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综述干式变压器现状及其未来发展

2006/3/8    来源:网易电气    作者:陈猷清  张勖成      
关键字:电器  干式变压器  节能  降噪  智能  发展  
文章从节能、降噪环保、多领域多用途发展、TTU智能终端等方面介绍干式变压器的现状水平,并对其未来发展予以分析阐述。

    干式变压器在世界范围内得到迅速发展,时间要追朔到20世纪中后期,至今只有半个世纪。随着我国现代化建设的发展,城乡电网负荷不断增加。上世纪90年代干式变压器在我国得以广泛应用。随着城乡电网建设和改造、西部大开发的步伐加快、北京申办2008年奥运会的成功,长江三峡水利工程开始发电,干式变压器面临着新的发展机遇,其产销量必将有新的飞跃。

    近来,有关干式变压器的现状及其发展趋势的文章见诸各报刊,这些对技术、工艺的研究讨论对于干式变压器的发展是十分有益的。借此,我们也谈谈一些看法。

    1、我国干式变压器的现状

    20世纪80年代末,干式变压器从国外进入中国。至今每年以超过20%的增长率迅猛发展。2002年全国产销量约18,000MVA,成为世界上干变不销量最大的国家之一。据有关部门不完全统计,全国干式变压器生产厂有50多家,但其发展很不平衡:产销量排前五名的厂,约占全国总产销量的62%,前十名厂约占全国总产销量的80%;年产量在100MVA以上的厂有21家(面对如此激烈的市场竞争,年产量在100MVA以下的厂,求得生存和发展是极其艰难的)。

    目前,全球产销量第一的厂商为顺德特种变压器厂,从全球范围看,我国的干式变压器生产技术和生产工艺已经达到世界领先水平,并且拥有自主的知识产权,具有很强的竞争力。2002年产销量已超4,200MVA,加入WTO之后,随着开放程度的进一步提高,这一领域出现了更为广阔的市场空间。

    下面介绍我国干变在节能降噪、向多领域多用途发展、智能化等方面赶超世界先进水平的概况。

    1.1 损耗

    干式变压器的革新,主要集中在节能、环保、性能参数的优化等方面。特别是在变压器的损耗及声级水平这些世界性课题的研究上,我国已经取得诸多可喜的成绩。

    为了降低损耗,采取了一系列措施,如:选购优质低耗的晶粒取向冷轧硅钢片,先进的硅钢片剪切线,阶梯步进铁心接缝,合理的铁心、线圈结构,不迭上轭等先进工艺以及计算机三维优化设计等,使其新系列产品损耗值达到世界先进水平:SC(B)10新系列比现行国标《干式变压器技术参数和要求》(GB/T10228)空载损耗P0下降33%,负载损耗平均下降15%,总损耗平均下降约19%。表1及表2摘录列出西子(志享)SCLB9、ABB(上海)SCR9与顺特SC(B)9、10的空载损耗P0、负载损耗Pk值,并与我国GB/T10228-1997国标值相对照。

    从比较可见:国产干式变压器新系列产品损耗值已达到世界先进水平,国产干变在世人关注的空载损耗P0,方面具有明显的品质优势(在国际性招标中,每1kWP0损耗,约折合5,000~6,000美元;每1kWPk损耗,约折合1,000~2,000美元)。

    然而,值得注意的是,在相同原材料的情况下,苛求更低的损耗值是不尽合理的。此时,空载损耗的降低将导致用铁(硅钢片)量增加,负载损耗的降低将导致用铜量增加。收益与付出之利弊是需要精心权衡比较的。

表1 空载损耗P0比较

表2 负载损耗Pk(75℃)比较

注:GB/T10228-1997国标及顺特电气SC(B)10系按包封线圈配电变压器、F级绝缘耐热等级120℃下的负载损耗值,而其余各栏均按75℃值,比较时应注意换算。

    1.2 声级水平

    随着我国现代化进程的加速,环境保护显得日益重要,变压器的噪声危害提上了日程。干变制造厂与科研院校密切合格,对噪声产生的原因、机理进行潜心研究,不断深入求索,优化样品设计,反复进行试验验证,终于取得了突破,并很快将科研新成果落实到产品上。十几年来,更新了一代又一代产品,使干变噪声大幅度下降。新系列配电变压器已将其噪声比现行国标降低达10~20dB(A):2,500kVA及以下容量的配电变压器,噪声一般可控制在50dB(A)以内;35kV特大容量如16,000kVA电力变压器通常可控制在60dB(A)左右。

    可以这样说,中国人制造出的干变,已经基本上解决了变压器噪声扰民的问题;同时,噪声控制已达到世界先进水平。如表3所示。

    1.3 向多领域多用途发展

    (1)整流励磁变压器

    发电厂励磁,逐渐由传统的动态励磁发电机系统转变为静态变压整流励磁系统,而励磁变压器亦逐步用干式变压器所取代。其电压等级有10~22kV,单相额定容量315~3000kVA。发电厂高压通常采用离相(管道式)封闭母线进线,相间距较大,故励磁变通常采用单相结构。这一静态整流励磁系统已经在水电站广泛应用,新建、扩建的大型火电厂也在逐渐采用。

    目前,世界上最大的700MW水轮发电机组之励磁变压器,单相容量达3MVA、三相组成9MVA,4台机组之12台励磁变压器已经设计、制造好并发往三峡,以确保三峡发电厂今年开始发电。该产品为国产的“顺特电气”。由此可见:中国在整流励磁干式变压器的研发、设计、制造上,已达世界先进水平。

    (2)牵引整流变压器

    随着城市轨道交通的飞速发展,适用于城市地铁及轨道交通的干式变压器得以大量应用。电压等级通常有:10、35kV;整流脉波数有12脉波和24脉波,其中24脉波整流回路对电网的谐波污染比12脉波整流回路降低50%,可省去该处的滤波装置。容量有800、2000、2500、3300、4400kVA(用于深圳等地铁)。国内地铁及轻轨工程,如北京、上海、广州、深圳、南京、武汉、大连、长春等,均都选用了国产牵引整流变压器,车运营运行性能反映很好。健康德黑兰地铁工程也采用我国生产的牵引变压器。

责任编辑:江琦
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