國內(nèi)外變壓器的現(xiàn)狀及發(fā)展

1、 國內(nèi)外變壓器的現(xiàn)狀及開展 沈陽變壓器研究所 賀以燕 從1885年匈牙利三位工程師創(chuàng)造了變壓器以來，一個多世紀(jì)里，變壓器有了長足的發(fā) 展，電壓已到達(dá)百萬伏級，使輸電距離超過 1000km。 變壓器的開展現(xiàn)狀 1.電力變壓器 一個世紀(jì)以來，電力變壓器原理未曾改變，隨著年代的推進(jìn)，先進(jìn)生 產(chǎn)設(shè)備日臻完善，因而各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)愈來愈先進(jìn)。 1國外 在世界范圍內(nèi)形成了幾大集團(tuán)：烏克蘭扎布洛斯變壓器廠，年生產(chǎn)能力 100GVA;俄羅斯陶里亞第變壓器廠，年生產(chǎn)能力 40GVA , ABB公司29個電力變壓器廠年 生產(chǎn)能力80 100GVA，英法GEC-Alshtom 年生產(chǎn)能力 40GVA ,日本各廠總和三菱

2、、東 芝、日立、富士年生產(chǎn)能力 65GVA,德國TU集團(tuán)年生產(chǎn)能力 40GVA。全世界1986年共 生產(chǎn)522GVA 缺南美與非洲。 這些公司生產(chǎn)的已在系統(tǒng)運(yùn)行的代表性產(chǎn)品： 1150kV、1200MVA , 735 765kV、 800MVA , 400 500kV、3 750MVA 或 1 550MVA , 220kV、3 1300MVA 電力變壓器； 直流輸電土 500kV、400MVA換流變壓器。 電力變壓器主要為油浸式，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)有兩類：心式和殼式。心式生產(chǎn)量占 95%,殼式 只占5%。 心式與殼式互無壓倒性的優(yōu)點(diǎn)，只是心式工藝簡單一些，因而為大多數(shù)廠家采用，而 殼式結(jié)構(gòu)與工藝都要復(fù)雜

3、一些， 只有傳統(tǒng)性工廠采用， 而殼式結(jié)構(gòu)與工藝都要復(fù)雜一些， 只 有傳統(tǒng)性工廠采用。 殼式特別適用于高電壓、 大容量，其絕緣、機(jī)械及散熱都有優(yōu)點(diǎn)且適宜 于山區(qū)水電站的運(yùn)輸，因而仍有其生命力。 2 國內(nèi) 解放前我國只能生產(chǎn)配電變壓器， 最高電壓、最大容量為33kV、2000kVA。 隨著國家?guī)讉€五年方案，建設(shè)了沈陽變壓器廠為主的專業(yè)生產(chǎn)廠，到“八五末，建立了一 批大中小型骨干工廠，形成了我國自己的變壓器行業(yè)。我國沈陽變壓器廠、西安變壓器廠、 保定變壓器廠均已成批生產(chǎn) 500kV級電力變壓器，在 500kV系統(tǒng)內(nèi)運(yùn)行，最長的已超過 17 年，經(jīng)過十幾年的不斷改良，其運(yùn)行指標(biāo)與進(jìn)口變壓器完全相當(dāng)，總

4、產(chǎn)量達(dá) 150GVA o 3 組件 套管。國外原全蘇電瓷廠現(xiàn)在烏克蘭境內(nèi)已生產(chǎn)供給 1150kV電容式套管，日 本NGK已生產(chǎn)供給1100kV電容式套管。 我國南京電瓷廠、西安電瓷廠可成批量供給 500kV電容式套管，南京電瓷廠20世紀(jì)70 年代以下年代均指 20世紀(jì)末已試制成功 750kV套管。 有載分接開關(guān)。德國 MR分接開關(guān)廠是世界著名工廠，已做出了一系列有載分接開 關(guān)，如V型、M型，供給世界各國，國產(chǎn)變壓器及國內(nèi)進(jìn)口變壓器已裝用多臺 V型及M型 開關(guān)，運(yùn)行上根本可靠。 在70年代我國也引起了 MR技術(shù)，在消化的根底上， 遵義長征電器廠早已做出了 V型 與M型分接開關(guān)，沈陽變壓器廠也能生

5、產(chǎn)。其產(chǎn)品已在國內(nèi)眾多的變壓器上應(yīng)用，運(yùn)行證 明也是可靠的。 冷卻器。國外風(fēng)、水冷卻器和片式散熱器都有，但水冷卻器用得不多。風(fēng)冷為板翅 式，由專業(yè)工廠釬焊，用料少、冷卻效率高。 我國這三種冷卻器都有。水冷卻器也只在局部水電站用。風(fēng)冷卻器為肋管式，制造工藝 簡單，效率尚可，只是與板翅式相比，體積大、用料多。我們也曾對板翅式作過科研，具備 了設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，只因生產(chǎn)工藝復(fù)雜未能投產(chǎn)。 2. 配電變壓器 1 國外 國外配電變壓器容量到 2500kVA ,有兩種鐵心型式：圓形與橢圓形。圓形 的占絕大多數(shù)，橢圓形的由于 Mo 鐵心柱的間距小，因而用料可以減少，其對應(yīng)線圈為 橢圓形。低壓線圈有線繞式與箔式，油箱

6、有帶散熱管的少數(shù)與波紋式的大多數(shù) 。 另外，美洲用三相四線制供電，多用單相變壓器，這種供電制線路損耗小，運(yùn)行經(jīng)濟(jì)， 但變壓器因多為單相油浸式單相占 3/4,干式單相占不到10%,用料用工較三相多。 2 國內(nèi) 我國因供電制與歐洲一樣，歷來只做三相變壓器，目前主要產(chǎn)品為新 S9 型，容量到1600kVA。新S9有較好的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)與國外不相上下 ，也有很高的可靠性， 做了 800臺產(chǎn)品的短路試驗(yàn)， 從1996年試制鑒定，到1999年末已有400家工廠取得生產(chǎn)資 格。有約10家工廠生產(chǎn)波紋式油箱，運(yùn)行的新 S9約占25%。 3. 干式變壓器 1 國外 環(huán)氧樹脂澆注干式變壓器簡稱干變 ，國外從60年代生產(chǎn)

7、，技術(shù)日趨成 熟。這種變壓器有：帶填料的石英粉 、純樹脂的、繞包的，各種工藝、結(jié)構(gòu)并存。據(jù)德 國一位專家談，電壓最大到36kV，容量可達(dá)30MVA。德國一家工廠，年生產(chǎn)量在2000MVA 以上。 美國配電市場干變年產(chǎn) 38萬臺 28336MVA ，油浸式變壓器 148萬臺68150MVA , 干變臺數(shù)占20%，容量占30%。 歐洲配電油浸式變壓器總有量 v 2500kVA的200萬臺， 2500kVA的160萬臺；干變 總有量40萬臺，占10%。 2 國內(nèi) 澆注式干式變壓器科研工作開始比擬早， 70年代中期即生產(chǎn)船用 160kVA 變壓器，成批生產(chǎn)還是在 80年代末，目前帶填料、純樹脂、繞包的

8、 3種均生產(chǎn)，而以純樹 脂的占多數(shù)，最大容量做到 16 20MVA/35kV，再加吹風(fēng)可提高 50%容量即24 30MVA。 特別應(yīng)該提出的是，山東金鄉(xiāng)金曼克變壓器公司 1999年末已研制成功單相 DCZ9 10.5MVA/110kV干式變壓器，這是迄今為止，世界上生產(chǎn)的最高電壓等級的干式變壓器， 可以為電 力系統(tǒng)提供一種新型防火災(zāi)變壓器。其后組成了三相 SCZ-X31.5MV A/110kV ,已 于2000年9月在山東兗州供電局運(yùn)行，情況良好。 從眾多配電變壓器看， 其技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)已與國外處于同一水平。 此外，順德特種變壓器 廠還為長江三峽發(fā)電機(jī)配套“九五國家重點(diǎn)科研工程，試制成功 DC9

9、-3000/20/ V3干式勵 磁變壓器，已通過鑒定，到達(dá)世界水平。 4. 非晶合金變壓器 美國GE與Cooper公司生產(chǎn)非晶合金變壓器。非晶損耗只有冷軋 硅鋼片鐵損的1/6，是一種優(yōu)良的節(jié)能產(chǎn)品，由于其飽和磁密只有 1.3T,即其鐵心比冷軋硅 鋼片重30%，又由于要組成單相，或三相 5柱式，鐵心還要增大，相應(yīng)的銅線也要增多， 體積也大，而非晶單價比硅鋼片貴得多 2.7 3.0倍，所以總售價要比普通配電變壓器貴 一倍。由于損耗特低，計(jì)算 10年變電本錢，二者大體相當(dāng)。沈陽變壓器研究所進(jìn)行了開發(fā) 設(shè)計(jì)，按該所圖紙圖內(nèi)亦有上海變壓器廠等 6家工廠于1996年試制成功，以后也有一些生 產(chǎn)，但產(chǎn)量不大

10、，開展前景還是會有的。 5. 難燃油變壓器 1 國外 國外已生產(chǎn)了石油類、脂類、硅油類難燃油變壓器分別占 45%、10%、 45%，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，總量已達(dá) 10GVA，分布在各大洲使用。這類油燃點(diǎn)均在 300 C以上, 符合國際上對難燃油的要求，其最大容量為 60kV、15MVA。 2 國內(nèi) 廣州高壓電器廠于 1988年試制了 S12型200kVA、F Formel NF不燃油 變壓器，通化變壓器廠于 1985年試制了地鐵使用的硅油變壓器 315kVA,沈陽變壓器廠于 1989年試制了 Midel7131難燃油變壓器 630kVA。由于油源價高為進(jìn)口、原料不暢，以 后未再生產(chǎn)。 沈陽變壓器研究

11、所于 2000年4月與美國DSI公司簽約，生產(chǎn) 6油SRZ9型110kV、 31500kVA電力變壓器與 SR9型10kV、500或1600kVA配電變壓器，5月份已完成設(shè)計(jì)， DSI公司供油，番禺明珠電器 2000年內(nèi)已完成試制，并經(jīng)鑒定，這為我國開發(fā)一 種防火災(zāi)的電力與配電變壓器，售價約高 1倍，預(yù)計(jì)有一定的市場。 6. SF6變壓器 日本是當(dāng)今生產(chǎn) SF6變壓器最多的國家，三菱、東芝、日立、富士均能 生產(chǎn)，前三家生產(chǎn)過 275kV、300MVA SF&變壓器，在日本使用。這四家均有產(chǎn)品進(jìn)入我國， 主要為110kV、31.5 63MVA。以63MVA為例，為強(qiáng)氣SF6風(fēng)冷，總重 7

12、8t，本體 SF6 重450kg，年漏氣率 1% 即允許漏 4.5kg,裝在北京、深圳、上海的地下、地上變電站 運(yùn)行。 我國北京第二變壓器廠已生產(chǎn) 10kV SF6的變壓器系列100 1000kVA達(dá)100臺，目前 還在繼續(xù)生產(chǎn)。對 110kV級產(chǎn)品，有關(guān)廠、所正在考慮中。 對SF6變壓器，世界上有兩種觀點(diǎn)，一種認(rèn)為可用，對環(huán)境無大影響；一種認(rèn)為不能用， 對環(huán)保有影響。世界上尚無定論，對其開展與否尚在探討中，應(yīng)慎重研究。 7. 組合式變電站與組合式變壓器 (1) 國外 歐洲從60年代起即生產(chǎn)24 36kV組合式變電站，即是將常規(guī)變電站的高 壓開關(guān)設(shè)備、配電變壓器、低壓開關(guān)設(shè)備組合在一起供電。它

13、具有體積小、占地面積小、價 格低、供電快以及 實(shí)用、美觀、經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn)，在歐洲占有廣泛的市場。 在美洲I,由于供、用電制的特點(diǎn)，貝U生產(chǎn) 10kV插拔式變壓器，它是將簡單的高壓負(fù)荷 開關(guān)、熔斷器裝于變壓器箱體內(nèi)而用電纜插入供電，并帶避雷器， 具有簡單的高壓保護(hù)，在 低壓側(cè)那么只有4個端子頭，優(yōu)點(diǎn)是體積小、價位低，在美洲供電占 90%。 (2) 國內(nèi) 組合式變壓器國產(chǎn)化后將高壓開關(guān)熱穩(wěn)定電流 12kA提高到16kA,有利于 環(huán)網(wǎng)供電。對10kV插拔式變壓器也有一些改良，有的配了低壓柜等，方便用戶。這兩類產(chǎn) 品由于使用量大、面廣，已逐步在取代傳統(tǒng)低壓變電所。 變壓器技術(shù)與產(chǎn)品開展趨勢及市場預(yù)測 1.

14、 開展趨勢 變壓器行業(yè)是一個相對老的行業(yè)，其技術(shù)與產(chǎn)品是成熟與完善的。在第 二次世界大戰(zhàn)以后， 由于用電量的驟增， 材料工業(yè)的進(jìn)步，變壓器的容量大增，其產(chǎn)品品種 和技術(shù)可以說有了重大的變革，但因其根本原理未變，還不會產(chǎn)生革命性的變化。今后 20 年內(nèi)： (1) 變壓器類產(chǎn)品的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)將愈趨先進(jìn)，非晶合金將在配變范圍內(nèi)逐步取代傳 統(tǒng)硅鋼片； (2) 組合式變壓器和全自保護(hù)變壓器( CSP)在配變范圍內(nèi)所占的比例會逐年增加； (3) 難燃油變壓器不久將在國內(nèi)生產(chǎn)推廣； (4) 三峽500kV、840MVA主變將在下一個十年工程中生產(chǎn)出來，其交流變電容量將 達(dá) 24750MVA; (5) 750kV級西北系統(tǒng)及變壓器將在 2005年出現(xiàn)； (6) 500kV換流變壓器將有一定的生產(chǎn)； (7) 百萬伏級系統(tǒng)及其變壓器將在我國 21世紀(jì)20年代內(nèi)出現(xiàn)。 在下個20年左右，超導(dǎo)用于變壓器生產(chǎn)在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)上將是可行的。 2. 市場預(yù)測 2000年末我國裝機(jī)容量已達(dá) 316GW，未來經(jīng)濟(jì)年增長速度將達(dá) 7% 8%, 裝機(jī)容量也不會低，到2021年預(yù)計(jì)裝機(jī)容