在天然酯絕緣變壓器等綠色變壓器出現(xiàn)以前，配電變壓器一般分為油浸式（采用礦物油）和干式（采用環(huán)氧樹脂）。在我國電網(wǎng)領(lǐng)域95%都是油浸式變壓器，在工業(yè)領(lǐng)域60%以上也是油浸式。這兩種變壓器（油浸式和干式）具有生產(chǎn)工藝簡單，技術(shù)成熟，過負(fù)荷能力強，價格便宜等特點，但這兩種變壓器目前應(yīng)用的絕緣材料，其環(huán)境影響較大（如礦物油會污染土壤和水，很難自然降解，而環(huán)氧樹脂則無法降解，用機械粉碎會產(chǎn)生粉塵還大量耗能），它們既代表了過去變壓器的典型型態(tài)，也代表了工業(yè)時代人們的設(shè)計理念，即追求工業(yè)產(chǎn)品的經(jīng)濟性、功能性和可規(guī)模生產(chǎn)的特性，而忽視其對環(huán)境的影響。
■本文將通過礦物油變壓器和天然酯絕緣變壓器的比較，來看看目前傳統(tǒng)的變壓器（或可稱為工業(yè)變壓器）和最新綠色變壓器的區(qū)別：
1、 礦物油變壓器的環(huán)保性與安全性
目前配電變壓器絕緣介質(zhì)基本上是礦物油，礦物油雖便宜，但有以下缺點：
1）易燃性：礦物油變壓器在防火和防爆方面有明顯缺陷，特別是大型電力變壓器，有些省還要求必須配置充氮滅火裝置。
2）對環(huán)境不友好：變壓器泄露出來的礦物油處理起來非常耗費人力和物力，處理不當(dāng)會對土壤和水造成污染。
3）回收成本高、回收難度高：由于礦物質(zhì)油需要專業(yè)設(shè)備、專業(yè)的回收流程和專業(yè)人才才能保證其無害地再利用，而有些回收的企業(yè)管理和技術(shù)工藝差，會造成礦物油的泄露而造成二次污染。
4）發(fā)生事故補救成本高：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；
2、代酯類絕緣油變壓器發(fā)展歷程
20世紀(jì)80年代酯類絕緣油開始出現(xiàn)，分為合成酯和天然酯。合成酯是由有機母體通過化學(xué)方法合成，合成酯成本高，只能用在一些特殊場合；而天然酯由農(nóng)產(chǎn)品得到已經(jīng)發(fā)展成熟，成本上和性能上都適合做絕緣介質(zhì),目前市場上有FR3和BIOTEMP等天然酯，F(xiàn)R3是大豆提煉的，BIOTEMP是葵花籽提煉的。
天然酯絕緣變壓器目前發(fā)展?fàn)顩r（目前FR3天然酯絕緣變壓器占據(jù)主要市場份額）：
-超過100萬臺天然酯絕緣變壓器在全世界運行；
-25,000臺大中型天然酯絕緣變壓器；
-5000臺室內(nèi)天然酯絕緣變壓器;
-5000個變電站使用天然酯絕緣變壓器；
-15,000臺變壓器更換了天然酯；
-超過100家供應(yīng)商具有供應(yīng)天然酯的供應(yīng)能力；
-超過100家變壓器生產(chǎn)廠正在使用和促進該技術(shù)；
應(yīng)用在420kV電壓以上的變壓器上的經(jīng)驗：
-天然酯絕緣500kV變壓器已經(jīng)通過實驗驗證；
-德國西門子制造的420kV天然酯絕緣變壓器已經(jīng)于2013年上電網(wǎng)運行；
-巴西500kV天然酯絕緣變壓器已經(jīng)應(yīng)用在 ELECTRONORTE輸電項目；
-美國農(nóng)墾局345kV天然酯絕緣變壓器輸電項目；
-墨西哥400kV變壓器更換天然酯項目。
天然酯在中國的發(fā)展(在我國習(xí)慣稱為植物絕緣油）：
-中國第一條年產(chǎn)300噸的植物絕緣油生產(chǎn)線已經(jīng)建立；
-《國家重點推廣的低碳技術(shù)目錄》2017年低碳部分將變壓器用植物絕緣油生產(chǎn)技術(shù)列入。
-2015年8月工信部、質(zhì)檢總局、發(fā)改委聯(lián)合印發(fā)《配電變壓器能效提升計劃(2015-2017年)》，明確將植物絕緣油變壓器列為推廣的配電變壓器新技術(shù)產(chǎn)品；
-植物油變壓器已在陜西省投運100余臺，河南省于2015年招標(biāo)60臺。
3、天然酯絕緣變壓器的好處
1）環(huán)境友好
-由可再生資源制造,98%的成分為植物油；
-不含有害成分；不含任何石油、鹵素、聚硅酮及硫成分；
-沒有毒性和危險性：通過OECD口服及水生毒性實驗（編者注:OECD（經(jīng)濟合作和發(fā)展組織）曾發(fā)布測定急性經(jīng)口毒性試驗方法（據(jù)網(wǎng)上））；
-可完全降解：根據(jù)環(huán)境保護機構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)，F(xiàn)R3可在28天內(nèi)完全降解（EPA);
2）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；
3）防護安全性大幅提升
-天然脂油燃點是360度，而礦物油是160度，合成酯是310度。用天然脂油絕緣介質(zhì)做的變壓器到目前為止沒有起火記錄；和礦物油相比，天然酯油不易揮發(fā)，燃燒時產(chǎn)生的氣體少，產(chǎn)生的壓力也比較小，可以減少產(chǎn)生高能量電弧故障，減少爆炸和相關(guān)附帶損害風(fēng)險。它被點燃時間長，燃燒只產(chǎn)生氧和水，對環(huán)境沒有損害。下圖為在美國做的實驗，天然酯和礦物質(zhì)油燃燒時的不同情景。
天然酯和礦物質(zhì)油燃燒時的不同情景
-FM許可及UL認(rèn)可；可以用在室內(nèi)，可以省去噴淋系統(tǒng)和防火墻；減少了建筑物之間的間距；
4）合理選型讓用戶節(jié)省成本，使運行替換操作更具靈活性
-在保持額定運行容量前提下，可以購買額定容量更小的變壓器；
-在維持相同負(fù)載能力的條件下，優(yōu)化設(shè)計的變壓器體積更小；
5）良好的耐熱性能提高了設(shè)備過載能力和延長了設(shè)備壽命
-現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)熱點限值為110度；線圈溫升限值65K,這限制了變壓器的負(fù)載能力，而由ENVIROTEMP和FR3組成的絕緣系統(tǒng)可以耐受比標(biāo)準(zhǔn)高20度的高溫而且壽命不受影響；
-使用了天然脂油絕緣系統(tǒng)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；
6）可延長絕緣系統(tǒng)壽命5-8倍
與礦物油相比，天然酯絕緣系統(tǒng)壽命延長5-8倍；EATON-COOPER POWER SYSTEM在2011年配電變壓器壽命分析報告中指出：保守估計天然酯絕緣變壓器僅延長兩年的壽命，20年內(nèi)就可產(chǎn)生1920萬美元的凈收益，每年變壓器的替換量減少17%；
7）優(yōu)秀的耐潮能力
天然酯與礦物油相比，在各個溫度下具有極高的水飽和度，在正常運行環(huán)境下，天然酯的水飽和度是一般礦物油的5-8倍，天然酯絕緣系統(tǒng)中，紙的水分要小于礦物油紙的水分。
總結(jié)
通過上面的比較可以看出天然酯絕緣變壓器除了環(huán)保性，還具備更多的優(yōu)點，它與當(dāng)前普通的礦物油變壓器最本質(zhì)的區(qū)別就是它在設(shè)計階段考慮了變壓器基本功能以外還充分考慮了變壓器的環(huán)保特性，它的優(yōu)越性是原有變壓器無法比擬的，它是人類在經(jīng)過漫長的工業(yè)革命后對工業(yè)與環(huán)境進行了深刻反思后產(chǎn)生的新一代產(chǎn)品，即綠色產(chǎn)品。
綠色產(chǎn)品是人類歷史上繼工業(yè)革命后的又一次革命，就變壓器而言，綠色變壓器與特斯拉發(fā)明的“工業(yè)變壓器”的最大差別就是前者深刻地考慮了工業(yè)產(chǎn)品與環(huán)境的關(guān)系并進行了針對性的設(shè)計和選材從而能夠讓人類和自然和諧地相處并合理發(fā)展。當(dāng)然，除了這里提到的天然酯絕緣變壓器，類似的綠色變壓器產(chǎn)品還包括但不限于合成酯絕緣變壓器、使用NOMEX絕緣紙（或類似絕緣紙）的敞開式變壓器、立體卷鐵心變壓器等充分考慮了環(huán)境影響的各種綠色變壓器。
這些綠色產(chǎn)品代表了人類工業(yè)文明的未來方向。
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