, vilket blivit en viktig flaskhals som begränsar den standardiserade utvecklingen inom branschen. De närvarande experterna är enhälliga i sin åsikt att det är brådskande att inkludera egenskaper för hög överlast i en bredare kategori av gröna transformatorer. Alla parter måste samarbeta för att utarbeta relevanta gruppstandarder eller branschstandarder, och när förutsättningarna är mognade bör nationella standarder etableras för att eliminera hinder för konstruktion och urval.
5. slutsats
Denna seminariekallelse uppmanar alla parter att innova sina traditionella begrepp. I den nuvarande situationen, där transformatorernas kapacitetsdesign och val är överdrivet stora och lastgraderna för låga – vilket leder till betydande energiförluster – bör ett grönt, lågkolon- och miljövänligt begrepp integreras i begreppet högöverbelastning. Branschförbundet bör ta initiativet och gemensamt påbörja arbetet med att utforma standarder. Projekt i industriområden, kontorsbyggnader och nya energikraftstationer bör väljas ut för att främja lokala pilotprojekt. Tekniska utbyten bör hållas kontinuerligt för att bredda branschmedvetandet. Att fördjupa samarbetet mellan akademi, industri och forskning kan främja teknologisk förnyelse och uppgradering.
När standarder, teknik, marknader och policyer samverkar kan denna teknologiska innovation, som är gömd i transformatorstation kommer säkert att ge betydande ekonomiska och sociala fördelar samt injectera grön energi i processen för högkvalitativ utveckling.
EN
