近年配電變壓器無論從數(shù)量上還是技術(shù)進(jìn)步角度都獲得了穩(wěn)定的發(fā)展。能源分配方面的需求導(dǎo)致了變壓器數(shù)量不斷增加。相關(guān)研究表明2013年以后全球變壓器市場增長高達(dá)30%。在一些歐盟的小國例如希臘,這意味著在15萬臺配電變壓器總量情況下,每年增長高達(dá)7500臺。對于這樣大量的設(shè)備,正確地和地回收是非常重要的。
現(xiàn)代社會中電網(wǎng)被認(rèn)為是具有眾多環(huán)境負(fù)面影響因素中的重要組成,在希臘也是如此。從碳排放的角度看,電網(wǎng)是碳排放的主體之一,配電網(wǎng)占到電網(wǎng)碳排放總量的9.2%。事實是變壓器增加的數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于退運變壓器的數(shù)量(在1980年希臘每年退運3000臺變壓器,而現(xiàn)在每年退運變壓器有7000臺。)這意味著為了通過管理變壓器全生命周期的全過程,以達(dá)到減少對環(huán)境的損害的目的,對退運變壓器的回收工作格外重視。
礦物質(zhì)油或稱為變壓器油是由石油中提煉出來的,對環(huán)境非常有害,因此進(jìn)行回收處理。回收處理和提煉方法因不同的處理單位而異,但總的來講,需要經(jīng)過多道的化學(xué)提煉程序,以便去掉不想要的水分和雜質(zhì)?,F(xiàn)在已經(jīng)有設(shè)備可以將礦物質(zhì)油中的百萬分級別的多氯聯(lián)苯提煉出來,多氯聯(lián)苯是對人體和環(huán)境極為有害的。
回收這些材料需要用非常的設(shè)備和特殊流程來處理。下表可以看到按電壓等級可以回收的材料。 為了未來的回收工程,建立一些必要的參數(shù)。這是的: 1)配電變壓器退役需要40年的時間,這意味著變壓器上的每一個器件都經(jīng)過了40年的生命周期,40年的期限是大的制約因素。 2)經(jīng)過回收,75%金屬可以被回收。它們包括鐵、銅、硅鋼。 3)在回收過程中,95%的油可以被回收,其它5%是雜質(zhì)和不可回收部分。 3.1 過去的回收情況和2020到2030時候的回收工程 如果把40年生命周期做為條件,未來回收2020年到2030年退運的配電變壓器,研究1980-1990年安裝的配電變壓器。表3是個典型樣本。在理想條件下,這些配電變壓器將在2020-2030退運。同時要考慮到2030年以后配電變壓器回收材料的數(shù)量將翻倍,因為1990年投運的變壓器大量增加。
穩(wěn)壓器容量的選擇,要根據(jù)其用電負(fù)荷方面進(jìn)行考慮,開始選擇單相交流電壓調(diào)節(jié)器的容量以及尺寸。變壓器回收假設(shè)穩(wěn)壓器容量選擇過大的話,不僅會增加設(shè)備的投資,還會造成變壓器長期處于空載狀態(tài),在沒有使用其功能和運行下,使無功損失反而增加;但是穩(wěn)壓器容量選擇過小的話,會使變壓器長期處于過負(fù)荷的狀態(tài),這樣很容易燒壞變壓器。變壓器回收因此,我們在對于穩(wěn)壓器容量的選擇,要有一個正確的方向,這樣可以很大程度上節(jié)約資源和能源。
因為變壓器是按照電磁感應(yīng)原理實現(xiàn)電能傳遞的靜止電氣設(shè)備,所以它在能量傳遞過程中只有電的或磁的損耗,而沒有機械損耗。當(dāng)勵磁電流通過原繞組時,鐵芯中產(chǎn)生磁滯損耗和渦流損耗,總稱為鐵損。它對于空載電流(即勵磁電流)和原繞組電阻都比較小,所以變壓器空載時原繞組電阻上的損耗很少,可以忽略不計。因此,變壓器的鐵損基本于它的空載損耗。變壓器的原、副繞組都有一定的電阻,有負(fù)載時,電流流過這些電阻,就要產(chǎn)生損耗,這就是銅損。