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技術新訊

油浸式變壓器外殼彈性化設計

參考資料之來源及日期: “To Stop Transformers From Exploding, Make Their Tanks Flexible” , 23 Aug 2019 , (網頁:https://spectrum.ieee.org/energywise/energy/the-smarter-grid/to-stop-transformers-from-exploding-make-their-tanks-flexible)
參考資料之作者:Sandy Ong


電力自發電廠至用戶遠距離傳輸過程中需要多次透過變壓器昇降壓,普遍被採用之油浸式變壓器鐵心及繞組等主要組件係完全浸泡在礦物絕緣油內。若其組件絕緣劣化或故障時可能產生內部電弧,釋放之熱能瞬間會加熱絕緣油,甚至產生高壓氣體。變壓器外殼若承受不住高壓就會爆炸。
參考資料作者Sandy指出變壓器爆炸率不到百分之一,但去年12月美國紐約就發生一起發電廠變壓器爆炸事故。其報導了變壓器原製造廠家艾波比(ABB)公司與魁北克水電公司花費7年時間努力設計出更堅固、且具彈性的變壓器外殼,可吸收額外的壓力而不會破裂。其解決方案稱為「TXpand」,在今年6月12日發表於IEEE的電力傳輸事務刊物 (Transactions on Power Delivery)。經本院研究團隊續查其論文名稱為「耐弧電力變壓器外殼的設計與測試」(Design and Testing of an Arc Resistant Power Transformer Tank)。
Sandy介紹ABB係透過使用不同類型的鋼材,改變壁厚及覆蓋層的厚度,以及加固轉角等脆弱點來改變外殼的柔韌性。此外,ABB也應魁北克水電公司要求,設計變壓器外殼能承受20百萬焦耳(MJ)能量及200大氣壓力不致破裂,預期可涵蓋95%電力網事故。變壓器外殼一旦爆裂的話,其破裂位置可儘量在變壓器的頂部,因為其洩漏到環境中的絕緣油會較少,造成的災害會較小。當ABB測試成功後,魁北克水電公司也提出變壓器新的耐電弧性能規範,供其供應商遵循。
以上資訊提供給我國變壓器原製造廠家研發及電業訂定變壓器採購規範參考。若能製造及裝用具備彈性外殼之變壓器,對在變壓器周圍工作的人員安全會更有保障。

(詳細內容請見參考網頁或本文中所提IEEE刊物之論文)

經濟部能源局108年度「電力工程技術規範研究發展及業務推動計畫(1/2)」
台灣綜合研究院電力工程研究團隊 編輯
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