干式变压器的发展
据有关资料统计,近20年来干式变压器得到了迅猛发展,特别是在配电变压器中,干式变压器所占比例越来越大,发达国家已占50%以上;我国起步晚,近年大中城市中约占30%~40%,象北京、上海、广州、深圳等城市已达60%以上。
1.1 产量递增
在我国,80年代逐步使用干式变压器,80年代末各地纷纷从国外引进技术和设备,并以此作为基础,不断开拓、创新,使我国干式变压器制造水平上了新的台阶。从90年代开始,其产销量逐年迅猛递增,据行业有关资料分析统计,全国(除港、澳、台外)干式变压器每年以高达20%以上的增长率递增:1989年约700MVA,1991年就超过了1000MVA;1995年约6200MVA,1997年约8800MVA,2000年约10000MVA。
从上列数据可见,中国已经成为世界上干式变压器产销量最大的国家之一。随着我国城乡中、低压配电网建设和改造的步伐加快,干式变压器面临着新的发展机遇,预计近几年其产销量会有新的飞跃。
1.2 技术现状
1.2.1 电压水平
目前大批量生产主要集中于10kV电压等级,各发电厂站多为6kV电压。15~20kV产品也常有订货。目前国际上树脂绝缘干式变压器最高电压为35kV,我国几家大厂以生产近百万千伏安35kV产品在各地投往运行。试制的110kV树脂绝缘干式变压器样机已经问世。
1.2.2 容量
(1)配电变压器:10/0.4kV以及20/0.4kV、35/0.4kV的配电变压器容量30~2500kVA,受低压PC屏进线开关遮断容量的限制,目前尚未见超过2500kVA这一容量的;
(2)电力变压器:10、20、35kV的电力变压器可生产容量达20000kVA。1996年我国制造出容量达16000/24000kVA(AN/AF)、35kV亚洲第一台容量最大、电压最高的干式变压器,标志着我国在大容量变压器制造技术上已处于世界先进水平。
1.2.3 损耗和噪音
我国干式变压器制造技术的研究、创新,主要集中在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,我国已经取得了诸多可喜的成绩,使得我国干式变压器的损耗(特别是空载损耗)及噪音大幅度下降。据有关资料统计,SC(B)9系列干式变压器比引进技术的SC系列之总损耗水平下降达15%~20%,新的10系列总损耗比现行国标下降约19%,其中空载损耗下降达33%。通过对噪音的系统研究,我国进一步掌握了噪音产生的机理,并将其成果落实在新系列SC(B)9及SC(B)10系列产品上,目前SC(B)9系列产品比原SC系列噪音下降15%~20%,新的10系列噪音低于国标14~23dB,2500kVA容量的配电变压器,噪音一般可控制在50dB以内;35kV特大容量(如10000、16000kVA)干式变压器通常可控制在55dB左右。综上所述,SC(B)9及SC(B)10系列干式变压器的节能降噪等技术性能参数已达到世界先进水平。
1.2.4 有载调压
我国对10kV干式配电变压器的有载调压,最大容量达2500kVA,使用台数最多的为云南玉溪烟厂。
对35kV干式电力变压器的有载调压容量达16000kVA,其最大客户是上海大众汽车公司(3台16000kVA有载调压变压器)。
1.2.5 整流、牵引变压器
(1)整流励磁变压器。发电厂的励磁变压器,逐步用干式变压器所取代。高低压绕组电压等级一般为20kV/1kV,通常采用单相结构、高压封闭母线进线。为长江三峡工程研制的世界上最大的840MW发电机组励磁变压器,单相容量为3000kVA的三台(构成一组)。
(2)冶金电炉变压器。特别是低压大电流,如为江西贵冶制造的3500kVA干式变压器,低压相电流超过20000A。
(3)牵引变压器。适用于城市地铁及轨道交通的干式牵引变压器,随城市轨道交通的发展而得以大量应用。电压有10、20、35kV三个等级;从12脉波整流发展到24脉波,减少了谐波污染;容量有800、2500、3300、4000kVA等。
1.3 未来展望
随着干式变压器的推广应用,其生产制造技术也获得长足发展。可以预测,未来的干式变压器将在如下几方面获得进一步发展:
(1)节能低噪:新的低耗硅钢片(阶梯五步迭铁心接缝)环境保护要求,噪声研究的深入,计算机优化设计等新材料、新工艺、新技术的引入,将使未来的干式变压器更加节能,更加宁静。
(2)高可靠性:提高产品质量和可靠性,将是人们的不懈追求。在完成引进技术的消化吸收之后,在电磁场计算、波过程、浇注工艺、热点温升、局放机理、质保体系、可靠性工程等方面进行大量的基础研究、积极进行可靠性认证,进一步提高干式变压器的可靠性。
(3)环保特性认证:以欧洲标准HD464为基础,开展干式变压器的耐气候(C0、C1、C2)、耐环境(E0、E1、E2)、耐火(F0、F1、F2)特性的研究与认证。
(4)大容量:从50~2500kVA配电变压器为主的干式变压器,向10000~20000kVA/35kV电力变压器拓展,随着城市用电负荷不断增加,城网区域变电所越来越深入城市中心区、居民小区、大型厂矿等负荷中心,35kV大容量的小区中心供电电力变压器将获广泛应用。
(5)多功能组合及智能化:从单一变压器向带有风冷、保护外壳、温度计算机接口、零序互感器、功率计量、封闭母线、侧出线等多功能组合式变压器发展;引入FTU智能化接口,具有数据处理、状态控制、状态显示等功能,从而使变压器成为一种多功能、智能化、随时处于最佳运行状态的节能电气设备。
(6)多领域发展:从以配电变压器为主,向发电站厂用变压器、励磁变压器、地铁牵引整流变压器、大电流电炉变压器、核电站、船用及采油平台用等特种变压器及多用途领域发展。