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我國電力工業(yè)尚處在能源資源高消耗的工業(yè)化的中期。隨著工業(yè)化進(jìn)程的加深，城市進(jìn)程化提速，人口總量上升，能源需求日益巨增，全面推進(jìn)電力工業(yè)綠色化轉(zhuǎn)型，提高電工裝備領(lǐng)域綠色轉(zhuǎn)型創(chuàng)新力度，是工信部發(fā)布的《工業(yè)綠色發(fā)展十三五規(guī)劃》《綠色制造工程實(shí)施指南》提出的重要目標(biāo)。而綠色變壓器的創(chuàng)新發(fā)展，為實(shí)現(xiàn)這些重要目標(biāo)提供了成功案例。

一、我國綠色變壓器的創(chuàng)新與發(fā)展

我國變壓器領(lǐng)域的低碳綠色化創(chuàng)新發(fā)展和市場化取得了十分亮眼的成績。綠色變壓器不僅滿足了用戶對變壓器核心功能的訴求，同時在綠色環(huán)保低碳上做出突出貢獻(xiàn)。眾多變壓器制造企業(yè)在綠色低碳創(chuàng)新的同時還解決了相關(guān)材料和關(guān)鍵技術(shù)依賴進(jìn)口的問題，建立起自主可靠的產(chǎn)業(yè)鏈。綠色變壓器擁有更高的性價(jià)比，從而不斷獲得客戶青睞、采購和應(yīng)用。

綠色變壓器的綠色低碳創(chuàng)新，為我國電工裝備領(lǐng)域綠色轉(zhuǎn)型創(chuàng)新提供了一個發(fā)展范例。

根據(jù)《綠色變壓器技術(shù)與應(yīng)用白皮書》（國際銅專業(yè)協(xié)會、上海市電氣工程設(shè)計(jì)研究會編制）：綠色變壓器是指在原材料、組部件、本體的制造、運(yùn)行及回收的全生命周期各個階段中，滿足節(jié)能、節(jié)材、低碳環(huán)保和安全可靠基本功能的一類變壓器，產(chǎn)品符合高效節(jié)能的變壓器能效等級要求，在變壓器全生命周期階段能夠?qū)Νh(huán)境的負(fù)面影響降低到最小程度。

我國目前已經(jīng)被用戶不斷采購和接受的綠色變壓器產(chǎn)品包括但不限于天然酯植物油變壓器、敞開式立體卷鐵心干式變壓器、硅橡膠澆注干式變壓器、110kV電壓等級立體卷鐵心電力變壓器、敞開式非晶合金立體卷鐵心干式變壓器、110kV節(jié)能型非晶合金立體卷鐵心油浸式變壓器、非晶合金干式變壓器、非包封H級干式變壓器等。這些綠色變壓器低碳環(huán)保，高效節(jié)能，安全可靠，極大地滿足了用戶的需求。

二、典型的綠色變壓器創(chuàng)新案例

1.天然酯植物油變壓器

天然酯植物油變壓器是一種典型的油浸式綠色變壓器，用天然酯植物油替代了礦物油作為變壓器的絕緣液。

天然酯（植物絕緣油）的全生命周期碳排放量僅是礦物油的1/64。減碳效果十分明顯。天然酯（植物絕緣油）幾乎100降解，無毒性，是真正的綠色變壓器油。不會對環(huán)境產(chǎn)生污染，不會危害人體健康。

天然酯植物油變壓器極大減少了變壓器爆炸或燃燒風(fēng)險(xiǎn)，贏得客戶青睞。天然酯植物油燃點(diǎn)是360度，而礦物油是160度。已經(jīng)在世界各國應(yīng)用的100萬臺用天然酯絕緣介質(zhì)做的變壓器到目前為止沒有起火爆炸記錄。

目前已經(jīng)有幾十個變壓器企業(yè)推出了各種類型的天然酯植物油變壓器。覆蓋了從10kV到500kV的各種變壓器。天然酯植物油變壓器對礦物油變壓器的替代已成燎原之勢。

目前以武漢澤電新材料公司為代表的企業(yè)已經(jīng)建設(shè)了多條天然酯植物油生產(chǎn)線，完善了我國植物油自主供應(yīng)的產(chǎn)業(yè)鏈。我國電力行業(yè)油浸式變壓器占比大約為78%，干式變壓器占比22%。天然酯植物油變壓器潛在市場規(guī)模巨大，低碳環(huán)保意義重大。

2.效敞開式立體卷鐵心干式變壓器

如果說在油浸式變壓器領(lǐng)域，天然酯植物油變壓器帶來了巨大進(jìn)步并取得巨大成功，那么在干式變壓器領(lǐng)域，敞開式立體卷鐵心干式變壓器則是干變領(lǐng)域低碳環(huán)保節(jié)能的一次重大變革并取得巨大成功。

敞開式立體卷鐵心干式變壓器徹底改變了傳統(tǒng)干式變壓器的疊鐵心結(jié)構(gòu)，替代為立體卷鐵心結(jié)構(gòu)；改變了傳統(tǒng)變壓器包封方式，用敞開式替代；用綠色低碳環(huán)保的NOMEX紙等綠色絕緣材料替代了環(huán)氧樹脂；這一系列變革，就產(chǎn)生了一種全新的低碳環(huán)保、安全可靠、高效節(jié)能的優(yōu)秀干式變壓器產(chǎn)品。

它安全可靠。表現(xiàn)在它防火防爆，絕緣紙耐熱阻燃，不會釋放有害氣體，非包封結(jié)構(gòu)，不會爆炸；可燃物重量比環(huán)氧樹脂絕緣干式變壓器少85.4%。由于其三角框架結(jié)構(gòu)，抗短路能力、過載能力明顯提升。散熱能力好，自然冷卻條件下，可長期過載110%。

它高效節(jié)能。與硅鋼一級能效變壓器相比空載損耗平均下降10%，負(fù)載損耗平均下降20%以上。

它綠色環(huán)保。較市場上15型非晶樹脂干變輕35%，體積減少1立方米。它噪音低至45dB(A)以下。

敞開式立體卷鐵心干式變壓器目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在高層建筑、數(shù)據(jù)中心、商業(yè)中心、地鐵、隧道、工礦企業(yè)、石油平臺等場合。

3.硅橡膠澆注式干式變壓器

硅橡膠澆注干式變壓器是我國干式變壓器綠色技術(shù)的重大突破和自主創(chuàng)新。全生命周期材料可回收率.>98%，生產(chǎn)能耗僅為常規(guī)變壓器制造的10%，可燃物質(zhì)小于<2%。1000KVA容量可將噪音減低到小于45dB。允許長期過載20%。免維護(hù)。耐高溫（250℃），耐低溫（-60）。不燃燒，無毒煙。依據(jù)《GB20052-2020》新標(biāo)準(zhǔn)，其某款產(chǎn)品空載損耗比一級能效可再降低15%、負(fù)載損耗再降低10%，實(shí)現(xiàn)超一級能效的節(jié)能水平。

這些超高的節(jié)能能力、優(yōu)秀的低碳環(huán)保屬性、高安全可靠性能的綠色變壓器，為我國電力用戶提供了低碳綠色化轉(zhuǎn)型的出色解決方案。

以上只是簡要介紹幾個綠色變壓器的典型代表產(chǎn)品。實(shí)際上我國的綠色變壓器已經(jīng)為各行各業(yè)用戶所接受和采納，如配電網(wǎng)、風(fēng)力、光伏發(fā)電、儲能電站、鐵路、軌道交通、發(fā)電廠、公共設(shè)施、建筑物、軍工、化工制藥、金屬和采礦業(yè)、石油天然氣、水泥業(yè)、城市供水、污水處理、工業(yè)、核能、基礎(chǔ)設(shè)施等。

三、綠色變壓器帶來的巨大的行業(yè)和社會效益

1.節(jié)能節(jié)電效益巨大

據(jù)統(tǒng)計(jì)我國輸配電損耗占全國發(fā)電量的6.6%，其中變壓器損耗占到50%-60%。變壓器節(jié)能節(jié)電指標(biāo)的提升是變壓器行業(yè)重要任務(wù)。工信部《變壓器能效提升計(jì)劃2021-2023》對此做出了各種專項(xiàng)規(guī)定。相比市場上目前應(yīng)用的節(jié)能變壓器，綠色變壓器在節(jié)能節(jié)電方面，具有更加卓越的表現(xiàn)，這源于它們在材料、技術(shù)、結(jié)構(gòu)等方面的創(chuàng)新。

舉例來看，超一級能效敞開式立體卷鐵心干式變壓器與硅鋼一級能效變壓器相比空載損耗平均下降10%，負(fù)載損耗平均下降20%以上。三相三柱非晶合金干式變壓器，比硅鋼片變壓器空載損耗降低70-80.

硅橡膠澆注干式變壓器的空載損耗比一級能效可再降低15%、負(fù)載損耗再降低10%，實(shí)現(xiàn)超一級能效的節(jié)能水平。硅橡膠澆注變壓器的生產(chǎn)能耗是傳統(tǒng)變壓器生產(chǎn)能耗的10%。

隨著綠色變壓器的市場占有率不斷提升，綠色變壓器卓越的節(jié)能節(jié)電能力產(chǎn)生的社會效益將越來越大。

2.消除可燃可爆風(fēng)險(xiǎn)

可燃可爆是變壓器行業(yè)的一個痛點(diǎn)。無論是傳統(tǒng)的礦物油油浸式變壓器還是環(huán)氧樹脂包封的干式變壓器，在達(dá)到一定的臨界點(diǎn)后有可能發(fā)生燃燒和爆炸現(xiàn)象。

而綠色變壓器則在安全可靠性方面取得巨大進(jìn)步。例如，天然酯植物油燃點(diǎn)是360度，而礦物油是160度。已經(jīng)在世界各國應(yīng)用的100萬臺用天然酯絕緣介質(zhì)做的變壓器到目前為止沒有起火爆炸記錄。

敞開式立體卷鐵心干式變壓器采用非包封結(jié)構(gòu)，不會爆炸；可燃物重量比環(huán)氧樹脂絕緣干變少85.4%。硅橡膠澆注干式變壓器可燃物質(zhì)小于<2%。允許長期過載20%。耐高溫（250℃），耐低溫（-60）。不燃燒，無毒煙。

這些綠色變壓器在安全可靠方面的卓越性能，使它們能更好地服務(wù)現(xiàn)代社會的用電場景。

3.顯示出巨大低碳環(huán)保效益

傳統(tǒng)變壓器的另一個社會痛點(diǎn)就是礦物油變壓器中的礦物油，如果泄露就會造成土壤、水源污染；而干式變壓器的環(huán)氧樹脂，沒法拆解，只能或填埋或焚燒或用電工具切割從而給環(huán)境造成巨大負(fù)擔(dān)。根據(jù)國際銅業(yè)協(xié)會《干式變壓器調(diào)研報(bào)告》數(shù)據(jù)，2016年，干式變壓器行業(yè)環(huán)氧樹脂實(shí)際處理量為1383.5噸。這是一筆很大的環(huán)保負(fù)擔(dān)。

而綠色變壓器在此環(huán)境方面不用擔(dān)心，如植物油可100%降解。硅橡膠作為變壓器的絕緣材料和包封材料，用刀具一劃即可剝離，里面銅、硅鋼材料可以直接回收。而敞開式立體卷鐵心干式變壓器，非包封H級干式變壓器等用的是NOMEX紙等環(huán)保材料作為絕緣材料，可以輕松拆解且沒有環(huán)境負(fù)擔(dān)。

在降低碳排放方面，綠色變壓器選用的材料都是更加低碳的材料。

例如，從下圖可以看出，綠色變壓器的選材都是碳排放低的材料，如天然酯（植物絕緣油）的全生命周期碳排放量僅是礦物油的1/64。

減碳效果十分明顯。

在重度依賴材料的變壓器行業(yè)，材料在降低碳排放的點(diǎn)點(diǎn)進(jìn)步，都將導(dǎo)致行業(yè)在降低碳排放方面的重大進(jìn)步。

4.。綠色變壓器更能滿足現(xiàn)代社會新需求

現(xiàn)代城市負(fù)荷越來越靠近人口密集中心，綠色變壓器的不燃不爆，安全可靠屬性滿足了城市配電網(wǎng)的新需求。綠色變壓器還很好地滿足了現(xiàn)代社會的多種用電場景：如數(shù)據(jù)中心、城市電動車充電站、新能源發(fā)電、高層建筑、商業(yè)中心、居民區(qū)、城市軌道交通、地鐵、高科技企業(yè)園區(qū)、旅游區(qū)、核電、石化行業(yè)等

總之，我國綠色變壓器的低碳綠色創(chuàng)新是非常成功的。首先它們滿足了用戶的核心需求，如安全可靠、不燃不爆，高效節(jié)能并在這些功能方面有巨大提升；其次，它們在低碳綠色環(huán)保方面具有卓越的性能，為低碳環(huán)保做出了貢獻(xiàn)；第三，它們還能夠很好滿足現(xiàn)代社會新的用電場景，提出了能夠滿足客戶的解決方案；第四，它們的性價(jià)比優(yōu)異，并沒有以很昂貴的價(jià)格進(jìn)入市場，比較容易為客戶接受；第五，它們的技術(shù)專利、供應(yīng)鏈基本都來自國內(nèi)，具有安全、穩(wěn)定、可控性。第六，它們受到國家低碳環(huán)保政策的加持，為它們創(chuàng)造了有益的成長環(huán)境。