В условиях быстрого распространения ветровой, фотоэлектрической энергии и подстанций хранения энергии , масляные трансформаторы, которые служат основным оборудованием для повышения напряжения в сети и передачи энергии, сталкиваются с серьезными проблемами в уникальных условиях эксплуатации новых энергетических систем. Ускоренное старение изоляционного масла стало распространенной проблемой отрасли. Частые колебания нагрузки, гармонические возмущения и двунаправленные силовые воздействия вызывают повышение кислотности трансформаторного масла, избыток растворенных газов и преждевременное выпадение осадка, что напрямую увеличивает затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание и значительно сокращает срок службы оборудования. Традиционные методы, такие как фильтрация масла, замена масла и адсорбционная очистка, могут лишь пассивно удалять продукты старения и не могут принципиально предотвратить деградацию изоляционного масла.

Чтобы решить эту отраслевую проблему, мы полагаемся на нашу основную запатентованную технологию — «Метод и систему улучшения циркуляции плазмы трансформаторного масла» — чтобы преодолеть ограничения традиционного обслуживания после аварии. Благодаря внедрению механизма электрохимической реакции на основе низкотемпературной плазмы (NTP) система обеспечивает заряженную работу изоляционного масла и онлайн-восстановление на молекулярном уровне, создавая совершенно новую технологическую парадигму для онлайн-молекулярного ремонта изоляционного масла трансформатора, принципиально отличающуюся от обычного оборудования для фильтрации масла.

Почему изоляционное масло в ветроэнергетических и накопительных трансформаторах стареет быстрее?

I. Четыре основных условий эксплуатации, ускоряющих старение изолирующего масла в новых энергетических трансформаторах

Скорость старения изоляционного масла в новых ветроэнергетических трансформаторах и трансформаторах для накопления энергии значительно выше, чем в обычном оборудовании, главным образом из-за комбинированного эффекта ускорения четырех особых условий эксплуатации.

1. Периодическое термическое циклирование ускоряет окисление.

Частые колебания нагрузки на возобновляемые источники энергии вызывают повторяющиеся изменения температуры масла. Следуя «правилу 6°C» старения изоляции, постоянные колебания температуры способствуют образованию пероксидов. В сочетании с гидролизом и подкислением изоляционной бумаги, а также проникновением кислорода и поглощением влаги, вызванными разрушением уплотнений и утечкой бака трансформатора, процесс старения изоляционного масла значительно ускоряется.

2. Постоянное напряжение от гармоник и высокочастотных электрических полей.

Высокочастотные гармоники и импульсные напряжения, генерируемые подключенными к сети преобразователями, вызывают искажения электрического поля, вызывая ионизацию молекул масла и генерируя окислительные свободные радикалы. Между тем, гармонические потери создают локальные горячие точки и вместе с каталитическими эффектами металлических частиц еще больше ускоряют деградацию масла.

3. Двунаправленная передача энергии усиливает повреждение изоляции.

Двунаправленные операции зарядки и разрядки систем хранения энергии вызывают постоянную микровибрацию обмоток трансформатора, образуя металлический мусор и повреждая границу раздела масляно-бумажной изоляции. Это вызывает частичный разряд, в результате которого в результате разложения масла образуются газы и частицы углерода, что приводит к постоянному ухудшению качества масла.

4. Традиционные системы масляных насосов усугубляют проблемы старения.

Механические масляные насосы с фиксированной скоростью выделяют металлические примеси в результате износа во время работы. Их термическая реакция медленная, и они могут обеспечить только рассеивание тепла без удаления растворенных газов или нейтрализации стареющих свободных радикалов. Совокупное воздействие множества неблагоприятных факторов создает замкнутый цикл ускоренного старения масла. Традиционные методы технического обслуживания направлены только на симптомы, а не на коренные причины, и не могут адаптироваться к сложным и экстремальным условиям эксплуатации новой энергетики.

Четыре условия, ускоряющие старение изолирующего масла трансформатора

II. Проблемы существующих технологий очистки изолирующего масла

1. Автономная вакуумная фильтрация масла

Автономная вакуумная фильтрация масла позволяет удалять только свободную воду, газы и твердые частицы. Он не может эффективно удалять растворенные кислотные вещества и коллоидный шлам, а также существенно снижать кислотность масла и диэлектрические потери.

2. Технология адсорбционной регенерации.

Адсорбционная регенерация основана на использовании адсорбентов для очистки масла. Однако адсорбенты быстро насыщаются и требуют частой замены. Кроме того, для проведения работ по техническому обслуживанию требуются отключения электроэнергии, что приводит к повторному циклу очистки с последующим новым старением.

3. Полная замена масла.

Полная замена трансформаторного масла обходится крайне дорого. Для крупных главных трансформаторов на морских насосных станциях общая стоимость одной замены масла может достигать миллиона юаней. Это также приводит к образованию значительного количества опасных отходов, что противоречит целям зеленого и низкоуглеродного развития.

Промышленности срочно требуется интегрированное решение, способное непрерывно работать в режиме онлайн, одновременно улучшая рассеивание тепла и подавляя старение масла.

Проблемы существующих технологий очистки изолирующего масла

Основная патентная технология Pearl Electric: принцип плазменной системы улучшения циркуляции масла

Основываясь на запатентованном изобретении «Метод и система улучшения плазменной циркуляции трансформаторного масла», компания Pearl Electric добилась ключевого технологического прорыва в обслуживании новых энергетических трансформаторных масел.

Независимо разработанная запатентованная технология использует архитектуру низкотемпературной плазмы с диэлектрическим барьерным разрядом (DBD). Герметичный блок генерации плазмы установлен внутри масляного бака и совмещен с интеллектуальной системой управления. Рабочая мощность может быть адаптивно отрегулирована в зависимости от температуры масла, условий нагрузки и качества масла. Система объединяет механическую циркуляцию масла и оперативную очистку изоляции, решая фундаментальную проблему старения масла в его источнике.

Способ и система повышения плазменной циркуляции трансформаторного масла

Адаптивная система управления с обратной связью

Система устраняет колебания температуры, возмущения электрического поля и ускоренное окисление масла, вызванные изменениями нагрузки в ветроэнергетических и аккумулирующих трансформаторах, посредством адаптивного регулирования с обратной связью:

• Использование ионно-ветровой и механической циркуляции масла для быстрого рассеивания горячих точек и уменьшения факторов теплового старения;

• Непрерывная циркуляция изоляционного масла через зону плазменной реакции для эффективного разложения неисправных газов и подавления окислительных свободных радикалов;

• Подавление образования органических кислот и шламов в источнике, предотвращение коррозии металла и повреждения изоляционных конструкций;

• Оснащен датчиками мониторинга рабочего состояния в режиме реального времени, динамически регулирующими интенсивность разряда и автоматически снижающими энергопотребление в условиях низкой нагрузки.

Вся система образует двунаправленный синергетический замкнутый контур: улучшенное рассеивание тепла снижает тепловое напряжение, а оперативная очистка прерывает цепные реакции старения, точно решая ключевую проблему быстрого старения изоляционного масла в новых энергетических приложениях.

Адаптивный рабочий механизм с замкнутым контуром трансформатора

Основные преимущества по сравнению с традиционными решениями

Технический аспект	Традиционный механический масляный насос + внешняя фильтрация	Интегрированная система улучшения циркуляции плазменного масла
Способ вождения	Изношенное механическое рабочее колесо, постоянно образующее металлические загрязнения.	Плазменный ионный ветер без движущихся частей и нулевого загрязнения мусором.
Функциональный объем	Только теплоотвод; очистка зависит от внешнего оборудования	Интегрированный отвод тепла и онлайн-очистка масла
Режим подавления старения	Пассивная фильтрация существующих загрязнений; неспособен остановить реакции окисления	Активное тушение свободных радикалов и подавление старения масла в самом его источнике.
Режим обслуживания	Требуется регулярная замена фильтра, проверка масляного насоса и автономная фильтрация масла.	Длительная онлайн-работа с минимальным расходными материалами и возможностью непрерывной работы.
Адаптивность к условиям хранения ветровой/солнечной энергии/энергии	Медленная реакция на колебания нагрузки и недостаточный контроль горячих точек.	Адаптивная регулировка циркуляции, подходящая для частых колебаний мощности.
Риск безопасности	Внешние трубопроводы увеличивают риск утечек; неисправности насоса могут привести к перегреву	Интегрированная внутренняя структура с диэлектрической барьерной изоляцией и высокой безопасностью.

Основные технические преимущества и отраслевая ценность

По сравнению с традиционными решениями, эта запатентованная технология не содержит движущихся компонентов и расходных материалов, что обеспечивает непрерывную работу в режиме онлайн без отключения. Он объединяет функции улучшенного отвода тепла и очистки масла, что делает его очень подходящим для сложных и необслуживаемых условий эксплуатации ветроэнергетических, фотоэлектрических систем и систем хранения энергии. Эта технология может эффективно продлить срок службы изоляционного масла и трансформаторов, значительно сократить затраты на закупку оборудования, текущее обслуживание и утилизацию опасных отходов, минимизировать риск эксплуатационных сбоев и простоев, защитить доходы от производства электроэнергии и хранения энергии, одновременно сокращая выбросы углерода, связанные с отработанным маслом, и обеспечивая экологически чистую и низкоуглеродную работу на протяжении всего жизненного цикла проекта.

После крупномасштабной интеграции в сеть ветроэнергетических систем и систем хранения энергии ускоренное старение систем изоляции трансформаторов стало критическим узким местом, ограничивающим срок службы активов электростанций и снижающим доход от инвестиций. Традиционные решения по эксплуатации и техническому обслуживанию трансформаторов не могут удовлетворить уникальные характеристики нагрузки новых энергетических приложений. Используя наши запатентованные основные патенты, мы преодолели традиционное техническое разделение между системами охлаждения и очистки, объединив технологию плазменной жидкостной очистки с технологией низкотемпературной плазменной очистки, напрямую решая фундаментальную проблему старения изолирующего масла в новых энергетических трансформаторах.

Сценарии широкого применения трансформаторов и экологические преимущества

Эта инновационная технология представляет собой новое направление в управлении температурой трансформаторов и обслуживании изоляции. Он может предоставить индивидуальные решения для наземных и морских ветроэнергетических проектов, централизованных фотоэлектрических электростанций и крупномасштабных электрохимических накопителей энергии, обеспечивая безопасную, долгосрочную, экономичную и стабильную работу высоковольтного оборудования в энергосистемах нового поколения.