可再生 植物绝缘油的节能估算

2016-09-30

                                                                                                           张西子 陈政琦 王伟 华北电力大学发布

摘要:变压器 油作为变压器的主要绝缘介质,其性能 的优劣将直接影响变压器的使用。传统变 压器油可能含有多氯联苯等有害物质,环保性 和生物降解性能差。植物绝 缘油在绝缘性能上更有优势,同时对 也应当是一种环境友好型的物质。该文通 过对一次矿物能源、温室气 体的排放以及可降解性进行节能估算,证明了 植物绝缘油具有很好的节能减排效果。

关键词:变压器油;植物绝缘油;节能估算

一、引言

       电力系 统中大型变压器大部分都依靠变压器油作填充介质,变压器 油的性能将很大程度上决定变压器的工作性能优劣。

       普通矿 物油从石油中提取,日益枯 竭石油资源的有限性决定了不能对传统矿物油提供持续、稳定的大量供应;后十几年来,由于矿 物油的加速开采以及环境的持续恶化,新型可 持续环保材料开始受到人们的关注。而随着 电力系统的发展,对大型 变压器的需求将不断增加,越来越 高的输电电压等级对变压器的性能提出了更高的要求。

      虽然传 统变压器油的应用已经较为成熟,但无可 否认它在环境友好、可持续 发展以及电气性能上有着致命的缺陷。为此我 们需要寻求另外一种变压器油代替传统的绝缘油。新型变 压器油绝缘性能上要与传统变压器油相当甚至更有优势,同时对 也应当是一种环境友好型的物质,能够实现可持续发展。变压器 用植物油则可以满足我们的需求。下面我 们将就变压器用植物绝缘油进行估算。

二、节能估算

       据《2010中国电力年鉴》统计,江苏省 中属于国家电网经营的区域共有约15784台变压器在运行中,总容量高达30000万KVA,绝18.44万立方 米的变压器油在服务中。我们以 此作为以下节能估算的前提,统一取18.44万立方 米的变压器油作为计算对象。

      (一)一次矿物能源的节省

       倘或使 用植物油来替代现今正在服务的变压器使用的矿物油,可节省矿物油油量18.44万立方米。

       原油的密度一般0.75-0.95,不妨取0.85吨每立方米,节省的矿物油吨数:0.85=15.68万吨

       对于现 今原油价格疯狂上涨,及未来 石油将供不应求的情况,倘若能 从电力系统中省下这一笔相当大的原油使用量,能减轻 我国对国际原油的依赖程度,从政治、经济及 环境保护等各方面来说均是有益的。

      (二)对温室 气体的排放的影响

       取CO2排放量基本计算公式:排放的CO2量=变压器 所需油总量变压器油的平均单位体积排放CO2量。

       经计算可知,使用植 物油的温室气体排放量减少可达98%之多,即使用 植物油所带来的碳排放量只有传统矿物油碳排放量的2%~3%,对于抑制和减少全球CO2的排放 量将起到显著的效果。以上数 据仅是计及江苏一省的碳排放量,如果推 广至全国将有更为可观的节能成效。

      (三)植物油的可降解性

       我们使用的是FR3绝缘冷 却液是一种基于豆油的变压器油。相对小型(1000千伏以下)的变压器,需要冷却液(500加仑)约1.89立方米。可以为使用寿命为30年的1000千伏的变压器服务。

      植物油 在自然界非常丰富,植物油 是高度可降解的,降解超过95%。矿物油、甲基硅 油只有较低的生物降解性。植物油 的降解率是矿物油的3倍,不能被 降解的变压器油量也仅剩0.55万立方米,在极大 程度上减少了排入土壤中的不可降解的变压器油,从而实 现了对土地环境的保护,起到了“减排”的功效。

       此外,由于矿 物油是碳氢化合物,所以在 矿物油的分解测试中发现它产生太多CO2,CO和氢。而植物 油在灭弧条件测试中和矿物油相比减少了四倍的易燃气体。而且植 物油具有很高的气体吸收能力,因此它 会抑制分解和腐烂的活动。

三、结束语

       采用植 物绝缘油作为传统矿物油的替代品,减少了 化石能源的开采,进而有 效节约了化石能源,起到了 节能减排的效果。另外,植物绝 缘油的生物降解性大于97%,是一种 环保清洁的液体绝缘材料,植物绝 缘油不慎进行自然环境中或者已老化不能继续使用时,无需进 行处理即可被降解,从而使 用自然环境得到保护。

参考文献:

       [1]廖瑞金,冯运,杨丽君,油纸绝 缘老化特征产物生成速率研究[J].中国电机工程学报,2008,28.

       [2]Y.Bertrand and L.C.Hoang,Vegetal Oils as Substitute for Mineral Oils, June 1-5, 2003,Nagoya.

       [3]US Patent 5,949,017 issued September 7,1999 to ThottathilV.Oommen and C.ClairClaibome,ABB Power T&D Company Inc.(Raleigh, NC).“Electrical transformers containing electrical insulation fluids comprising high oleic acidcompositions”.

       [4]T.V.OommenC.C.ClaibomeJ.T.Mullen,BIODEGRADABLEELECTRICAL INSULATION FLUIDS,ABB Power T&D Company Inc. Electric systems Technology Institute.

       [5]R.Badent,M.Hemmer,A.J.Schwab,Inhibitcd rape-seed oil as substitute for mineral oils,2002 Annual Report Conference on Electrical Insulation and Dielectric Phenomena.

友情链接:    福彩快3开奖号码 - 快3网   双色球周二走势图   麦久彩票网   如何买彩票   中国体育彩票网 - 体彩中心