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干式變壓器現狀及其未來發展

http://www.globalev.com.cn 2015年09月19日        

干式變壓器在世界范圍內得到迅速發展,時間要追朔到20世紀中后期,至今只有半個世紀。隨著我國現代化建設的發展,城鄉電網負荷不斷增加。上世紀90年代干式變壓器在我國得以廣泛應用。隨著城鄉電網建設和改造、西部大開發的步伐加快、北京申辦2008年奧運會的成功,長江三峽水利工程開始發電,干式變壓器面臨著新的發展機遇,其產銷量必將有新的飛躍。

  近來,有關干式變壓器的現狀及其發展趨勢的文章見諸各報刊,這些對技術、工藝的研究討論對于干式變壓器的發展是十分有益的。借此,我們也談談一些看法。

  1、我國干式變壓器的現狀

  20世紀80年代末,干式變壓器從國外進入中國。至今每年以超過20%的增長率迅猛發展。2002年全國產銷量約18,000MVA,成為世界上干變不銷量最大的國家之一。據有關部門不完全統計,全國干式變壓器生產廠有50多家,但其發展很不平衡:產銷量排前五名的廠,約占全國總產銷量的62%,前十名廠約占全國總產銷量的80%;年產量在100MVA以上的廠有21家(面對如此激烈的市場競爭,年產量在100MVA以下的廠,求得生存和發展是極其艱難的)。

  目前,全球產銷量第一的廠商為順德特種變壓器廠,從全球范圍看,我國的干式變壓器生產技術和生產工藝已經達到世界領先水平,并且擁有自主的知識產權,具有很強的競爭力。2002年產銷量已超4,200MVA,加入WTO之后,隨著開放程度的進一步提高,這一領域出現了更為廣闊的市場空間。

  下面介紹我國干變在節能降噪、向多領域多用途發展、智能化等方面趕超世界先進水平的概況。

  1.1 損耗

  干式變壓器的革新,主要集中在節能、環保、性能參數的優化等方面。特別是在變壓器的損耗及聲級水平這些世界性課題的研究上,我國已經取得諸多可喜的成績。

  然而,值得注意的是,在相同原材料的情況下,苛求更低的損耗值是不盡合理的。此時,空載損耗的降低將導致用鐵(硅鋼片)量增加,負載損耗的降低將導致用銅量增加。收益與付出之利弊是需要精心權衡比較的。

  1.2 聲級水平

  隨著我國現代化進程的加速,環境保護顯得日益重要,變壓器的噪聲危害提上了日程。干變制造廠與科研院校密切合格,對噪聲產生的原因、機理進行潛心研究,不斷深入求索,優化樣品設計,反復進行試驗驗證,終于取得了突破,并很快將科研新成果落實到產品上。十幾年來,更新了一代又一代產品,使干變噪聲大幅度下降。新系列配電變壓器已將其噪聲比現行國標降低達10~20dB(A):2,500kVA及以下容量的配電變壓器,噪聲一般可控制在50dB(A)以內;35kV特大容量如16,000kVA電力變壓器通常可控制在60dB(A)左右。

  可以這樣說,中國人制造出的干變,已經基本上解決了變壓器噪聲擾民的問題;同時,噪聲控制已達到世界先進水平。

  1.3 向多領域多用途發展

  (1)整流勵磁變壓器發電廠勵磁,逐漸由傳統的動態勵磁發電機系統轉變為靜態變壓整流勵磁系統,而勵磁變壓器亦逐步用干式變壓器所取代。其電壓等級有10~22kV,單相額定容量315~3000kVA。發電廠高壓通常采用離相(管道式)封閉母線進線,相間距較大,故勵磁變通常采用單相結構。這一靜態整流勵磁系統已經在水電站廣泛應用,新建、擴建的大型火電廠也在逐漸采用。

  目前,世界上最大的700MW水輪發電機組之勵磁變壓器,單相容量達3MVA、三相組成9MVA,4臺機組之12臺勵磁變壓器已經設計、制造好并發往三峽,以確保三峽發電廠今年開始發電。該產品為國產的“順特電氣”。由此可見:中國在整流勵磁干式變壓器的研發、設計、制造上,已達世界先進水平。

  (2)牽引整流變壓器

  隨著城市軌道交通的飛速發展,適用于城市地鐵及軌道交通的干式變壓器得以大量應用。電壓等級通常有:10、35kV;整流脈波數有12脈波和24脈波,其中24脈波整流回路對電網的諧波污染比12脈波整流回路降低50%,可省去該處的濾波裝置。容量有800、2000、2500、3300、4400kVA(用于深圳等地鐵)。國內地鐵及輕軌工程,如北京、上海、廣州、深圳、南京、武漢、大連、長春等,均都選用了國產牽引整流變壓器,車運營運行性能反映很好。健康德黑蘭地鐵工程也采用我國生產的牽引變壓器。

  (3)橋整流變壓器

適用于電機交-交變頻供電系統。額定容量315~2500kVA,電壓等級通常有3、6kV,每臺每相3~9個繞組可以兩臺組合,通過移相聯結成H橋整流。

  (4)三相五柱式整流變壓器

  額定容量30~2500kVA,電壓等級10、35kV,用于雙反星形的整流電路中,可以取消平衡電抗器和減少調壓電流沖擊,且可降低運輸高度。適用于安裝場地受限制的變壓器或應用于雙反星形的整流系統。

  (5)冶金電爐變壓器
 
  其特點是電壓低、電流特別大,適用于大電流冶金電爐。如為貴冶生產的電爐變壓器,容量3,500kVA、低壓側電壓70~100V、電流達20,000A。電爐變壓器采用干式變壓器,受到客戶的歡迎。

  (6)核電站用變壓器
 
  十幾年來,我國核電事業得以相應發展。一座座核電站相繼選用各種國產干式變壓器以及組合式變電站1E級變壓器是用于核電站核島區域內的變壓器。這是我國首次完全依照核安全監定程序進行產品鑒定的變壓器(通過了60年壽命加速老化試驗,并在老化試驗完成后順利通過了振動強度超過8級抗震試驗,結果證明其產品的各項性能指標完全滿足1E級變壓器標準),這不僅標志著我國已具備生產進入核電站核島區域的1E級干式變壓器產品的能力,同時還說明了環氧樹脂干變(CRDT)的高壽命、高安全可靠性。

  (7)船用及采油平臺用變壓器

適用海洋運輸及石油開發的需要,干式變壓器已經走上了海船及采油鉆井平臺。產品額定容量30~10000kVA,電壓等級0.38~35kV。產品獲得中國船用產品形式認可證書。

  (8)電氣化鐵道所用變壓器

  額定容量20~315kVA,電壓等級27.5kV,聯結組別有Dyn11、Ii0、Iiyn0(兩相變三相)。適用于電氣化鐵道牽引變電所、開閉所、AT所、分區所的自用電系統。

  (9)自藕變壓器

  額定容量30~2500kVA,電壓等級10、35kV。該種變壓器可降低成本。適用于電機啟動供電系統

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