可再生植物絕緣油的節能估算

2016-09-30

                                                                                                           張西子 陳政琦 王偉 華北電力大學發布

摘要:變壓器油作為變壓器的主要絕緣介質,其性能的優劣將直接影響變壓器的使用。傳統變壓器油可能含有多氯聯苯等有害物質,環保性和生物降解性能差。植物絕緣油在絕緣性能上更有優勢,同時對也應當是一種環境友好型的物質。該文通過對一次礦物能源、溫室氣體的排放以及可降解性進行節能估算,證明了植物絕緣油具有很好的節能減排效果。

關鍵詞:變壓器油;植物絕緣油;節能估算

一、引言

       電力係統中大型變壓器大部分都依靠變壓器油作填充介質,變壓器油的性能將很大程度上決定變壓器的工作性能優劣。

       普通礦物油從石油中提取,日益枯竭石油資源的有限性決定了不能對傳統礦物油提供持續、穩定的大量供應;後十幾年來,由於礦物油的加速開采以及環境的持續惡化,新型可持續環保材料開始受到人們的關注。而隨著電力係統的發展,對大型變壓器的需求將不斷增加,越來越高的輸電電壓等級對變壓器的性能提出了更高的要求。

      雖然傳統變壓器油的應用已經較為成熟,但無可否認它在環境友好、可持續發展以及電氣性能上有著致命的缺陷。為此AG网需要尋求另外一種變壓器油代替傳統的絕緣油。新型變壓器油絕緣性能上要與傳統變壓器油相當甚至更有優勢,同時對也應當是一種環境友好型的物質,能夠實現可持續發展。變壓器用植物油則可以滿足AG网的需求。下麵AG网將就變壓器用植物絕緣油進行估算。

二、節能估算

       據《2010中國電力年鑒》統計,江蘇省中屬於國家電網經營的區域共有約15784台變壓器在運行中,總容量高達30000萬KVA,絕18.44萬立方米的變壓器油在服務中。AG网以此作為以下節能估算的前提,統一取18.44萬立方米的變壓器油作為計算對象。

      (一)一次礦物能源的節省

       倘或使用植物油來替代現今正在服務的變壓器使用的礦物油,可節省礦物油油量18.44萬立方米。

       原油的密度一般0.75-0.95,不妨取0.85噸每立方米,節省的礦物油噸數:0.85=15.68萬噸

       對於現今原油價格瘋狂上漲,及未來石油將供不應求的情況,倘若能從電力係統中省下這一筆相當大的原油使用量,能減輕我國對國際原油的依賴程度,從政治、經濟及環境保護等各方麵來說均是有益的。

      (二)對溫室氣體的排放的影響

       取CO2排放量基本計算公式:排放的CO2量=變壓器所需油總量變壓器油的平均單位體積排放CO2量。

       經計算可知,使用植物油的溫室氣體排放量減少可達98%之多,即使用植物油所帶來的碳排放量隻有傳統礦物油碳排放量的2%~3%,對於抑製和減少全球CO2的排放量將起到顯著的效果。以上數據僅是計及江蘇一省的碳排放量,如果推廣至全國將有更為可觀的節能成效。

      (三)植物油的可降解性

       AG网使用的是FR3絕緣冷卻液是一種基於豆油的變壓器油。相對小型(1000千伏以下)的變壓器,需要冷卻液(500加侖)約1.89立方米。可以為使用壽命為30年的1000千伏的變壓器服務。

      植物油在自然界非常豐富,植物油是高度可降解的,降解超過95%。礦物油、甲基矽油隻有較低的生物降解性。植物油的降解率是礦物油的3倍,不能被降解的變壓器油量也僅剩0.55萬立方米,在極大程度上減少了排入土壤中的不可降解的變壓器油,從而實現了對土地環境的保護,起到了“減排”的功效。

       此外,由於礦物油是碳氫化合物,所以在礦物油的分解測試中發現它產生太多CO2,CO和氫。而植物油在滅弧條件測試中和礦物油相比減少了四倍的易燃氣體。而且植物油具有很高的氣體吸收能力,因此它會抑製分解和腐爛的活動。

三、結束語

       采用植物絕緣油作為傳統礦物油的替代品,減少了化石能源的開采,進而有效節約了化石能源,起到了節能減排的效果。另外,植物絕緣油的生物降解性大於97%,是一種環保清潔的液體絕緣材料,植物絕緣油不慎進行自然環境中或者已老化不能繼續使用時,無需進行處理即可被降解,從而使用自然環境得到保護。

參考文獻:

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