مع التوسع السريع في طاقة الرياح والطاقة الكهروضوئية ومحطات تخزين الطاقة الفرعية , ، تواجه المحولات المغمورة بالزيت، والتي تعمل كمعدات أساسية لتعزيز جهد الشبكة ونقل الطاقة، تحديات شديدة في ظل ظروف التشغيل الفريدة لأنظمة الطاقة الجديدة. أصبح التقادم المتسارع للزيوت العازلة مشكلة شائعة في الصناعة. تتسبب تقلبات الأحمال المتكررة، والاضطرابات التوافقية، وتأثيرات الطاقة ثنائية الاتجاه في زيادة حموضة زيت المحولات، والغازات الذائبة المفرطة، وترسيب الحمأة المبكرة، مما يزيد بشكل مباشر من تكاليف التشغيل والصيانة ويقلل بشكل كبير من عمر خدمة المعدات. لا يمكن للطرق التقليدية مثل ترشيح الزيت واستبدال الزيت وتنقية الامتزاز أن تزيل المنتجات القديمة بشكل سلبي ولا يمكنها بشكل أساسي منع تدهور الزيت العازل.

ولمواجهة هذا التحدي الصناعي، نعتمد على تقنيتنا الأساسية الحاصلة على براءة اختراع — 'طريقة ونظام تعزيز بلازما تداول زيت المحولات' - للتغلب على القيود المفروضة على الصيانة التقليدية بعد الحدث. ومن خلال تقديم آلية التفاعل الكهروكيميائي المعتمدة على البلازما ذات درجة الحرارة المنخفضة (NTP)، يتيح النظام التشغيل المشحون للزيت العازل والاستعادة عبر الإنترنت على المستوى الجزيئي، مما يخلق نموذجًا تكنولوجيًا جديدًا تمامًا للإصلاح الجزيئي عبر الإنترنت للزيت العازل للمحولات، ويختلف بشكل أساسي عن معدات تنقية الزيت التقليدية.

لماذا يتقدم عمر الزيت العازل في طاقة الرياح ومحولات تخزين الطاقة بشكل أسرع؟

I. أربعة ظروف تشغيل رئيسية تعمل على تسريع تقادم الزيت العازل في محولات الطاقة الجديدة

إن معدل تقادم الزيت العازل في طاقة الرياح الجديدة ومحولات تخزين الطاقة أعلى بكثير من معدل المعدات التقليدية، ويرجع ذلك أساسًا إلى تأثيرات التسارع المجمعة لأربعة ظروف تشغيل خاصة.

1. تعمل الدورة الحرارية الدورية على تسريع عملية الأكسدة

التقلبات المتكررة في أحمال الطاقة المتجددة تسبب تغيرات متكررة في درجة حرارة الزيت. بعد تقادم العزل 'قاعدة 6 درجات مئوية'، تعمل التغيرات المستمرة في درجات الحرارة على تعزيز توليد البيروكسيدات. بالاشتراك مع التحلل المائي وتحمض الورق العازل، بالإضافة إلى دخول الأكسجين وامتصاص الرطوبة الناتج عن تدهور الختم وتسرب خزان المحولات، يتم تسريع عملية تقادم الزيت العازل بشكل كبير.

2. الإجهاد المستمر من التوافقيات والمجالات الكهربائية عالية التردد

تتسبب التوافقيات عالية التردد وفولتية النبض الناتجة عن المحولات المتصلة بالشبكة في تشويه المجال الكهربائي، مما يؤدي إلى تأين جزيء الزيت وتوليد الجذور الحرة المؤكسدة. وفي الوقت نفسه، تؤدي الخسائر التوافقية إلى إنشاء نقاط ساخنة محلية، جنبًا إلى جنب مع التأثيرات التحفيزية من الجزيئات المعدنية، مما يؤدي إلى تسريع تدهور النفط.

3. يؤدي نقل الطاقة ثنائي الاتجاه إلى تكثيف تلف العزل

تتسبب عمليات الشحن والتفريغ ثنائية الاتجاه لأنظمة تخزين الطاقة في حدوث اهتزازات دقيقة مستمرة لملفات المحولات، مما يؤدي إلى توليد حطام معدني وإتلاف السطح البيني العازل للورق الزيتي. يؤدي هذا إلى تفريغ جزئي، مما يؤدي إلى إنتاج غازات صدع وجزيئات كربون من خلال تحلل الزيت، مما يؤدي إلى تدهور جودة الزيت بشكل مستمر.

4. تعمل أنظمة ضخ الزيت التقليدية على تضخيم مشاكل الشيخوخة

تطلق مضخات الزيت الميكانيكية ذات السرعة الثابتة الشوائب المعدنية بسبب التآكل أثناء التشغيل. استجابتها الحرارية بطيئة، ويمكنها فقط توفير تبديد الحرارة دون التخلص من الغازات الذائبة أو تحييد الجذور الحرة القديمة. تخلق التأثيرات المجمعة للعوامل السلبية المتعددة حلقة مغلقة من تسارع شيخوخة الزيت. تعالج طرق الصيانة التقليدية الأعراض فقط وليس الأسباب الجذرية ولا يمكنها التكيف مع ظروف تشغيل الطاقة الجديدة المعقدة والمتطرفة.

أربعة شروط لتسريع تقادم الزيت العازل للمحولات

ثانيا. مشاكل مع تقنيات تنقية الزيوت العازلة الحالية

1. ترشيح زيت الفراغ دون اتصال بالإنترنت

لا يمكن لترشيح الزيت الفراغي غير المتصل بالإنترنت سوى إزالة الماء والغازات والجزيئات الصلبة الحرة. لا يمكنه معالجة المواد الحمضية المذابة والحمأة الغروية بشكل فعال، ولا يمكنه تقليل حموضة الزيت وفقدان العزل الكهربائي بشكل كبير.

2. تكنولوجيا تجديد الامتزاز

يعتمد تجديد الامتزاز على المواد الماصة لتنقية الزيت. ومع ذلك، تصبح المواد الماصة مشبعة بسرعة وتتطلب استبدالًا متكررًا. بالإضافة إلى ذلك، يلزم انقطاع التيار الكهربائي لعمليات الصيانة، مما يؤدي إلى دورة تنقية متكررة يتبعها تجدد التقادم.

3. استبدال الزيت بالكامل

يعد الاستبدال الكامل لزيت المحولات مكلفًا للغاية. بالنسبة للمحولات الرئيسية الكبيرة في محطات التعزيز البحرية، يمكن أن تصل التكلفة الإجمالية لاستبدال الزيت الواحد إلى مستوى المليون يوان. كما أنها تولد نفايات خطرة كبيرة، مما يتعارض مع أهداف التنمية الخضراء والمنخفضة الكربون.

تحتاج الصناعة بشكل عاجل إلى حل متكامل قادر على التشغيل المستمر عبر الإنترنت مع تعزيز تبديد الحرارة وقمع تقادم الزيت في الوقت نفسه.

مشاكل مع تقنيات تنقية الزيوت العازلة الحالية

تكنولوجيا براءات الاختراع الأساسية لشركة Pearl Electric: مبدأ نظام تعزيز دوران زيت البلازما

استنادًا إلى الاختراع الحاصل على براءة اختراع 'طريقة ونظام تعزيز بلازما تداول زيت المحولات'، حققت شركة Pearl Electric طفرة تكنولوجية رئيسية في صيانة زيت محولات الطاقة الجديدة.

تعتمد التكنولوجيا الحاصلة على براءة اختراع والتي تم تطويرها بشكل مستقل بنية البلازما ذات درجة الحرارة المنخفضة لتفريغ الحاجز العازل (DBD). يتم تركيب وحدة توليد بلازما محكمة الغلق داخل خزان الزيت ومدمجة مع نظام تحكم ذكي. يمكن تعديل قوة التشغيل بشكل تكيفي وفقًا لدرجة حرارة الزيت، وظروف التحميل، وجودة الزيت. يدمج النظام تداول الزيت بدون ميكانيكي وتنقية العزل عبر الإنترنت، مما يحل المشكلة الأساسية لشيخوخة الزيت عند مصدره.

طريقة ونظام تعزيز البلازما لتداول زيت المحولات

نظام التحكم في الحلقة المغلقة التكيفي

يعالج النظام تقلبات درجات الحرارة، واضطرابات المجال الكهربائي، وأكسدة الزيت المتسارعة الناتجة عن تغيرات الحمل في طاقة الرياح ومحولات تخزين الطاقة من خلال تنظيم الحلقة المغلقة التكيفية:

• استخدام دوران الزيت الخالي من الميكانيكا الذي يحركه الرياح الأيونية لتبديد النقاط الساخنة بسرعة وتقليل عوامل الشيخوخة الحرارية؛

• تدوير الزيت العازل بشكل مستمر عبر منطقة تفاعل البلازما لتحلل غازات الصدع بكفاءة وإخماد الجذور الحرة المؤكسدة؛

• قمع تكوين الأحماض العضوية والحمأة عند المصدر، ومنع تآكل المعادن وتلف الهياكل العازلة؛

• مجهزة بأجهزة استشعار لمراقبة حالة التشغيل في الوقت الحقيقي، وضبط كثافة التفريغ ديناميكيًا، وتقليل استهلاك الطاقة تلقائيًا في ظل ظروف الحمل المنخفض.

يشكل النظام بأكمله حلقة مغلقة تآزرية ثنائية الاتجاه: يؤدي تبديد الحرارة المعزز إلى تقليل الضغط الحراري، بينما تعمل عملية التنقية عبر الإنترنت على إيقاف التفاعلات المتسلسلة القديمة، مما يحل بدقة التحدي الرئيسي المتمثل في تقادم الزيت العازل السريع في تطبيقات الطاقة الجديدة.

آلية عمل الحلقة المغلقة المتكيفة مع المحولات

المزايا الأساسية مقارنة بالحلول التقليدية

المزايا الأساسية التقنية وقيمة الصناعة

بالمقارنة مع الحلول التقليدية، لا تتميز هذه التقنية الحاصلة على براءة اختراع بأي مكونات متحركة ولا مواد استهلاكية، مما يتيح التشغيل المستمر عبر الإنترنت دون إيقاف التشغيل. إنه يدمج كلا من وظائف تبديد الحرارة المحسنة وتنقية الزيت، مما يجعله مناسبًا للغاية لظروف التشغيل المعقدة وغير المراقبة لأنظمة طاقة الرياح والطاقة الكهروضوئية وتخزين الطاقة. يمكن لهذه التكنولوجيا إطالة عمر خدمة الزيوت العازلة والمحولات بشكل فعال، وتقليل شراء المعدات بشكل كبير، والصيانة الروتينية، وتكاليف التخلص من النفايات الخطرة، وتقليل مخاطر الفشل التشغيلي ووقت التوقف عن العمل، وحماية إيرادات توليد الطاقة وتخزينها، مع تقليل انبعاثات الكربون المرتبطة بنفايات الزيوت وتمكين التشغيل الأخضر ومنخفض الكربون طوال دورة حياة المشروع بأكملها.

في أعقاب التكامل الواسع النطاق لشبكة طاقة الرياح وأنظمة تخزين الطاقة، أصبح التقادم المتسارع لأنظمة عزل المحولات بمثابة عنق الزجاجة الحاسم الذي يحد من عمر أصول محطات الطاقة ويقلل عوائد الاستثمار. حلول تشغيل وصيانة المحولات التقليدية غير قادرة على تلبية خصائص الحمل الفريدة لتطبيقات الطاقة الجديدة. ومن خلال الاستفادة من براءات الاختراع الأساسية الخاصة بنا، تغلبنا على الفصل الفني التقليدي بين أنظمة التبريد والتنقية من خلال دمج التكنولوجيا التي تعتمد على سائل البلازما مع تكنولوجيا تنقية البلازما ذات درجة الحرارة المنخفضة، مما يعالج بشكل مباشر التحدي الأساسي المتمثل في عزل تقادم الزيت في محولات الطاقة الجديدة.

سيناريوهات تطبيق المحولات على نطاق واسع والفوائد الخضراء

تمثل هذه التقنية المبتكرة اتجاهًا جديدًا في الإدارة الحرارية للمحولات وصيانة العزل. يمكنها توفير حلول مخصصة لمشاريع طاقة الرياح البرية والبحرية، ومحطات الطاقة الكهروضوئية المركزية، ومرافق تخزين الطاقة الكهروكيميائية واسعة النطاق، مما يضمن التشغيل الآمن وطويل الأمد والاقتصادي والمستقر للمعدات عالية الجهد في أنظمة الطاقة من الجيل التالي.