เมื่อเร็วๆ นี้ การสัมมนาเรื่อง "หม้อแปลงไฟฟ้าแรงบิดสูงเพื่อพลังงานสีเขียวในปี 2025: ความท้าทายด้านการออกแบบ แนวทางแก้ไขเชิงนวัตกรรม และแนวโน้มในอนาคต" ซึ่งจัดร่วมกันโดยสมาคมทองแดงนานาชาติและบริษัทต่างๆ เช่น กลุ่มชางถ่า ได้จัดขึ้นอย่างประสบความสำเร็จที่โรงแรมจินเจียงในเซี่ยงไฮ้
การประชุมนี้จัดโดยสมาคมทองแดงนานาชาติ ผู้เชี่ยวชาญจากหน่วยงานจัดหาไฟฟ้า สมาคมอุตสาหกรรม มหาวิทยาลัยชั้นนำ สถาบันออกแบบ และบริษัทที่เกี่ยวข้องได้มาพบปะแลกเปลี่ยนความคิดเห็นกัน หัวข้อหลักที่อภิปราย ได้แก่ บริบทของนโยบายด้านสีเขียวและคาร์บอนต่ำ ความเป็นไปได้ทางเทคนิคของหม้อแปลงไฟฟ้าแบบสีเขียว (ความจุสูง) สถานการณ์การใช้งานจริง ประโยชน์ทางเศรษฐกิจและสังคม รวมถึงการจัดทำมาตรฐานที่เกี่ยวข้อง
1. บริบทของนโยบายที่เกี่ยวข้อง
แผนการดำเนินงานด้านการผลิตสีเขียวและการพัฒนาแบบคาร์บอนต่ำ ค.ศ. 2025–2027 ที่คณะรัฐมนตรีจีนออกประกาศเน้นย้ำถึงความจำเป็นในการเร่งขับเคลื่อนนวัตกรรมเทคโนโลยีสีเขียวและส่งเสริมการใช้เทคโนโลยีสีเขียวขั้นสูงอย่างกว้างขวาง ในเดือนมีนาคมของปีนี้ รายงานการดำเนินงานของรัฐบาลที่คณะรัฐมนตรีจัดทำขึ้นได้เสนอระบบการจัดการรอยเท้าคาร์บอนขึ้นเป็นครั้งแรก กลไกการจัดซื้อจัดจ้างสีเขียวฉบับใหม่ของ State Grid (ค.ศ. 2023) ได้กำหนดหลักเกณฑ์การคัดเลือกอุปกรณ์อย่างชัดเจนโดยยึดแนวคิดด้านความเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม การลดคาร์บอน และความเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม นโยบายเหล่านี้ที่นำมาใช้ล่าสุดได้นำมาซึ่งโอกาสและบทท้าทายที่ไม่เคยมีมาก่อนต่อการพัฒนาหม้อแปลงไฟฟ้าสีเขียว วัสดุโพลีเมอร์คอมโพสิตชนิดโพลีอิมไลด์ซึ่งเป็นวัสดุฉนวนหลักสำหรับหม้อแปลงไฟฟ้าแบบแห้งแบบเปิด มีคุณสมบัติเด่นหลายประการ ได้แก่ ทนต่ออุณหภูมิสูงและต่ำได้ดี ทนต่อการกัดกร่อน ทนต่อหมอกเกลือ ทนต่อรังสี มีคุณสมบัติกันไฟได้ดีเยี่ยม และมีระดับฉนวนสูง (ระดับ H ขึ้นไป) วัสดุชนิดนี้สอดคล้องกับแนวคิดด้านความเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและการลดคาร์บอนอย่างแท้จริง ทั้งนี้ วัสดุไม่สนับสนุนให้อุปกรณ์ทำงานภายใต้ภาระเกินกำลังเป็นเวลานาน แต่ผ่านการออกแบบที่มีประสิทธิภาพสูงขึ้น ทำให้หม้อแปลงไฟฟ้าสามารถรับมือกับภาระเกินกำลังในระยะสั้น ภาระเกินกำลังแบบเป็นคาบ หรือภาระเกินกำลังฉุกเฉินได้อย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งจะช่วยให้ผู้ใช้งานสามารถเลือกขนาดกำลังที่เหมาะสมและประหยัดต้นทุนมากขึ้นในระยะเริ่มต้นของการลงทุน ทั้งนี้ไม่เพียงแต่ช่วยลดต้นทุนการจัดซื้ออุปกรณ์ของผู้ใช้งานเท่านั้น แต่ยังช่วยลดการลงทุนส่วนเกินในระบบโครงข่ายไฟฟ้าและยกระดับประสิทธิภาพโดยรวมในการใช้ทรัพยากรอีกด้วย
2. ความเป็นไปได้ทางเทคนิคของหม้อแปลงไฟฟ้าสีเขียว (กำลังสูง)
เพื่อให้บรรลุความสามารถในการรับโหลดเกินที่ปลอดภัยและเชื่อถือได้ ส่งผลให้เกิดการก้าวหน้าทางเทคนิคในสามแนวทางหลัก ซึ่งนำไปสู่การพัฒนาผลิตภัณฑ์ที่มีลักษณะเฉพาะหลากหลายรูปแบบ ผลิตภัณฑ์ . แนวทางที่ 1: ปรับเปลี่ยนโครงสร้างแกนกลางของหม้อแปลงไฟฟ้า โดยแทนที่แกนกลางแบบแผ่นเรียบซ้อนกันของหม้อแปลงไฟฟ้าด้วยแกนกลางแบบม้วนสามมิติ ผ่านการปรับปรุงวงจรแม่เหล็กให้มีประสิทธิภาพมากขึ้นและลดน้ำหนักของแกนกลาง ทำให้สามารถลดการสูญเสียพลังงานขณะไม่มีโหลดได้อย่างมีนัยสำคัญ จึงช่วยประหยัดพลังงานไฟฟ้า
เส้นทางที่ 2: นวัตกรรมวัสดุฉนวนสำหรับหม้อแปลงไฟฟ้า — เปลี่ยนวัสดุฉนวนเรซินอีพอกซีแบบดั้งเดิมที่ใช้ในหม้อแปลงไฟฟ้าแบบแห้งแบบเปิด ด้วยวัสดุคอมโพสิตโพลีอิไมด์ คุณสมบัติทนความร้อนสูงของวัสดุนี้ร่วมกับโครงสร้างขดลวดแบบทรงกระบอก จะช่วยเพิ่มความสามารถในการรับโหลดเกินได้อย่างมาก ทำให้หม้อแปลงไฟฟ้าสามารถทำงานภายใต้สภาวะโหลดเกิน 130% ได้โดยไม่จำเป็นต้องเปิดพัดลมระบายความร้อนเลยตลอดระยะเวลาหนึ่งปี นอกจากนี้ ยางซิลิโคนและวัสดุยืดหยุ่นขั้นสูงอื่นๆ ที่ใช้เป็นวัสดุฉนวนหลักในหม้อแปลงไฟฟ้าแบบแห้งที่หล่อด้วยยางซิลิโคน ด้วยคุณสมบัติโดดเด่นในด้านความทนทานต่ออุณหภูมิสูง ความสามารถในการกันไฟลุกลาม ความเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม และการนำกลับมาใช้ใหม่ได้ จึงช่วยยกระดับความสามารถในการรับโหลดเกินระยะสั้น และความปลอดภัยในการใช้งานระยะยาวอย่างมีนัยสำคัญ
ส่วนที่ 3: นวัตกรรมด้านน้ำมันหม้อแปลง โดยการใช้น้ำมันเอสเทอร์จากธรรมชาติ (น้ำมันจากพืช) แทนน้ำมันแร่แบบดั้งเดิมในหม้อแปลง ทำให้หม้อแปลงสามารถทำงานได้อย่างปลอดภัยที่อุณหภูมิสูงขึ้น เนื่องจากจุดติดไฟที่สูงกว่าและมีความเข้ากันได้ดีกว่ากับวัสดุฉนวน ซึ่งส่งผลให้สามารถเพิ่มระยะเวลาในการรับโหลดเกินได้
3. สถานการณ์การประยุกต์ใช้งานและประโยชน์ทางเศรษฐกิจสังคม
การสัมมนาครั้งนี้ได้ศึกษาอย่างลึกซึ้งถึงศักยภาพในการประยุกต์ใช้หม้อแปลงสีเขียว (หม้อแปลงรับโหลดสูง) ในหลากหลายสาขา
ภาคอุตสาหกรรม: ยกตัวอย่างระบบจ่ายไฟฟ้าของโรงงานผลิตเหล็ก เมื่อหม้อแปลงหนึ่งเครื่องเกิดขัดข้อง หม้อแปลงอีกเครื่องจะต้องรับภาระงานทั้งหมดของอุปกรณ์แทน
ภาคเทศบาล: สำหรับโรงบำบัดน้ำและโรงบำบัดน้ำเสีย จะเกิดภาระงานสูงสุดช่วงสั้นๆ ขณะที่มอเตอร์เริ่มทำงานเอง หรือในฤดูฝนเมื่อระบบทำงานที่กำลังการผลิตเต็มที่ หรือเมื่อใช้แหล่งจ่ายไฟฟ้าเพียงแหล่งเดียว
ภาคการต่อเรือและระบบจ่ายไฟฟ้าขนาดใหญ่บนฝั่ง: ภาคการต่อเรือและสถานีจ่ายไฟฟ้าขนาดใหญ่บนฝั่งมักประสบปัญหาความผันผวนของโหลดและการจับคู่กำลังการผลิต สถานการณ์เหล่านี้ทั้งหมดมีข้อกำหนดบางประการต่อความสามารถในการรับโหลดเกินชั่วคราวของหม้อแปลง
ในสาขาอาคารเพื่อการใช้งานทั่วไป: ปัจจุบัน อัตราการใช้งานโหลดของหม้อแปลงในอาคารเชิงพาณิชย์จำนวนมากอยู่ในระดับต่ำ ส่งผลให้เกิดปรากฏการณ์ "ม้าตัวใหญ่ลากเกวียนเล็ก" ในการปรับปรุงอาคารที่มีอยู่แล้ว หากใช้หม้อแปลงแบบสีเขียว (แบบรับโหลดสูง) จะสามารถดำเนินการ "ขยายกำลังการผลิต" ได้โดยไม่จำเป็นต้องขยายห้องจ่ายไฟฟ้าหรือเปลี่ยนบัสบาร์ เพื่อรับมือกับการเพิ่มขึ้นของโหลดหรือการใช้พลังงานไฟฟ้าสูงสุดในช่วงสภาพอากาศสุดขั้ว
ภายใต้นโยบายการกำหนดราคาค่าไฟฟ้าแบบสองส่วนสำหรับภาคอุตสาหกรรมและพาณิชย์ ประโยชน์ทางเศรษฐกิจมีความเด่นชัดมาก โดยใช้ขั้นตอนวิธีทั่วไปในการลดความต้องการพลังงานและลดกำลังการผลิต สมมติว่าสามารถประหยัดกำลังไฟฟ้าได้ 2500 kVA ที่ระดับแรงดันไฟฟ้า 35 kV จะทำให้ประหยัดค่าไฟฟ้าได้ 36,500 หยวนต่อเดือน
4. การจัดทำมาตรฐานที่เกี่ยวข้อง
เป็นที่ทราบกันดีว่ามาตรฐานทางเทคนิคเรื่อง "หม้อแปลงไฟฟ้าที่มีความสามารถในการรับโหลดเกินสูง" ซึ่งจัดทำโดยอุตสาหกรรมพลังงานไฟฟ้าของจีน เริ่มบังคับใช้ครั้งแรกเมื่อวันที่ 10 มกราคม 2561 และมีการปรับปรุงข้อมูลล่าสุดเมื่อวันที่ 6 มกราคม 2564 มาตรฐานนี้มุ่งเน้นหม้อแปลงไฟฟ้าแบบสามเฟสแบบจุ่มน้ำมัน ที่มีแรงดัน 10 กิโลโวลต์ และกำลังไฟฟ้าตั้งแต่ 30 กิโลโวลต์-แอมแปร์ ถึง 500 กิโลโวลต์-แอมแปร์ โดยกำหนดตัวชี้วัดหลัก เช่น ความสามารถในการทนต่อภาวะลัดวงจร สมรรถนะในการรับโหลดเกิน และขีดจำกัดการเพิ่มอุณหภูมิ ซึ่งช่วยเติมเต็มช่องว่างของมาตรฐานทางเทคนิคที่เกี่ยวข้องในประเทศ เมื่อปี 2566 สังคมวิศวกรรมไฟฟ้ากานซู่ได้เผยแพร่มาตรฐานกลุ่มฉบับเสริม T/GES 001-2024 ซึ่งให้รายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับนิยามผลิตภัณฑ์ วิธีการทดสอบ รวมทั้งข้อกำหนดด้านการขนส่งและการจัดเก็บ และมีผลบังคับใช้อย่างเป็นทางการตั้งแต่วันที่ 26 ตุลาคม 2566 ทั้งสองมาตรฐานดังกล่าวไม่ได้ระบุอย่างชัดเจนถึงสถานการณ์ที่มีอัตราการโหลดสูงสำหรับหม้อแปลงไฟฟ้าแบบแห้งหรือแบบจุ่มน้ำมันที่มีระดับแรงดันสูงกว่านี้ หรือหม้อแปลงไฟฟ้าที่ใช้สื่อฉนวนชนิดใหม่ ซึ่งส่งผลให้นิยามสมรรถนะของผลิตภัณฑ์ในตลาดคลุมเครือ และขาดกรอบอ้างอิงมาตรฐานสำหรับการออกแบบและการเลือกใช้งาน กลายเป็นอุปสรรคสำคัญที่ขัดขวางการพัฒนาอุตสาหกรรมให้เป็นไปตามมาตรฐาน ผู้เชี่ยวชาญที่เข้าร่วมการประชุมเห็นพ้องต้องกันว่า มีความเร่งด่วนอย่างยิ่งที่จะนำลักษณะการรับโหลดเกินสูงเข้าไปรวมไว้ในหมวดหมู่มาตรฐานหม้อแปลงไฟฟ้าสีเขียวที่กว้างขึ้น ทุกฝ่ายจำเป็นต้องร่วมมือกันจัดทำมาตรฐานกลุ่มหรือมาตรฐานอุตสาหกรรมที่เกี่ยวข้อง และเมื่อเงื่อนไขพร้อมแล้ว ควรจัดทำมาตรฐานระดับชาติเพื่อขจัดอุปสรรคด้านการออกแบบและการเลือกใช้งาน
5. สรุป
การสัมมนาครั้งนี้เรียกร้องให้ทุกฝ่ายปรับปรุงแนวคิดแบบดั้งเดิมของตน ปัจจุบันการออกแบบและเลือกขนาดกำลังของหม้อแปลงไฟฟ้ามีแนวโน้มใหญ่เกินความจำเป็น ขณะที่อัตราการใช้งานโหลดต่ำเกินไป ส่งผลให้เกิดการสูญเสียพลังงานอย่างมาก ดังนั้น ควรนำแนวคิดที่เน้นความเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม มีความเขียวขจี ต่ำคาร์บอน และเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมาผสานรวมเข้ากับแนวคิดหม้อแปลงไฟฟ้าแบบรับโหลดสูงพิเศษ สมาคมอุตสาหกรรมควรทำหน้าที่นำทางและร่วมมือกันในการจัดทำมาตรฐาน ทั้งนี้ ควรคัดเลือกโครงการในนิคมอุตสาหกรรม อาคารเชิงพาณิชย์ และสถานีพลังงานใหม่ เพื่อดำเนินโครงการนำร่องในระดับท้องถิ่นอย่างต่อเนื่อง พร้อมทั้งจัดการประชุมแลกเปลี่ยนทางเทคนิคอย่างสม่ำเสมอเพื่อขยายการรับรู้ในวงกว้างของอุตสาหกรรม นอกจากนี้ การเสริมสร้างความร่วมมืออย่างลึกซึ้งระหว่างสถาบันการศึกษา อุตสาหกรรม และหน่วยงานวิจัย จะช่วยส่งเสริมการพัฒนาและอัปเกรดเทคโนโลยีอย่างต่อเนื่อง
เมื่อมาตรฐาน เทคโนโลยี ตลาด และนโยบายทำงานร่วมกันอย่างสอดคล้องกัน การนวัตกรรมทางเทคโนโลยีที่ซ่อนเร้นอยู่ใน สถานีไฟฟ้า จะก่อให้เกิดประโยชน์ทางเศรษฐกิจและสังคมที่สำคัญอย่างแน่นอน และปลูกฝังพลังงานสีเขียวลงในกระบวนการพัฒนาคุณภาพสูง
EN
