מבוא

מהפךי חשמל הם עמוד השדרה של רשתות חשמל מודרניות, מתח מתח קדימה לשידור יעיל ולמטה להתפלגות בטוחה.עבור יותר ממאה שנים, שמן מינרלים היה נוזל דיאלקטרי ברירת המחדל המשמש בידוד וקירור בנכסים קריטיים אלה.עם זאת, המגבלות של שמן מינרלים - החיסרון, יכולת ביולוגית ירודה, וסיבולת תרמית מוגבלת - מניעות פרדיגמות לעבר סטיות סינתטיות נוזלים שפותחו במקור, כמו פונקציות תעשייתיות, כמו גם חומרים תעשייתיות, כמו גם חומרים תעשייתיות, כמו גם חומרים תעשייתיות, כמו גם חומרים תעשייתיות, ואפקטים, ואפקטים נרחבות תעשייתיות, ואפקטים, כמו גם חומרים תעשייתיות, כמו גם חומרים תעשייתיות, כמו גם חומרים תעשייתיות, כמו גם חומרים תעשייתיות, ואפקטים של אנרגיה מתקדמת, ואפקטים, ואפקטים של אנרגיה מתקדמת, ואפקטים של אנרגיה מתחדשת, ואפקטים, ואפקטים, ואפקטים, יעיל של אנרגיה מתחדשת, כמו גם יעילות תעשייתית של אנרגיה מתקדמת, ואפקטים, כמו גם של אנרגיה מתקדמת, ואפקטים, כמו גם של אנרגיה מתקדמת, ואפקטים, ואפקטים, ואפקטים, ואפקטים, ואפקטים, יעילות תעשייתית של אנרגיה מתחדשת, ואפקט

מה הם שפעת סטרואידים סינתטיים?

נוזל סינתטי ester מיוצרים באמצעות תגובה כימית מבוקרת בין חומצות אורגניות ואלכוהול, ומייצרת ester מתסטר או פוליקול.בניגוד לאסטרים טבעיים, אשר נגזרים משמן צמחי, esters סינתטיים מונדסים למפרט מולקולרי מדויק, המציע תכונות עקביות לאחר אצווה.מבנה הבסיס של esters סינתטי מספק יציבות תרמית גבוהה, עמידות חמצון מעולה, ונקודת פלאש גבוהה (ply) בהשוואה ל מינרלים (180 מעלות צלזיוס) מינרליים).

נוזלים אלה מסווגים תחת IEC 61099 ו- IEEE C57.154 סטנדרטים, אשר מציינים דרישות עבור esters אורגניים סינתטיים שאינם בשימוש בשימוש בציוד חשמלי.הם נועדו במיוחד להתעלות על הביצועים התרמיים והבטוחים של שמן מינרלים תוך שמירה על תאימות עם חומרים משתנים קיימים כגון נייר צלולוז, לוח עיתונות, וגזים.

היתרונות העיקריים של שפעת סינתטית

1 שיפור ביצועים ו- Transformer Loading

אחד היתרונות המשמעותיים ביותר של נוזלי ester סינתטי הוא היכולת שלהם לפעול בטמפרטורות גבוהות יותר ללא ירידה מצטברת.המעמד התרמית של esters סינתטי להגיע עד 130 מעלות צלזיוס (Class B) או אפילו גבוה יותר עם ניסוחים מיוחדים, בהשוואה ל-105 מעלות צלזיוס (Class A) עבור שמן מינרלים קונבנציונלי. זה יכולת טמפרטורה גבוהה יותר מתורגם ישירות לעומס משופר: מתכנתים סינתטיים עבור ester יכול להתמודד עם 10-15% בתנאי פעילות גופנית נמוכה יותר.

מוליכות תרמית גבוהה של esters סינתטי (סביב 0.15 W / mK) משפרת עוד את הניתוק החום מן הרוח למדיום הקירור, צמצום טמפרטורות כתמים חמים. הנכס הזה מועיל במיוחד עבור עיצובים קומפקטיים שבו החלל מוגבל, כגון פלטפורמות בחוות רוח offshore או תת-תתתתתמי תת-קרקעית.הביצועים התרמיים העליון גם מאפשר צפיפות כוח גבוהה יותר, כלומר, ניתן לבנות סיינטטית עבור אותו דירוג קטן יותר עם אותו אסטרית עם אותו ester עם דירוג קטן יותר עם אסטרית.

  • (FLT:0) טמפרטורות של כתמי חום 1 (CDC) על ידי 5-15 מעלות צלזיוס בהשוואה לשמן מינרלים באותה עומס, על פי CIGRE TB 755.
  • (ב) ,0) עדיף העברת חום (FLT:1) בשל התנהגות תרמית גבוהה יותר ופתיחות נמוכה יותר בטמפרטורות הפעלה.
  • (ב) ,0) ,התמרו על יכולת העומס של קיבולת ה- 1 (ב) ללא מגבלות תרמיות, דבר שמאפשר ניהול רשת גמישה.

בטיחות אש - צמצום משמעותי של הסיכון לשריפה

שמן מינרלים הוא דל; נקודות הבזק והאש הנמוכות שלו מציבות סכנות חמורות במשתנים מקורה, ליד בניינים, או באזורים מאוכלסים בצפיפות.נוזלים הסינתטיים יש נקודת מפנה בדרך כלל מעל 300 מעלות צלזיוס ונקודת אש מעל 350 מעלות צלזיוס, מה שהופך אותם סיווג של נוזלי "נקודת אש גבוהה" על פי IEC 61099.

היתרון בטיחות האש גם מרחיב לטמפרטורה של התחדשות (בדרך כלל >380 ° C) ושיעורי הגבלת חום נמוכה במהלך הבעירה.במקרה הלא סביר של כישלון מהפך, נוזלים ester סינתטיים הם הגדרה עצמית או כוויות עם פחות אנרגיה, מצמצם את הסיכון של שריפות קטסטרופליות להתפשט לציוד הסמוך.

(FLT:0) השימוש בנוזלים ester סינתטיים במניפסטים כוח מבטל את הצורך באמצעי הגנה יקרים כגון חומת אש קונקרטית, מערכות דהוי, ומטמים רבים, המספקים הן בטיחות והן הטבות כלכליות." - CIGRE טכני Brochure 755FLT:1

ידידותיות סביבתית ואמינות ביולוגית

לייקים ופיסות של שמן מינרלים יכולים לגרום לקרקע חמורה ולזיהום מים, הדורשים ניתוק יקר.בניגוד, נוזלים ester סינתטיים הם ביו-דידה - בחריפות וגלועה; 90% בתוך 21 ימים על פי ה-OECD 301B או בדיקות דומות.הם אינם רעילים לאורגניזמים מימיים ואינם ממולים.

רוב פורמולות ester סינתטיות הן גם כמעט ללא sulfur ותרכובות קורוזיות אחרות שיכולות לתרום להיווצרות sulfide נחושת בשמן מינרלים.זה מבטל את הסיכון של גילוח גילוח ועץ חשמלי הקשורים corrosive sulfur. בנוסף, esters סינתטי הם לחלוטין לא דביק עם שמן מינרלים קונבנציונלי באחוזים קטנים, אבל מרתיעה מהפך מנפט סינתטי כדי למנוע זיהום מינרלים כדי למנוע זיהום זהיר.

  • (ב) ⁇ :0) ,(ב) ,(ב) ,ה-OECD 301B – וגיל; 90% ב-28 ימים.
  • (ב) ⁇ :0 (לא) ⁇ : לא היו השפעות מזיקות על הדהפיה או אצות (OECD 202, 201).
  • (ב) ,0) אדמה מינימלית / מים, מזהמים 1 (FLT) - מפחית עלויות ניקוי ועונשים רגולטוריים.
  • (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

Extended Transformer Life Through Better Oxidation Stability

שמן מינרלים רגיש לחמצן, במיוחד בטמפרטורות גבוהות, להרכיב חומצות, לחטוא, ו peroxides כי degrade נייר בידוד ומתכות corrode. ester נוזלs סינתטי להראות יציבות חמצון מעולה בשל המבנה המולקולרי הרווי שלהם, אשר חסר את האג"ח הכפול השבירה נמצא בתאים טבעיים.

יציבות אוקסידציה היא קוונטית באמצעות בדיקות סטנדרטיות כגון ASTM D2272 (מבחן הלחץ וסרסל אוקסידציה) או IEC 61125. esters סינתטי בדרך כלל להשיג חמצון זמניים מספר פעמים יותר מאשר שמן מינרלים. בפועל, זה אומר כי המרווח בין שינויים שמן ניתן להרחיב בין 15-20 טיפוסי ל מינרלים ל -30 שנים או יותר עבור משקעים מכניים, כמו גם שיבושים, תחזוקה נמוכה יותר.

יתר על כן, esters סינתטי יש זיקה גבוהה לחות - הם יכולים לספוג עד 10 פעמים יותר מים מאשר שמן מינרלים ללא מים להרכיב טיפות חינם. הנכס הזה מונע זיהום מים על בידוד נייר ושומר על הכוח הדיאלקטרי גבוה אפילו בתנאים לחות. כמו מים מאיץ את ההזדקנות של צלולוז, יכולת הקליטה של esters למעשה להאט נייר, מתן תועלת כפולה.

5.העליון דיאלקטרי ביצועים ו- Cooling

ממירי כוח מסתמכים על העוצמה הדיאלקטרית של הנוזל המבודד לעמוד בלחצים.נוזלים של סמסטר סינתטי יש מתח התמוטטות דיאלקטרי דומה לשמן מינרלים (בדרך כלל > 60 kV במצב חדש) אבל עם התנגדות טובה יותר להפחתה הנגרמת לחות.הקבוע ה dielectric הגבוה יותר של esters ( ⁇ 3.5) יוצר חלוקה חשמלית אחידה יותר בין נייר ו, צמצום נייר זה מאפשר ירידה משמעותית של חומרים.

התכונות הקירור של esters סינתטי הם גם יתרון.למרות כי הסטיות שלהם גבוה יותר שמן מינרלים ב 40 מעלות צלזיוס, מוליכות תרמית היא בערך 10-15% גבוה יותר, ובטמפרטורות הפעלה גבוהות (80 ° C ומעלה) טיפות הפנים טיפות מספיק כדי לשמור על יעילות זיהום טבעי קירור. המודרנית עם זרימת שמן ומערכות קירור מאולץ יכול להשתמש ביעילות esters סינתטי ללא שילוב משמעותי של חום גבוה ורמת חום גבוהה.

יישומים ושיקולים מעשיים

עיצובים חדשים

כאשר הופך כוח מיועד מאפס עבור נוזל ester סינתטי, מהנדסים יכולים לייעל את מערכת בידוד כדי למנף את התכונות של נוזל: פחת שמן דוקטרקטים, רדיורים קירור קטנים יותר, ודחיסות כוח גבוהה יותר. יצרנים מובילים רבים מציעים כעת קווי מוצר סטנדרטיים מלאים לפני esters סינתטי עבור יישומים כגון מהפך רוח, רכבות, ופיזור בסביבות עירוניות.

חידושים קיימים

המרת מינרל-שמן מלא נוזל ester סינתטי הוא נתיב שדרוג בר קיימא אבל דורש תכנון זהיר. בידוד מוצק הקיים (paper, לוחצים) תואם, אבל הטרנספורמציה חייבת להיות מרוקנת לחלוטין, מלוטש, ואבק לקירור כדי להסיר את שמן המינרלים השורדים. Gaskets וצבע עשוי להיות צורך להשתנות עקב הבדלים בתכונות לפתרון.

סטנדרטים והתאמה

סטנדרטים מרכזיים השולטים בנוזלים סינתטיים כוללים:

  • (ב) ⁇ :0 (IEC 6109903FLT:1) - מפרט עבור esters אורגניים סינתטיים שאינם בשימוש למטרות חשמל.
  • (ב) [13] ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (FLT:0)IEC 60076-22-3FLT:1 - ממירי חשמל, חלק 22-3: Transformer ו כורים - בידוד נוזלים (תאים סינתטיים וטבעיים).
  • (FLT:0ASTM D6871FLT:1 - מפרט סטנדרטי של שפעת Ester טבעי (שמן צמחי) המשמש בנספח חשמלי (גם החל esters סינתטי על ידי התייחסות).

כאשר מציינים esters סינתטי, חיוני לוודא כי נוזל עומד בסטנדרטים המתאימים עבור מעמד המתח תנאים סביבתיים. יצרנים לספק גליונות נתונים עם פרמטרים מרכזיים: דיוקיות kinematic, נקודת לשפוך, נקודה, מתח מבוזר, פיזור דיאלקטרי, גורם פירוק, ויציבות חמצון.

ניתוח עלויות

נוזלי ester סינתטי בדרך כלל עולים 3-5 פעמים יותר ליטר מאשר שמן מינרלים.עם זאת, ניתוח מקיף עלות מחזור חיים חייב לכלול:

  • חיסכון במערכות הגנה באש (אשים, מזרים, מבני המכילות נפט).
  • עלות המתחם של המירל (למשל, עבור מתקנים בחוץ ללא קירות bund).
  • מרווחי החלפת נפט ארוכים יותר ועבודה תחזוקה נמוכה יותר.
  • ביטוח סביבתי נמוך או עתודות אחריות.
  • סיכון מופחת של החוצה לא מתוכנן משריפה או דליפות.

מחקרים רבים מראים כי עבור הטרנספורמציה מדורג מעל 10 MVA או במקומות רגישים, esters סינתטיים לספק NPV חיובי נטו מעל 30-40 שנים.עבור ממירי ההפצה, פרמיה העלות עשויה להיות קשה יותר להצדיק ללא אש ספציפית או נהגים סביבתיים, אם כי תקנות עדכניות במדינות אירופיות מסוימות מחייבות נוזלים בעלי טווח גבוה של אש עבור מבנים מקורה וסמוך.

אתגרים ומגבלות

למרות היתרונות, נוזלים ester סינתטיים אינם פתרון אוניברסלי.הפניות הגבוהה שלהם בטמפרטורות קרות (למשל, מתחת -20 מעלות צלזיוס) יכול לעכב את הצטברות הטבעית באקלים קר, הדורשת תנורי חום או הליכים מיוחדים של התחלה.הם גם יש צפיפות גבוהה יותר, אשר יכול להשפיע על דרישות התרחבות הנפט.

תאימות עם הנוכחי על עומס משתנים (OLTC) יש גם לבדוק, כמו כמה עיצובים OLTC אופטימיזציה עבור שמן מינרלים. Arcing במעבורת יכול לגרום לפחמן, בעוד esters סינתטי להתמודד עם זה היטב, כמה יצרנים ממליצים הליכים בדיקה ספציפיים.כלל, הערכה הנדסית זה חיוני בעת אימוץ נוזלים סינתטיים עבור רטרוfit או עיצובים חדשים.

מסקנה

נוזלי ester סינתטי מייצגים התקדמות משמעותית ב בידוד וטכנולוגיה קירור.שילוב שלהם של בטיחות אש גבוהה, ביודידות יוצאת דופן, ביצועים תרמיים גבוהים, וכתובות ארוכות טווח משופרות רבות של האתגרים הדוחקים מול רשתות חשמל מודרניות: אורבניזציה, רגולציה סביבתית, אינטגרציה מתחדשת ואמינות נכסים. בעוד העלות הראשונית היא גבוהה יותר, העלות הכוללת של בעלות על החיים סינתטיים לעתים קרובות בשל עלויות נמוכות יותר עבור הגנה מופחתת, אך שיפור רמת כוח נמוכה יותר, אך באופן ברור, אך יעילות סביבתית, אך יעילות נמוכה יותר, אך יעילות נמוכה יותר, אך יעילות נמוכה יותר, אך יעילות נמוכה יותר, אך יעילות נמוכה יותר, אך יעילות נמוכה יותר, כמו גם כן, כמו גם כן, כמו גם על פני עלויות ייצור נמוכה יותר.

(ב) לקריאה נוספת על ביצועים טכניים ומחקרי מקרה, מתייחס ל- 0CIGRE TB 755 - שימוש בשפעת Ester ב- Transformersph 1, FLT:2IEEE C57.154 מדריכים לאחורFLT 3, וגליונות נתונים של היצרן כגון FLT:4Midel של משפחת ester LT5:5