SF6氣體絕緣干式變壓器在中國未來(lái)的發(fā)展前景

綜述了內外SF6氣體絕緣干式變壓器的發(fā)展現狀。介紹了這種干式變壓器的結構特點(diǎn)和制造工藝。對生產(chǎn)成本和市場(chǎng)銷(xiāo)售價(jià)格進(jìn)行了分析和討論。指出了SF6氣體對環(huán)境保護的影響。關(guān)鍵詞：SF6氣體絕緣干式變壓器；結構；生產(chǎn)成本；價(jià)格；環(huán)保1前言SF6氣體絕緣干式變壓器(以下簡(jiǎn)稱(chēng)GIT)采用不燃、抗災、安全的SF6氣體作為絕緣介質(zhì)，是目前公認的唯一一種具有優(yōu)異抗災性能、技術(shù)成熟、電壓可達275 ~ 500 kV、容量可達300MVA的電力干式變壓器。特別適用于人口密集、場(chǎng)地狹窄的地下變電站和城市變電站。GIT在外有30多年的安全運營(yíng)經(jīng)驗，在制造、運營(yíng)、維護方面技術(shù)成熟。因此，在目前中城市網(wǎng)絡(luò )轉型的熱潮中，不難理解這一產(chǎn)品越來(lái)越受到人們的關(guān)注。GIT的優(yōu)點(diǎn)到目前為止已經(jīng)在很多文獻[1，2，3]中有詳細描述，這里不打算重復。但是，為了更全面地看待GIT，這里強調以下幾點(diǎn)。(1)GIT的主要優(yōu)點(diǎn)1)GIT的防火性能較好。SF6氣體不可燃，其物理和化學(xué)性質(zhì)非常穩定。相對來(lái)說(shuō)，環(huán)氧樹(shù)脂是一種不燃材料，仍然有一定的燃點(diǎn)，所以GIT的防火防災性能較好。(2)在防災干式變壓器中，是唯一能實(shí)現高電壓大容量的。到目前為止，世界上使用的防火、防災干式變壓器主要有兩種：干式變壓器(包括環(huán)氧澆注干式變壓器和H級開(kāi)放式通風(fēng)(OVDT)干式變壓器)和GIT。但前者認可的較高電壓為35kV，容量為20MVA。而后者可達275 ~ 500 kV和300MVA。在我目前的城市電網(wǎng)改造中，許多城市要求在市中心建立110 ~ 220 kV變電站(部分為地下變電站)，這顯然會(huì )促進(jìn)對GIT需求的增加。(GIT的陸地面積大致相當于同容量同電壓等級的油浸式變壓器，但不需要額外的滅火設備。從這個(gè)角度來(lái)看，GIT對于節約變電站用地面積的作用不大。但在配電設備中使用GIS時(shí)，如果GIT與GIS直接相連，可以省去電纜等輔助設備，大大減少了變電站的占地面積。外很多變電站的例子都證明了這一點(diǎn)。(4)GIT沒(méi)有儲油罐，所以與油浸干式變壓器相比，其高度可以降低20%，非常有利于減少地下變電站的土建投資。(5)雖然GIT的整體結構與油浸式變壓器相同，但SF6氣體的絕緣特性受高壓、低電場(chǎng)均勻性和含塵量的影響較大。所以GIT不僅結構復雜，而且對環(huán)境門(mén)檻和生產(chǎn)車(chē)間的加工工藝要求也很高。另外，由于SF6氣的散熱和冷卻能力比干式變壓器油差，而且殼箱是加壓容器，這些都會(huì )增加干式變壓器的原材料成本，所以GIT的價(jià)格更高。信息來(lái)自： (6)。就噪聲而言，GIT的體噪聲比油浸干式變壓器平均可降低3dB左右，但風(fēng)扇噪聲較大，不能得出GIT噪聲總體較低的結論。當不得不的時(shí)候，我們不得不選擇價(jià)格昂貴的低噪音風(fēng)扇，這種風(fēng)扇對可靠性要求很高，但目前在內很難制造。(7)由于SF6燃氣散熱能力差，GIT的過(guò)載能力只有油浸干式變壓器的三分之二左右。(8)帶有載調壓的GIT，必須采用真空有載分接開(kāi)關(guān)。對于這種用于高壓大容量場(chǎng)合的有載分接開(kāi)關(guān)，目前內很難制造，如果依賴(lài)進(jìn)口，總成本會(huì )增加。內外2SF6氣體絕緣干式變壓器的發(fā)展根據文獻記載，美于1956年開(kāi)始生產(chǎn)GIT，而歐洲家則從1957年開(kāi)始生產(chǎn)GIT #p#分頁(yè)標題#e#

繼美之后，日本于1967年開(kāi)發(fā)了較好臺69kV和3000 kvit[4]。此后，由于日本土狹小、大城市人口密集、部分地區負荷密度極高、很多城區需要建設地下變電站、90%以上的配電裝置采用GIS等特殊情，GIT自20世紀80年代中期以來(lái)在日本發(fā)展迅速。到1994年底，日本的GIT累計產(chǎn)量已達18000MVA，形成了世界先一無(wú)二的局面。目前，日本有9家制造商可以制造氣體絕緣干式變壓器，其1995年至1996年的產(chǎn)量見(jiàn)表1。表1日本氣體絕緣干式變壓器產(chǎn)量(1995年4月~ 1996年3月)序列號制造商名稱(chēng)總容量/MVA較高電壓等級生產(chǎn)/千伏準備生產(chǎn)/千伏1東芝公司1206 275 (500) 2三菱公司1171 500 3富士電氣公司267 154 (275) 4日立公司225 154 (275) 5明典社公司143 77 6日新電氣公司111 77高月制造有限公司， 32 77 8大阪干式變壓器廠(chǎng)10 77 9愛(ài)知電氣公司10 33需要指出的是，日本生產(chǎn)的GIT主要滿(mǎn)足日本內市場(chǎng)的需求，只有少量出口到其他家和地區。 前些年三菱公司出口到香港的產(chǎn)品比較多，以132kV產(chǎn)品為主；這兩年?yáng)|芝主要出口北京。日本生產(chǎn)的git大部分容量小于30MVA，電壓22、33、66、77kV，只有東芝、三菱、日立、富士電氣生產(chǎn)過(guò)電壓110kV及以上的git。其中三菱生產(chǎn)了近60臺，東芝生產(chǎn)了30多臺，富士電氣只生產(chǎn)了5臺。根據較新報道[5]，三菱公司開(kāi)發(fā)了較新的500千伏單相GIT樣品，容量為300/3MVA，采用SF6氣體絕緣，液冷，鐵芯采用外殼結構。這種結構對于解決大型GIT很重要

的運輸問(wèn)題十分有利。預期在下個(gè)世紀，該公司還將研制出500kV、1000/3MVA的GIT。 從日本各個(gè)公司所發(fā)表的供貨記錄中可知，東芝公司從1967年到1997年共生產(chǎn)了400多臺GIT，較大容量為300MVA，較高電壓為275kV，其產(chǎn)品特點(diǎn)為全SF6氣體絕緣與SF6氣體冷卻。三菱公司從1979～1998年也生產(chǎn)了近400臺GIT，其大容量產(chǎn)品的特點(diǎn)為SF6氣體絕緣，液體冷卻。富士公司從1982～1997年共生產(chǎn)了199臺GIT，總容量為1684MVA。單臺較大容量為40MVA。日新電機公司從1985～1996年間共生產(chǎn)了258臺GIT，總容量為515MVA，單臺較大容量為18MVA，年平均生產(chǎn)臺數為21.5臺。明電舍公司在1980～1997年間共生產(chǎn)了345臺GIT，但以中小容量的產(chǎn)品為主，單臺容量絕大多數都在10MVA以下，而較小容量?jì)H為50kVA。而高岳制作所從1985～1998年總共只生產(chǎn)了133臺、總容量418MVA的GIT，其單臺較大容量為30MVA。至于大阪干式變壓器與愛(ài)知電機公司，其生產(chǎn)規格與業(yè)績(jì)就更低了。 應當指出的是，日本的GIT的高速發(fā)展時(shí)期是在1991～1996年間，當時(shí)日本全GIT的年平均產(chǎn)量均超過(guò)2500MVA。在生產(chǎn)量較大的年份，GIT的產(chǎn)量曾接近于同年油浸干式變壓器產(chǎn)量的10%［4］。近年來(lái)，由于市場(chǎng)飽和以及經(jīng)濟不景氣，加之GIT產(chǎn)品的出口量不多，GIT的產(chǎn)量已有下降趨勢。根據筆者近期在日本的調查，一些大公司每月的平均GIT產(chǎn)量?jì)H1～2臺而已。 這里要特別強調的是日本并不是所有的地下變電所都采用GIT。例如在東京地區共有13個(gè)275kV的地下變電所，僅有2個(gè)變電所采用了GIT。其中有1個(gè)還是1997年底才投產(chǎn)的。在大阪與名古屋等大城市也有類(lèi)似情況。再以日本第三大電力公司的中部電力公司(總容量3000多萬(wàn)kW)為例，屬于該公司管轄范圍內的已運行的GIT僅有45臺，其中275kV級的大容量GIT僅3臺，其余單臺容量均在30MVA以下。由此可見(jiàn)，即使在日本，GIT也僅應用在一些特殊的場(chǎng)所。 對于歐美各發(fā)達家為什么很少生產(chǎn)與使用GIT(盡管這些家GIS的應用仍是很多的)，筆者曾就此專(zhuān)門(mén)詢(xún)問(wèn)過(guò)日本干式變壓器行業(yè)一位很的人士。據他的說(shuō)法，一方面是由于GIT的價(jià)格貴，而另一方面則是由于這些家的情與日本不同所決定的。這樣的看法是否恰當，值得我們深思。 眾所周知［1，2，3］，我在1985年前后由常州變、北京二變相繼開(kāi)發(fā)成功了10kV級的GIT，但迄今為止，由于價(jià)格等原因，加之10kV級環(huán)氧澆注式干變的大量涌現，使得10kV級GIT的銷(xiāo)售一直不暢，據悉10多年間總共銷(xiāo)售量尚不足百臺。此外，前幾年曾有過(guò)清華大學(xué)與北京二變共同研制開(kāi)發(fā)110kV級GIT的報道［2］，但迄今為止尚未見(jiàn)有正式產(chǎn)品投產(chǎn)的消息發(fā)表?？梢?jiàn)在GIT的這個(gè)領(lǐng)域，我的發(fā)展是緩慢的。 信息來(lái)源:http://tede.cn 在進(jìn)口方面，在80～90年代中期，我的上海、北京、廣州的有關(guān)企業(yè)曾先后從日本引進(jìn)過(guò)少數幾臺10～35kV級的GIT，但由于價(jià)格太貴(為同容量油浸變價(jià)格的5～8倍)，因而這樣的引進(jìn)難以繼續。1995年深圳供電局引進(jìn)三菱公司的3臺50MVA/110kVGIT［6］，可謂我供電部門(mén)正式引進(jìn)110kV級GIT的較好步，但這幾臺GIT的引進(jìn)價(jià)格也很貴，難于為一般供電部門(mén)所接受。到了1997～1998年，由于北京城網(wǎng)改造的飛速發(fā)展，一部分重要城區的變電所建設急需引進(jìn)110kV級GIT，這時(shí)，銷(xiāo)售方廠(chǎng)家之間都瞄準了未來(lái)的中市場(chǎng)而展開(kāi)了激烈的價(jià)格戰，使得北京供電局能以較為合理的價(jià)格在這兩年間先后從東芝公司引進(jìn)了十多臺50～63MVA/110kV的GIT。這樣短時(shí)間、大規模的引進(jìn)，引起了內的許多供電部門(mén)與制造廠(chǎng)家的關(guān)注。 總的說(shuō)來(lái)，110kV級的GIT是迄今為止尚不能實(shí)現產(chǎn)化的一種產(chǎn)品。 3GIT的結構、設計特點(diǎn)、制造過(guò)程及對生產(chǎn)廠(chǎng)房和工裝設備等的要求 3.1GIT的結構和設計特點(diǎn) GIT的結構原則上與油浸式變壓器相同，其結構與設計上的特點(diǎn)主要在于絕緣與散熱冷卻兩個(gè)方面。在絕緣設計上主要有： (1)SF6氣體的絕緣強度與散熱能力均與氣體的壓力有很大關(guān)系。具體來(lái)說(shuō)，在大氣壓力下，SF6氣體的絕緣強度僅相當于絕緣油的2/3，隨著(zhù)壓力的增高，它的絕緣強度將不斷增大。外現有GIT產(chǎn)品中，目前6～10kV級的GIT，一般采用的SF6氣體的壓力為0.12MPa，66～110kV級為0.13～0.14MPa(在滿(mǎn)載時(shí)較大壓力可以升到0.18MPa)，而275kV級為0.4MPa,500kV級為0.6MPa。隨著(zhù)壓力的增大，其外殼(箱體)的結構必將日益復雜。 (2)SF6氣體的絕緣強度與電場(chǎng)的均勻程度密切相關(guān)，在不均勻電場(chǎng)中，其絕緣強度將顯著(zhù)降低。而在高壓干式變壓器的結構中，要實(shí)現理想的電場(chǎng)均勻化，都是較為困難的。 (3)SF6氣體的沖擊比較之干式變壓器油要小，因而在沖擊下的絕緣強度對整個(gè)GIT的絕緣設計影響較大，為此，應當采用沖擊性能較好的繞組(如糾結式繞組等)。 (4)SF6氣體的相對介電常數為1，當與其他的固體絕緣材料組合成混合的氣膜絕緣結構時(shí)，氣體部分所分擔的電壓較大，為此應盡量選用相對介電常數較低的固體絕緣材料(如NOMEX紙及其壓制品)。 SF6氣體的散熱冷卻能力較差，這又是GIT特別是大容量GIT結構上的另一個(gè)難點(diǎn)。盡管大多數GIT都按E級絕緣來(lái)設計，其繞組平均溫升為75K，但為了避免繞組的心臟部分的局部溫升過(guò)高而形成較大的溫度梯度，這部分的絕緣材料有時(shí)需選用耐熱溫度可達到C級的NOMEX紙及其制品。在冷卻方式上，一般63MVA以下的GIT均采用SF6氣體冷卻的方式，中小型產(chǎn)品采用自冷式，較大容量產(chǎn)品采用強氣循環(huán)冷卻方式。但在100MVA以上的大容量產(chǎn)品中，東芝公司仍采用SF6氣體強氣循環(huán)冷卻，而三菱公司與日立公司則均采用氣體絕緣、液體(C8F16O)冷卻的方式，其間又有噴射式與隔離式兩種之分，其結構可參見(jiàn)參考文獻［3］。 基于上述的絕緣與冷卻兩方面的特點(diǎn)，針對目前的GIT的結構，歸納起來(lái)，應注意下列特點(diǎn)。 (1)GIT的主絕緣一般采用氣膜組合絕緣的方式。由于SF6氣體的散熱性能較差，匝絕緣一般采用PET聚脂薄膜或NOMEX紙。處在繞組內層溫升較高部位的墊塊、撐條等，要求采用耐熱溫度高的用NOMEX紙或聚脂纖維壓制而成的絕緣件。因而GIT的繞組在絕緣材料方面的費用要大大超過(guò)油浸式變壓器。 (2)如前所述，SF6氣體為保證一定的絕緣強度，必須保持一定的壓力。目前為了不致使受壓容器的結構復雜化，對一般在63MVA/110kV及以下的GIT，其箱體均可以按壓力不超過(guò)0.2MPa的受壓容器來(lái)處理。這種結構的箱體厚度增加不多，但當SF6的壓力提高到0.4MPa及以上時(shí)，其箱體結構就復雜化了。但無(wú)論前者或后者，由于都是受壓容器，對其密封結構都必須給予專(zhuān)門(mén)的考慮。目前，日本在GIT的密封技術(shù)方面已相當成熟，其年泄漏率已小于千分之一，大大低于IEC標準所規定的值。 (3)由于SF6氣體的散熱性能較差，相應GIT的散熱器的尺寸就較大，而且還是受壓容器，因此在散熱器方面的費用也較大。當采用強氣循環(huán)方式時(shí)，要求采用高可靠性、低噪聲、耐腐蝕的專(zhuān)用風(fēng)機，而這種風(fēng)機由于尚不能產(chǎn)，價(jià)格也是昂貴的。 (4)要求采用真空有載調壓分接開(kāi)關(guān)以及GIT的專(zhuān)用控制保護組件，這些部件中有的要求進(jìn)口，從而將使產(chǎn)品成本增加。 (5)為了均勻器身內部電場(chǎng)以及減少器身內部可能出現的塵埃與金屬微粒量，除了在設計上采取一定措施外，主要應在生產(chǎn)廠(chǎng)房的環(huán)境條件以及工藝管理、質(zhì)量管理等方面嚴加控制。但在GIT的工藝與質(zhì)量管理方面，我目前尚缺乏這方面的技術(shù)。 3.2GIT的生產(chǎn)制造過(guò)程 關(guān)于GIT的生產(chǎn)制造過(guò)程可參見(jiàn)圖1，這里不擬詳述。分析該圖不難發(fā)現，較之油浸干式變壓器，GIT的制造過(guò)程還是較復雜的。 圖1SF6GIT的制造工藝流程 續圖1 3.3對GIT生產(chǎn)廠(chǎng)房(車(chē)間)的環(huán)境要求 為了防止塵埃、金屬微粒等在制造過(guò)程中混入GIT器身內部從而影響其絕緣性能，對GIT生產(chǎn)廠(chǎng)房的環(huán)境條件要求是較嚴的。根據日本的經(jīng)驗，對生產(chǎn)110kV級GIT的廠(chǎng)房(車(chē)間)在環(huán)境條件方面的要求如表2所示。具體而言，對一個(gè)已能生產(chǎn)110kV油浸變的工廠(chǎng)，必須先先按表2的要求對廠(chǎng)房進(jìn)行技術(shù)改造之后，才有可能生產(chǎn)GIT。 表2對GIT生產(chǎn)車(chē)間的環(huán)境要求 繞線(xiàn)及絕緣車(chē)間 裝配車(chē)間 總裝車(chē)間 防塵等級/μm·m-3 ≤35.32×105 ≤35.32×105 ≤35.32×105 相對濕度/% ≤80 ≤80 ≤50 溫度/℃ ≤30 ≤30 ≤30 3.4GIT生產(chǎn)用工裝設備 除了與SF6氣體的處理、回收以及特性試驗等有關(guān)的裝置及儀器設備外，GIT生產(chǎn)廠(chǎng)的工裝設備基本上與油浸干式變壓器廠(chǎng)相同。 4GIT的生產(chǎn)成本分析以及市場(chǎng)銷(xiāo)售價(jià)的探討 在敘述之前，先先應當指出一點(diǎn)：目前在我，干式變壓器(主要是環(huán)氧澆注干變)的生產(chǎn)規模已達到世界領(lǐng)先的水平，干變的產(chǎn)量已遠遠超過(guò)日本。加之，干變的生產(chǎn)能力還遠遠大于市場(chǎng)的需要量，由于供大于求，市場(chǎng)競爭促使價(jià)格日益降低。近十多年的運行實(shí)踐還證明，干變不僅免維護，而且運行也很可靠。目前干式變壓器已被電力部門(mén)及廣大用戶(hù)所接受。因此，在可以生產(chǎn)干變的領(lǐng)域，GIT與之相比無(wú)論在結構的復雜程度、制造的難度或是在價(jià)格等方面，都難于與之相競爭。在進(jìn)行下述分析時(shí)，對10kV級以及35kV的20MVA以下的GIT均不予以考慮。在這個(gè)范圍內，除了極個(gè)別對防火、防潮要求很高、以及很特殊的場(chǎng)所，均不考慮GIT的應用。 具體來(lái)說(shuō)，以下的成本分析主要針對35kV級20～31.5MVA以及110kV級20～63MVA，而以110kV為重點(diǎn)。 4.1110kV級GIT生產(chǎn)成本的分析 為了研究110kV級產(chǎn)GIT的生產(chǎn)成本，我們先先對110kV20MVA以及110kV63MVA兩個(gè)典型的產(chǎn)品進(jìn)行了初步設計。其中除真空有載分接開(kāi)關(guān)以及部分專(zhuān)用組件需要進(jìn)口之外，絕大部分原材料都可以實(shí)現內采購。根據設計所決定的各部分原材料消耗量，再按市場(chǎng)售價(jià)計算出各部分的材料成本并較終計算出這兩個(gè)產(chǎn)品的總成本。表3為各部分成本在總成本中所占的比例。 從表3可以看出，在總成本中占比例較大的是繞組及引線(xiàn)部分，這主要是由于絕緣材料的價(jià)格昂貴所致。容量愈大，散熱問(wèn)題愈突出，這部分成本所占比例也愈大。而有載分接開(kāi)關(guān)的價(jià)格與容量關(guān)系不大，當容量增大后，它所占比例反而降低。另外還可以看出，箱體(外殼)盡管是受壓容器，但當壓力＜0.2MPa時(shí)，這部分費用在總成本中所占的比例并不大。 表3110kV級GIT各部分成本所占比例單位：% 各部分成本的百分比 產(chǎn)品規格 鐵心及 夾件 繞組及 引線(xiàn) 箱體 有載分接 開(kāi)關(guān)及控 制柜 冷卻 設備 套管等 組件 SF6 氣體 總計 20MVA/110kV 25 30.5 4.2 21 10 5 4.3 100 63MVA/110kV 27.5 40.5 4 11.5 9 3.5 4 100 注：清潔場(chǎng)所的工作要求，按受控的環(huán)境防塵等級，根據每0.02832m3含大于0.5μm的微粒而定。 4.2110kV級GIT市場(chǎng)銷(xiāo)售價(jià)的探討 為了探討產(chǎn)GIT的市場(chǎng)銷(xiāo)售價(jià)，先先必須了解從日本進(jìn)口的GIT的價(jià)格。 關(guān)于進(jìn)口GIT的價(jià)格，可分為兩個(gè)階段。在1996年之前約為產(chǎn)油浸式變壓器價(jià)格的5～8倍，這樣的價(jià)位，內絕大多數用戶(hù)都認為是難于承受的。但從1997年起，由于前述的原因，情況有了突變，1997～1998年間進(jìn)口的50～63MVA/110kV的GIT的價(jià)格降為約相當于產(chǎn)油浸變價(jià)格的3～3.5倍。 因此，筆者認為，產(chǎn)110kVGIT的市場(chǎng)銷(xiāo)售價(jià)應定位在油浸干式變壓器售價(jià)的2～2.5倍為宜，其理由如下： (1)由于進(jìn)口產(chǎn)品價(jià)僅為3～3.5倍，產(chǎn)品的售價(jià)只有較高不超過(guò)2.5倍，才可能為用戶(hù)所接受。 (2)根據筆者計算結果的分析，當GIT的售價(jià)為油浸變的2倍時(shí)，廠(chǎng)家仍可獲得一定的利潤(該利潤率將略高于目前110kV油浸變的平均利潤率)，但如售價(jià)低于2倍，則難于保證廠(chǎng)家獲利。不言而喻，如GIT的售價(jià)達到2.5倍，廠(chǎng)家將獲得較為豐厚的利潤。 (3)上述的價(jià)格定位，也是考慮了目前產(chǎn)干式變壓器的價(jià)格水平，而這樣的價(jià)格，已為廣大用戶(hù)所接受。 較后，還要附帶說(shuō)明一點(diǎn)，即在日本內，GIT的售價(jià)僅為同容量油浸變售價(jià)的1.4倍左右。那么，為什么在中卻為2～2.5倍?因為這是以日本的油浸變售價(jià)為基礎來(lái)計算的。由于原材料價(jià)格等兩有較大出入，而日本油浸變售價(jià)本身就高出中油浸變售價(jià)許多的緣故。 5SF6氣體在環(huán)境保護方面的問(wèn)題給GIT的發(fā)展帶來(lái)某些不確定因素 如前所述，SF6氣體是一種無(wú)色、無(wú)臭、無(wú)毒、不燃、防災性能十分優(yōu)越的氣體，特別是它具有優(yōu)越的絕緣與滅弧性能，多年來(lái)已在斷路器、GIS、GIT等輸變電設備領(lǐng)域得到了廣泛的應用。實(shí)踐證明，它的分解物無(wú)毒，在運行檢修中也都是安全的。另外，它不會(huì )破壞臭氧層，對土壤和水也不構成威脅。長(cháng)期以來(lái)，人們并未對它的前景感到過(guò)擔憂(yōu)。 但是，SF6又是在化學(xué)上極其穩定的一種氣體，它在大氣中的壽命約為3200年［9］。特別是SF6具有很強的吸收紅外輻射的能力，也就是說(shuō)，SF6是一種有很強溫室效應的氣體。如以100年為基線(xiàn)，其潛在的溫室效應作用為CO2的23900倍［7］。加之目前排放到大氣中的SF6氣體正以8.7%的速率在增長(cháng)。應當指出，SF6的溫室效應作用以往并非沒(méi)有發(fā)現，只不過(guò)由于現存于地球大氣中的SF6氣體的濃度非常低，故認為它的影響較小，未給予認真的考慮之故［7，8］。 事情的變化發(fā)生在20世紀90年代初，隨著(zhù)世界范圍內工農業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展和人類(lèi)活動(dòng)的增加，由于溫室效應氣體的不斷排放而促使地球升溫，并直接威脅到人類(lèi)的生存，從而日益引起了全球的關(guān)注。從1995年起由聯(lián)合發(fā)起召開(kāi)了“聯(lián)合氣候變暖框架公約締約(FCCC)會(huì )議”，參加者主要為所有發(fā)達家及部分發(fā)展中家的代表，我也是該會(huì )議的成員。該會(huì )議自1995年起每年都要開(kāi)會(huì )，來(lái)商討防止地球變暖的對策。在1996年7月于日內瓦召開(kāi)的該締約第2次會(huì )議(簡(jiǎn)稱(chēng)COP2)上，明確將CO2、CH4、N2O、PFC、HFC以及SF6這6種氣體定為必須加以限制的溫室效應氣體，但該次會(huì )議未明確規定限制的指標。到了1997年12月，該締約會(huì )議于日本京都召開(kāi)第3次會(huì )議(簡(jiǎn)稱(chēng)COP3)，會(huì )后發(fā)表了著(zhù)名的“京都議定書(shū)”，明確指出了減少溫室效應氣體向地球的排放，先先是各發(fā)達家的責任。并明確規定了各發(fā)達家，對上述6種溫室效應氣體的排放量的削減指標，即：如以1990～1995年間的平均排放量為基準，到2008～2012年時(shí)，美應減少7%，歐洲應減少8%，日本應減少6%。我雖屬發(fā)展中家，未被列入應削減的對象，但由于近年來(lái)中經(jīng)濟的高速發(fā)展，也有一些家在會(huì )上提出應把中列入削減對象之內，但未獲通過(guò)［9］。 根據京都議定書(shū)的精神，各發(fā)達家自1998年度起，紛紛研究了各自應采取的措施。以日本政府為例，在通產(chǎn)省的組織下，經(jīng)與制造業(yè)的行業(yè)協(xié)會(huì )以及各電力公司協(xié)商，提出了下列的應對措施［9］。 5.1減少SF6氣體往大氣中的排放量，提高氣體的回收率 這里說(shuō)的往大氣中的排放量并不是指GIS、GIT類(lèi)設備的自然泄漏量。如前所述，這種泄漏量每年還不到1/1000，完全可以忽略不計。這里所指的泄漏量主要是指產(chǎn)品在制造過(guò)程中由于充氣、排氣、試驗的排放量，產(chǎn)品在安裝及現場(chǎng)調試時(shí)的排放量，以及當運行時(shí)因設備檢修的排放量等。對上述這些排放量不應讓它不加限制地排于大氣中，而應通過(guò)專(zhuān)用回收裝置加以回收并經(jīng)處理后得以再利用。 具體來(lái)說(shuō)，日本在1997年末的SF6氣體的回收率為60%，也就是說(shuō)還有40%的SF6氣體排往大氣。為達到京都議定書(shū)中所提出的要求，日本要求研制新的氣體回收裝置，改進(jìn)制造工藝，以使到2000年時(shí)回收率達到90%，到2005年時(shí)達97%。 5.2研究SF6的代用氣體 這項研究的目的，是盡量不用具有或少用具有溫室效應的SF6氣體。實(shí)際上，對用N2氣體代替SF6或對N2/SF6混合氣體的研究，早在若干年前就已開(kāi)始，但就應用于實(shí)際的產(chǎn)品而言，迄今并未取得突破性的成果。研究表明，當用N2來(lái)代替SF6時(shí)，如用于GIS中，將使它的尺寸增大1～1.6倍，且壓力需提高2倍才行，因而是難于為用戶(hù)所接受的。采用SF6/N2混合氣體同樣存在一些尚待解決的問(wèn)題［8］。 信息來(lái)自:輸配電設備網(wǎng) 基于上述情況，目前尚難以預測未來(lái)在環(huán)保方面是否將會(huì )對SF6制品(GIS、GIT等)提出更加嚴格的要求與限制或出臺一些新的更加嚴厲的政策，從而給這類(lèi)產(chǎn)品未來(lái)的發(fā)展前景增加了某些不確定因素。 基于上述這種不確定性，根據近期筆者在日本所做的調查，他們除了采用上述的加強回收、減少排放量等具體應對措施之外，還盡量考慮今后在能不用SF6氣體時(shí)就盡量不用或少用，也就是說(shuō)要致力于減少SF6氣體的總使用量。當然GIS的巨大優(yōu)點(diǎn)(主要是縮小變電站的占地面積)是其他裝置無(wú)法代替的，況且迄今日本的變電所中95%都是采用的GIS。因而，對GIS今后主要致力于研制開(kāi)發(fā)縮小尺寸，減少SF6用量的新型GIS以及SF6斷路器，并逐步淘汰舊的產(chǎn)品。另外，在開(kāi)關(guān)方面，盡量在110kV級以下均采用真空斷路器。對于氣體絕緣干式變壓器，有部分專(zhuān)家則認為，由于它與油浸變相比在縮小占地面積方面的優(yōu)點(diǎn)并不十分突出，只要能解決防火、防災問(wèn)題，油浸變完全可以代替GIT，今后應當更加慎重地考慮對GIT的使用。 6結論 (1)SF6氣體絕緣干式變壓器是迄今在防火、防災型干式變壓器中唯一能制造為高電壓、大容量，且技術(shù)成熟的干式變壓器。在當前我城網(wǎng)改造的熱潮中，它正日益受到人們的關(guān)注。 (2)產(chǎn)GIT的研制和開(kāi)發(fā)應重點(diǎn)放在110kV級20～63MVA的產(chǎn)品上。既要重視一些基礎研究，又要重視GIT的制造工藝與質(zhì)量管理，而正是在這方面我尚缺乏成熟的技術(shù)?，F有的油浸變生產(chǎn)廠(chǎng)的生產(chǎn)車(chē)間只有在按要求進(jìn)行認真的技術(shù)改造后才可能滿(mǎn)足制造GIT的需要。 信息來(lái)源: (3)產(chǎn)110kV級GIT的銷(xiāo)售價(jià)應定位為同容量油浸變價(jià)格的2～2.5倍。這一價(jià)位既可保證廠(chǎng)家獲取一定利潤，預期又可以為用戶(hù)所接受。 (4)盡管GIT已有30多年的制造與運行經(jīng)驗，但它迄今在世界的干式變壓器市場(chǎng)中所占的比重并不大，它仍屬于一種處于不斷發(fā)展中的產(chǎn)品，它目前的應用地區仍然具有很大的局限性，對它的優(yōu)缺點(diǎn)必須有一個(gè)全面的認識。 (5)SF6氣體在環(huán)保方面存在的問(wèn)題，無(wú)疑將給GIT今后的發(fā)展帶來(lái)某些不確定的因素。 作者簡(jiǎn)介：尹克寧(1935-)，男，四川人，西安交通大學(xué)教授，長(cháng)期從事干式變壓器設計、制造、運行以及高壓輸變電設備等方面課題的研究。 參考文獻： ［1］應百川.氣體絕緣干式變壓器的發(fā)展動(dòng)向［J］.電工技術(shù)，1989，(1)：1～3. ［2］徐政，李慶民，張節容等.110kVSF6氣體絕緣干式變壓器的開(kāi)發(fā)研究［J］.干式變壓器，1997，34(3)：11～17. ［3］陳宗器，丁伯雄.SF6氣體絕緣干式變壓器綜述(上、下)［J］.干式變壓器，1999，36(7)：33～37；(8)24～28. ［4］不燃性.難燃性干式變壓器調查專(zhuān)門(mén)委員會(huì ).不燃性.難燃性干式變壓器の現狀ヒその動(dòng)向［J］.日本電氣學(xué)會(huì )技術(shù)報告，1993，(459)：1～15. 信息來(lái)自:#p#分頁(yè)標題#e#