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更節能、更環保 關於變壓器綠色製造定義的探討!

變壓器圈訊:2017年4月28日,國際銅業協會在北京召集召了「變壓器產業綠色發展研討會」。參加會議代表來自工信部國際經濟技術合作中心、標準化研究院、北京建築設計院、質量認證中心、電力科學研究院、瀋陽變壓器研究院、國網河南電力科學研究院,廣州電力公司試驗院、航空規劃設計院、北京科銳電氣公司、杜邦()、嘉吉()等上下游企業和管理部門。

會議上北京科銳電氣公司冮春惠主任對變壓器綠色製造的概念提出了具體的看法,各方代表對變壓器綠色製造進行了熱烈的討論,根據會議討論,結合工信部對綠色發展的引導,《變壓器圈》編輯對變壓器綠色製造的定義做了如下歸納和思考。

一、綠色變壓器製造的定義

綠色變壓器製造是指變壓器及其組部件在產品的全壽命周期階段,即從材料選擇、變壓器設計生產、運行維護和回收過程中符合節能節材、低碳環保和可再利用要求。這幾個方面包括,符合綜合能源消費低(節能低碳)、資源利用率高(節材)、對生態環境無害或危害極少(環保)、材料利用率高或可最大限度被再利用(可再生)、回收處理過程中減少廢棄物(可回收)、降低有害物質排放(環保)。同時,符合綠色變壓器發展理念的產品,也必須具備安全可靠、更低的噪音、更低的維護成本以及方便監測的特性。

二、綠色變壓器製造的基本內容

根據上述定義,綠色變壓器製造應包括以下方面:

1、綠色變壓器製造應包括變壓器的原材料選擇;

2、綠色變壓器製造應包含設計、生產、使用和回收全生命周期中的各個階段,包括:

物資利用率高(節材)、能源消費低(節能低碳)、對生態環境無害或危害極少(環保)、材料利用率高或可最大限度被再利用(可再生)、回收處理過程中很少廢棄物(可回收)、減低有害物質排放(環保);

3、變壓器的一些基本屬性也應包含在綠色變壓器製造定義中,如安全可靠、低噪音、低維護成本和更低的空負載損耗。

三、目前國內和國際比較認可的變壓器綠色製造案例

1)敞開式變壓器和NOMEX絕緣紙

具有更明顯的環保特性:SG變壓器(敞開式)在使用過程中不助燃,能阻燃,不會爆炸及釋放有毒氣體,不會對環境、其它設備和人體造成危害,對濕度、灰塵、污染不敏感;運行無局部放電及永無「龜裂」的可能。

在美國80%是節能環保性能更好的敞開式變壓器,20%左右是乾式環氧樹脂變壓器,然而歐洲和美國剛好相反,80%是環氧樹脂變壓器,而20%是敞開式變壓器。環氧樹脂塊降解難度大,歐洲在變壓器材料回收后一般將環氧樹脂用機器粉碎然後用於鋪路。但這個過程也是一個高技術和高耗能的過程。而使用NOMEX絕緣紙的變壓器很快就會降解,沒有殘留。

敞開式變壓器對應的是樹脂絕緣乾式變壓器,樹脂絕緣乾式變壓器生產工序複雜耗能、環氧樹脂用量多、難以降解、線圈回收需將樹脂拋開造成粉塵污染,需較多人工,產生燃燒時會產生大量有毒氣體或濃煙,危害人體健康。

2)天然酯油變壓器(可生物降解)

天然酯絕緣油變壓器具有以下特點:

A、環境友好由可再生資源製造:98%的成分為植物油;碳平衡;不含任何石油、鹵素、聚硅酮及硫成分。

B、在水及土壤中沒有毒性和危險性:通過OECD口服及水生毒性實驗;

-28天內完成降解:根據環境保護機構的標準,天然酯可完全降解(EPA)。

C、泄露補救成本低,無污染:天然酯泄露后無毒性,滲透速度慢,可完全降解,泄露溢出補救成本低,對水和土壤無污染;而礦物油運動粘度低,易滲透,容易波及水庫,降解緩慢,泄露溢出補救成本高。

D、防護安全性大幅提升:天然酯燃點是360度,而礦物油是160度,合成酯是310度。由天然酯絕緣介質做的變壓器到目前為止沒有起火記錄;FM許可及UL認可;省去了噴淋系統和防火牆;減少了建築物之間的間距。

E、合理選型讓用戶在成本和運行替換方面操作更具靈活性:在保持額定運行容量前提下,購買額定容量更小的變壓器;在維持相同負載能力的條件下,優化設計的變壓器體積更小;延長設備壽命,意味著降低成本。

F、良好的耐熱性能提高了設備過載能力和延長了設備壽命:現行標準熱點限值為110度;線圈溫升限值65K,這限制了變壓器的負載能力,而由天然酯絕緣系統可以耐受比標準高20度的高溫而且壽命不受影響;使用了天然酯絕緣系統的變壓器更小而且具有相同或更強的過載能力;已有的變壓器升級改造可以提高其過載能力。

G、相比礦物油可延長絕緣系統全壽命5-8倍。

3)立體卷鐵心變壓器和綠色設計(符合節材的理念)

立體三角形鐵心變壓器與傳統疊鐵心S13型變壓器相比具有以下突出優點:

提高供電質量:由於三相磁路相等,變壓器三相空載電流、空載電壓平衡,減小了空載電流波形畸變和三次諧波分量,提高了供電質量;

節電節能:性能參數達到國家標準和南方電網節能要求;

抗短路能力強:鐵心卷制更緊密,線圈用圓形,三相線圈用一體式框架夾件壓緊,抗短路能力強;

超靜音:500kVA以下雜訊小於45dB,630kVA~1600kVA以下雜訊小於50dB,雜訊減小比國家標準低;

節約原材料:硅鋼片降低20%左右,銅降低5%~15%;

立體三角形鐵心電力變壓器是繼疊鐵心變壓器、平面卷鐵心變壓器之後的又一代革命性變壓器。三角形鐵心不需切割,且無沖孔,消除了傳統疊鐵心變壓器的橫向、縱向接縫,減小了磁阻,鐵心截面呈圓形,同時三相磁迴路相等且最短。鐵心採用先進的退火工藝,消除內應力,使空載損耗及空載電流大幅度下降。因此,立體三角形鐵心電力變壓器比傳統疊鐵心變壓器有無可比擬的優良性能,是一種高效、節能、超靜音、可靠性更高的綠色環保變壓器,具有極為廣闊的應用前景。

所以從綠色經濟角度來看,銅繞組更符合綠色變壓器的理念。

5)綠色工藝

在變壓器箱體防腐方面,傳統工藝採取的是酸洗+磷化+噴漆,這個工藝對空氣和水等環境都有損害性影響,而現代環保工藝如水性漆則沒有這個問題。因此這也是工藝必須改進的地方。

水性漆與油性漆的區別

水性漆油性漆
稀釋劑以清水作為稀釋劑,健康無害有機溶劑,含有大量的苯、甲醛等有害物質
氣味無刺激、基本無味含有強烈的刺激性氣味,氣體中含有大量的有害物質
有機揮發物0%~15%VOC、低殘留30%~80%VOC1-2月強刺激性氣味揮發至基本無味,部分殘留仍會緩釋揮發10-15
施工性方便快捷,施工無危害施工中大量有害物質揮發,防火、防塵
翻新性容易,層間附著好有些困難
耐黃變較好一般較差
耐水性好、透氣不透水好,封閉性強
耐化學性一般化學品抗性高普遍較好的抗性
耐久性有呼吸作用,不易開裂脫落部分易開裂易脫落
色彩鮮艷度色彩柔和自然色彩亮麗
光澤度較困難容易、鏡面效果
漆膜硬度相對較軟、柔韌性好硬度高、抗划傷、脆度大
運輸存儲非危險品,溫度4度以上高危險品,易燃易爆



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