硅橡胶干式变压器在数据中心行业的应用及八个特点

作者:作者:一凡    
时间:2022-11-12 11:32:09 [收藏]
现代社会大数据的重要性不言而喻,作为大数据汇集、传输、储存的基础设施,数据中心的建设方兴未艾。其中,作为数据中心重要保障的能源传输设备,变压器在安全可靠、能效、低碳环保等方面的高性能表现就显得极其重要。
      现代社会大数据的重要性不言而喻,作为大数据汇集、传输、储存的基础设施,数据中心的建设方兴未艾。其中,作为数据中心重要保障的能源传输设备,变压器在安全可靠、能效、低碳环保等方面的高性能表现就显得极其重要。特别是数据中心全生命周期的规划设计,应能保证数据中心的运营风险降低到最小程度。
      供配电系统的可用性、适应性和总拥有成本,是最能体现数据中心规划设计的三个主要性能指标。由于投资成本巨大,数据中心往往采用一次规划设计、分期建设实施的策略。
      就变压器而言,变压器的能效指标只是一个最基础的要求。能效、空载损耗、噪声、电磁屏蔽、负载能力等性能指标,成为数据中心变压器选择适用的主要指标参数。安全可靠、节能环保、低噪音、低辐射、低维护成本、再生利用率高等成为数据中心选用变压器应具有的特性。
      数据中心变压器特性要点是:可靠性要求高(负荷等级多为一级以上)、能效要求高(一级能效)、过载能力强、防火要求高。
      北京市发展和改革委员会公布《关于印发进一步加强数据中心项目节能审查若干规定的通知》,鼓励采用工信部《绿色数据中心先进适用技术产品目录》中的技术产品。变压器等通用用能设备的能效水平应当达到或超过一级能效标准。
      那么,针对我国数据中心的快速发展的现状及其对变压器提出的需求特征,哪种变压器可以更好地满足数据中心的需求呢?
      目前,我国企业推出了硅橡胶变压器,其节能、环保、低碳、安全可靠的特性与数据中心的需求非常匹配,因此得到许多数据中心用户的青睐。
      硅橡胶固体绝缘式干式变压器,填补了变压器只有液体和气体作为绝缘材料的技术空白,突破了环氧树脂绝缘技术的限制。经中科院陈维江院士为主任的鉴定委员会鉴定认为,该干式变压器达到同类产品的国际领先水平。同时该技术入选国家发改委、科技部、工信部、自然资源部联合发布的《绿色技术推广目录(2020年)》 。
      硅橡胶干式变压器在安全、绝缘性能、环境适应能力、超负载能力等方面,与传统变压器相比都有显著提升,特别是解决了多年来令人困扰的变压器局放问题。从原理上消除了高压绕组内部局部放电,提高了绕组的电气安全性能和使用寿命。高、低压绕组外部均设计了可靠的高强度固体绝缘层,作为空气主绝缘的后备防线,使变压器始终处于十分安全的状态。
      硅橡胶变压器具有以下特点:
      硅橡胶干式变压器技特点
      硅橡胶绝缘变压器基于优质的绝缘材料及可靠的绝缘技术,可以尽量减小空气绝缘距离,缩短磁路,达到减小空载损耗的目的。硅橡胶干式变压器满足《GB20052-2020》新一级能效要求,并且已经开发出合理成本的超新一级能效电工钢带干式变压器,其空载损耗比新一级能效指标低15%,负载损耗低10%,并可根据用户负载特性设计合理的节能指标组合,以得到最佳性价比的干式变压器。
      硅橡胶干式变压器技特点安全可靠
      从基本结构看电气安全特性,硅橡胶浇注高压线包的绕组结构为多分段(饼)单向连续顺绕,分段电压受严格限制、内部电场分布均匀,构成主动消除局部放电原理,不受绕组内部绝缘材料缺陷影响,因此彻底消除变压器局部放电困扰;通过液态浇注导热硅橡胶,对绕组进行密实填充和包封,有利于向外传导热量并防止在绕组内部聚积灰尘,同时形成高强度、可靠的固体绝缘包封,与空气共同构成复合主绝缘。 
      从电气绝缘原理和安全可靠性看,硅橡胶绝缘变压器在四个方面对高压绝缘技术进行创新:
      a) 主动消除局部放电原理可保持变压器永恒低局放(<5pC);
      b) 两固一气3重冗余绝缘结构可以做到主绝缘缺陷容错,充分利用空气绝缘可恢复特性,同时可靠而强大的固体绝缘不受气候影响,主绝缘安全可靠;
      c) 出线采取一体化硅橡胶套管防护可以加强绕组表面绝缘,使干式变压器的出线具有户外绝缘防护能力;
      d) 多种防雷技术加强了干式变压器抗雷击能力;
      综上所述,硅橡胶绝缘变压器可实现全生命周期免维护,特别能适应各种苛刻环境(如高原、高寒、高湿、多尘、多雷)。
      硅橡胶干式变压器技术技术特点三:消防安全
      高性能硅橡胶绝缘材料具有V0级燃烧特性,不燃也不产生毒烟。
      硅橡胶干式变压器技术特点四:命周期
      硅橡胶绝缘材料主要成分为二甲基硅氧烷和导热填料,无生物毒性,在变压器绕组生产、运行、回收过程中都对人员健康安全无害,也无废气、废液排放,寿命终结后材料可回收,即使填埋也不污染土壤。硅橡胶干式变压器的这个特性,完美地匹配了我国低碳、循环经济的要求。
      硅橡胶干式变压器技特点五:可回收
      固化后的硅橡胶具有可回收特性。物理利用方法是将硅橡胶废料打碎,作为液体硅橡胶改善性能用的填料;化学利用方法是将硅橡胶废料裂解提纯后,将有机硅脘、硅油等化学物质作为硅橡胶生产或其它工业的原材料使用。
      最可贵的是,硅橡胶与金属材料不粘,用简单方法即可将绕组浇注的硅橡胶与金属导线分离,并将他们分类回收。这是环氧树脂材料不具备的特性。
      金属材料回收是变压器及类似电气设备的一个非常重要的环节,如处理不当,也会成为环境污染源头之一。硅橡胶与变压器内部的金属方便分离的特性,很好解决了这个实践中的难题。
      硅橡胶干式变压器技术特点六:技术、原料来自国内,没有供应链风险
      高性能硅橡胶全部由国内企业研发和生产,其原材料——硅料国内资源十分丰富,这避免了国际冲突可能造成的高科技含量的原材料供应风险。其供应量和供应速度也可以得到保证。
      另外,硅橡胶变压器技术是我国企业完全自主知识产权,没有知识产权风险和附加费用。
      硅橡胶干式变压器技特点七:工作温度-60℃至250℃,可防水、防潮、防开裂并防震动
    硅橡胶正常工作温度为-60℃至250℃,在此区间长期运行寿命不低于30年,强震动或温度剧烈变化时均不会发生开裂现象。硅橡胶具有憎水性和憎水迁移特性,高湿、污染环境下不易形成水膜,有利于防止在高压下表面击穿。变压器用高性能硅橡胶不受紫外线影响。
      硅橡胶干式变压器技特点八:抗短路能力强、低噪音
      硅橡胶材料具有弹性阻尼作用,可提高整体抗震(突发短路)能力;硅橡胶材料的阻尼作用可降低噪音(<45dB声压级);硅橡胶材料耐250℃以上高温,提高了干式变压器耐过载能力;
      综上,硅橡胶干式变压器是我国在变压器领域的发明与创新,它能够满足数据中心关于能效、空载损耗、噪声、电磁屏蔽、负载能力等性能指标的要求,其安全可靠、节能环保、低噪音、低辐射、低维护成本、再生利用率高等特性,完美匹配了数据中心选用变压器的需求。同时也完美匹配我国低碳经济和循环经济发展的需求。(一凡)


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