变压器硅油时代已终结?

日期:2018-08-12

作者:Barry Menzies,全球董事总经理,MIDEL
回顾20世纪70年代,我们这些电力行业的人应该还记得,多氯联苯(PCB)是最忌惮起火风险的应用场合的首选变压器冷却液。后来,PCB被归类为具有致癌性的持久有机污染物,对于更安全的替代液的需求迫在眉睫。硅油就在这时进入人们的视野,这种液体虽然无法生物降解,但却是不可燃的,价格也不贵,所以广泛被美国、中东和亚太地区的运营商采用。
 
硅油的特征
硅油是一种K级变压器油,这意味着它的火点在300oC以上,如果变压器因为被电弧或闪电击中而出现故障,也不会(像矿物油那样)产生池火。硅油在将消防安全视为重中之重的应用场合使用,安装在建造区域、油气运营作业场所、需要处理可燃物质的生产设施、火车和风力涡轮机等地方的配电变压器无不高度重视消防安全。在环境温度较高的国家,如中东和亚太地区,对变压器的防火要求更是尤其严苛。
 
你们如何应对
然而,硅油现在已经被更先进的技术产品所取代,例如酯基类变压器酯油。酯油和硅油都是K级变压器油(不易燃),所以都非常适合在极端重视消防安全的应用场合中使用,不过,酯油(无论是合成的还是天然的)还具有出色的环保性能。硅油则有一个臭名昭著的缺点,那就是它容易泄漏,一旦进入环境,需要很长时间才能降解,而酯油不但无毒而且可以完全生物降解。
 
与酯油相比,硅油黯然失色
因此,在充当变压器油时,酯油的性能与硅油相当甚至超过了硅油。此外,酯油还具有其他优势: 例如,除了不可燃性外,酯类还具有很高的含水饱和度。许多变压器都面临着会进水这个现实的问题,尤其是在像亚太地区这样潮湿的环境中。无论是在呼吸型还是密封型变压器设计中使用,在介电性能受到损害之前,酯油的水分耐受度都比硅油高得多。硅油和矿物油一样,对水分的耐受性较差。按说这个问题影响不大,因为正是考虑到硅油的这个特性,所以人们才主要在密封变压器中使用硅油,但这是以提供定期的、全面的维护为前提的,在现实世界中不一定能保证。
从冷却功能角度来看,酯油的优势也很明显,尤其是在环境温度通常在60o以上的中东等地区。在这样的高温下,硅油的粘度高于酯油,遏制了变压器功率的发挥,这意味着使用酯油的变压器可以更小的尺寸提供与使用硅油的变压器相同的功率,从而大量节省了空间。
事实上,酯油的用途更为广泛,因为它们具有更高的介电性能。更高的介电性能意味着虽然在工作电压达到66kV左右的变压器中就不能使用硅油作为冷却液,但是酯油却不存在这样的限制。此外,使用酯油作为冷却液的变压器,可以在与硅油变压器具有同样尺寸的基础上达到更高的额定功率。像风力发电场这样的行业,未来风力涡轮机的尺寸变得越来越大、功率越来越高,酯油带来的性能优势是显著的。
 
如果价格合适
变压器硅油能够在市场上存活这么久,主要归功于它的一大优势:价格。尽管价格起伏不定,但是过去的硅油价格基本维持在每升2.5至2.8美元之间。如今,这个价格区间已经被打破;其他用途需求增加而且供应量减少,致使硅供求失衡,价格上涨。当硅变成制造屏幕和电脑芯片等产品的核心成分时,变压器油制造商不太可能率先争取到有限的硅供应。
硅油的价格现在已经达到每升7美元,而且不太可能降回过去的水平。虽然让硅油变压器改用酯油是不可能的,但是酯油的优势确实能有力地说服那些通常会在新购变压器时选择硅油变压器的用户改选酯油变压器。无论是水电气供应单位、石油和天然气公司还是铁路运营商,防火变压器对于很多行业而言都是关乎业务成败的大事,在中东和亚太地区的炎热气候下,防火变压器重要性有增无减。随着股东和董事会对环保问题的关注度越来越高,酯油也因其环保性能脱颖而出。展望未来,或许变压器硅油的时代确已终结。
 

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