國(guó)內(nèi)外變壓器的現(xiàn)狀及發(fā)展

1、國(guó)內(nèi)外變壓器的現(xiàn)狀及開(kāi)展沈陽(yáng)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(lái),一個(gè)多世紀(jì)里,變壓器有 了長(zhǎng)足的開(kāi)展,電壓已到達(dá)百萬(wàn)伏級(jí),使輸電距離超過(guò)1000km.變壓器的開(kāi)展現(xiàn)狀1 .電力變壓器一個(gè)世紀(jì)以來(lái),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(lái)愈先進(jìn).1國(guó)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)水平100GVA;俄羅斯陶里亞第變壓器廠,年生產(chǎn)水平 40GVA ABB公司29 個(gè)電力變壓器廠年生產(chǎn)水平 80100GVA,英法GEC-Alshtom生產(chǎn)水平 40GVA日本各廠總和三菱、東芝、日立、富士年生產(chǎn)水平6

2、5GVA德國(guó)TU集團(tuán)年生產(chǎn)水平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, 735765kV、800MVA, 400500kV、3|750MVA 或 1|550MVA, 220kV、3|1300MVA 電力變壓器；直流輸電±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(wú)壓倒性的優(yōu)點(diǎn),只是心式工藝簡(jiǎn)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,

3、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(guó)內(nèi)解放前我國(guó)只能生產(chǎn)配電變壓器,最高電壓、最大容量為33kV、2000kVA.隨著國(guó)家?guī)讉€(gè)五年方案,建設(shè)了沈陽(yáng)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(guó)自己的變壓器行業(yè).我國(guó)沈陽(yáng)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(jí)電力變壓器,在500kV系統(tǒng)內(nèi)運(yùn)行,最長(zhǎng)的已超過(guò)17年,經(jīng)過(guò)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),總產(chǎn)量達(dá) 150GVA3組件套管.國(guó)外原全蘇電瓷廠現(xiàn)在烏克蘭境內(nèi)已生產(chǎn)供給1150kV

4、電容式套管,日本NGK已生產(chǎn)供給1100kV電容式套管.我國(guó)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(kāi)關(guān).德國(guó)MR分接開(kāi)關(guān)廠是世界著名工廠,已做出了一系列 有載分接開(kāi)關(guān),如V型、M型,供給世界各國(guó),國(guó)產(chǎn)變壓器及國(guó)內(nèi)進(jìn)口變壓器 已裝用多臺(tái)V型及M型開(kāi)關(guān),運(yùn)行上根本可靠.在70年代我國(guó)也引起了 MR技術(shù),在消化的根底上,遵義長(zhǎng)征電器廠早已 做出了 V型與M型分接開(kāi)關(guān),沈陽(yáng)變壓器廠也能生產(chǎn).其產(chǎn)品已在國(guó)內(nèi)眾多的 變壓器上應(yīng)用,運(yùn)行證實(shí)也是可靠的.冷卻器.國(guó)外風(fēng)、水冷卻器和片式散熱器都有,但水冷卻器用

5、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(guó)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(jiǎn)單,效率尚可,只是與板翅式相比,體積大、用料多.我們也 曾對(duì)板翅式作過(guò)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(guó)外國(guó)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 M0 鐵心柱的間距小,因而用料可以減少,其對(duì)應(yīng)線圈為橢圓形.低壓線 圈有線繞式與箔式,油箱有帶散熱管的少數(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

6、(油浸式單相占,干式單相占不到 10%),用料用工較三相多.(2)國(guó)內(nèi)我國(guó)因供電制與歐洲一樣,歷來(lái)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(guó)外不相上下), 也有很高的可靠性,做了 800臺(tái)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%o3 .干式變壓器(1)國(guó)外環(huán)氧樹(shù)脂澆注干式變壓器(簡(jiǎn)稱干變),國(guó)外從60年代生產(chǎn),技術(shù)日趨成熟.這種變壓器有：帶填料的(石英粉)、純樹(shù)脂的、繞包的,各 種工藝、結(jié)構(gòu)并存.據(jù)德國(guó)一位專家談,電壓最大到36kV,容量可達(dá)30MV

7、A德國(guó)一家工廠,年生產(chǎn)量在 2000MVA以上.,油浸式變壓器148萬(wàn)臺(tái)美國(guó)配電市場(chǎng)干變年產(chǎn) 38萬(wàn)臺(tái)( 28336MVA)(68150MVA),干變臺(tái)數(shù)占20%,容量占30%.歐洲配電油浸式變壓器總有量 2500kVA的200萬(wàn)臺(tái), 2500kVA的160萬(wàn) 臺(tái)；干變總有量40萬(wàn)臺(tái),占10%.(2)國(guó)內(nèi)澆注式干式變壓器科研工作開(kāi)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(shù)脂、繞包的 3 種均生產(chǎn),而以純樹(shù)脂的占多數(shù),最大容量做到1620MVA/35kV,再加吹風(fēng)可提升50%容量即2430MVA.特別應(yīng)該提出的是,山東金鄉(xiāng)金曼克變壓器公司199

8、9年末已研制成功單相DCZ94 0.5MVA/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(jí) 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-X31.5MVA/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(guó)外處于同一水平.止匕外,順 德特種變壓器廠還為長(zhǎng)江三峽發(fā)電機(jī)配套 九五國(guó)家重點(diǎn)科研工程,試制成功 干式勵(lì)磁變壓器,已通過(guò)鑒定,到達(dá)世界水平.4 .非晶合金變壓器美國(guó)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,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

9、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(jià)比硅鋼片貴得多2.73.0倍,所以總售價(jià)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(yáng)變壓器研究所進(jìn)行了開(kāi)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,開(kāi)展前景還是會(huì)有的.5 .難燃油變壓器1國(guó)外國(guó)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300c以上,符合國(guó)際上對(duì)難燃油的要求,其最大容量為60

10、kV、15MVA.2國(guó)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(yáng)變壓器廠于1989年試制了 Midel7131難燃油變壓器630kVA.由 于油源價(jià)高為進(jìn)口、原料不暢,以后未再生產(chǎn).沈陽(yáng)變壓器研究所于2000年4月與美國(guó)DSI公司簽約,生產(chǎn)3油SRZ理 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(guó)開(kāi)發(fā)一種防火災(zāi)的電力與配電變壓器,

11、售價(jià)約高1倍,預(yù)計(jì)有一定的市場(chǎng).6. SF6變壓器日本是當(dāng)今生產(chǎn)SF6變壓器最多的國(guó)家,三菱、東芝、日立、富士均能生產(chǎn),前三家生產(chǎn)過(guò)275kV、300MVA SF6變壓器,在日本使用.這四家均有產(chǎn)品進(jìn)入我國(guó),主要為110kV、31.563MVA.以63MVA為例,為強(qiáng)氣(SF6)風(fēng)冷,總重78t,本體SF6重450kg,年漏氣率W1%(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(guó)北京第二變壓器廠已生產(chǎn) 10kVSF6的變壓器系列1001000kVA達(dá)100臺(tái),目前還在繼續(xù)生產(chǎn).對(duì)110kV級(jí) 產(chǎn)品,有關(guān)廠、所正在考慮中.對(duì) SF6變壓器,世界上有兩種觀點(diǎn),一種認(rèn)為可

12、用,對(duì)環(huán)境無(wú)大影響；一種認(rèn)為 不能用,對(duì)環(huán)保有影響.世界上尚無(wú)定論,對(duì)其開(kāi)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(guó)外歐洲從60年代起即生產(chǎn)2436kV組合式變電站,即是將常規(guī)變 電站的高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備、配電變壓器、低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備組合在一起供電.它具有體 積小、占地面積小、價(jià)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(chǎng).在美洲,由于供、用電制的特點(diǎn),那么生產(chǎn) 10kV插拔式變壓器,它是將簡(jiǎn)單 的高壓負(fù)荷開(kāi)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(jiǎn)單的高壓保護(hù),在低壓側(cè)那么只有 4個(gè)端子頭,優(yōu)點(diǎn)是體積小、價(jià)位低, 在美洲供電占90%.

13、(2)國(guó)內(nèi)組合式變壓器國(guó)產(chǎn)化后將高壓開(kāi)關(guān)熱穩(wěn)定電流12kA提升到16kA,有利于環(huán)網(wǎng)供電.對(duì)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(kāi)展趨勢(shì)及市場(chǎng)預(yù)測(cè)1.開(kāi)展趨勢(shì)變壓器行業(yè)是一個(gè)相對(duì)老的行業(yè),具技術(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(shuō)有了重大的變革,但因其根本原理未變, 還不會(huì)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(huì) 逐年增加；(3)難燃油變壓器不久將在國(guó)內(nèi)生產(chǎn)推廣；(4)三峽500kV、840MVA主變將在下一個(gè)十年工程中生產(chǎn)出來(lái),具交流 變電容量將達(dá)24750MVA;(5) 750kV級(jí)西北系統(tǒng)及變壓器將在2005年出現(xiàn)；(6) ±500卜換流變壓器將有一定的生產(chǎn)；(7)百萬(wàn)伏級(jí)系統(tǒng)及其變壓器將在我國(guó) 21世紀(jì)20年代內(nèi)出現(xiàn).在下個(gè)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(chǎng)預(yù)測(cè)2000年末我國(guó)裝機(jī)容量已達(dá)316GW,未來(lái)經(jīng)濟(jì)年增長(zhǎng)速度將達(dá) 7%8%,裝機(jī)容量也不會(huì)低,到2021年預(yù)計(jì)裝機(jī)容量將達(dá)5