配電干式變壓器行業(yè)的發(fā)展趨勢

一.概述1

中的配電干式變壓器通常是指電壓在35kV和10kV及以下，容量在6300kVA以下，直接向較終用戶(hù)供電的電力干式變壓器。目前，我運行在互聯(lián)網(wǎng)上的配電干式變壓器的總電能損耗約為411億千瓦時(shí)，占2000年總發(fā)電量的3.16%。雖然配電干式變壓器是一種高效設備(95-99%)，但由于其數量巨大，空載功耗固定，即使干式變壓器的效率略有提高，也可以獲得可觀(guān)的節能效果，減少溫室氣體排放，因此具有很大的節能潛力。

20世紀90年代末，中配電干式變壓器行業(yè)發(fā)展迅速。1997年以來(lái)，在城鄉電網(wǎng)改造工程的帶動(dòng)下，電力干式變壓器行業(yè)保持了良好的發(fā)展勢頭。1999年，干式電力變壓器產(chǎn)量增長(cháng)24.81%。2000年，電力干式變壓器產(chǎn)量增長(cháng)15.88%，配電干式變壓器比重增加。1999年，配電干式變壓器的比重從1998年的34.72%提高到39.51%，提高了5個(gè)百分點(diǎn)。2000年，干式配電變壓器的比例為36.89%。(6300 kva及以下10 kv干式變壓器輸出304099臺41,778KVA，6300 kva及以下35 kv干式變壓器輸出7821臺9316.4KVA)。城鄉電網(wǎng)改造工程使用的油浸式配電干式變壓器全部由S7改造為S9。

隨著(zhù)市場(chǎng)經(jīng)濟的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，新材料、新工藝的不斷應用，新型低損耗配電干式變壓器得到了成功開(kāi)發(fā)。內很多干式變壓器生產(chǎn)廠(chǎng)家投入大量資金引進(jìn)外先進(jìn)制造技術(shù)和設備，不斷研發(fā)低損耗干式變壓器和各種結構形式的干式變壓器。比如油浸干式變壓器就出現了比新S9系列更節能的S10、S11系列，新干式變壓器的SC9系列、非晶合金鐵芯等低損耗產(chǎn)品都顯示了我配電干式變壓器的節能潛力。

此外，在互聯(lián)網(wǎng)上運行的10%以上的干式配電變壓器已經(jīng)運行了20多年，估計容量約為2.4億千伏安。這些干式變壓器是按照六七十年代的標準設計的，損耗很高。如果你花一定的投資，用S9替換舊的干式變壓器，一定會(huì )獲得很大的經(jīng)濟效益。根據不同容量的計算，購買(mǎi)S9干式變壓器更換舊干式變壓器的投資回報一般只有2~3年(不包括舊干式變壓器的返還費和拆卸費的門(mén)檻)，具有很大的節能潛力。

2.干式變壓器的發(fā)展趨勢及產(chǎn)品特點(diǎn)

經(jīng)過(guò)不斷努力，中配電干式變壓器行業(yè)自20世紀90年代以來(lái)取得了突破性進(jìn)展。干式變壓器的性能不僅是鐵心硅鋼片材料的改進(jìn)，也是容量結構和制造工藝的突破，從而在節能降耗、空載電流和噪聲方面取得了長(cháng)足的進(jìn)步。

1.近年來(lái)節能型配電干式變壓器產(chǎn)品的發(fā)展趨勢2

1.1輥鐵心配電干式變壓器(S11型)早在20世紀60年代就被一些發(fā)達家采用，近年來(lái)在我逐漸推廣。繞芯干式變壓器的優(yōu)點(diǎn)；

降低干式變壓器空載損耗。大約10~25%，取決于干式變壓器的容量 #p#分頁(yè)標題#e#

降低空載電流，一般為疊片鐵芯的50%

干式變壓器的噪聲水平顯著(zhù)降低，小型干式變壓器的噪聲水平可達37~42dB，從而減少對城鎮的噪聲污染。

1.2單相配電干式變壓器(D10型)在世界上大多數家的居民低壓配電單相三線(xiàn)制中使用，如美，對降低低壓配電損耗意義重大，這方面的工作已經(jīng)有很多。干式變壓器ar

1.3自1979年美連欣公司發(fā)明無(wú)芯片以來(lái)，非晶合金配電干式變壓器已作為樣品在世界各地少量開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)。非晶合金配電干式變壓器空載損耗比硅鋼片低70~80%，但至今沒(méi)有完全推廣的根本原因是價(jià)格較高。1998年，上海信心公司從美通用電氣公司引進(jìn)了非晶合金鐵芯干式變壓器的制造技術(shù)。上海信心公司生產(chǎn)的SH-M型非晶合金鐵心密封干式變壓器，額定容量50 ~ 2,500kVA，空載損耗34~700W，負載損耗870 ~ 21,500W，空載電流1.5~0.5%，短路阻抗4 ~ 5。

1.4干式配電干式變壓器因其結構簡(jiǎn)單、維護方便、防火阻燃、防塵等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應用于對安全運行要求較高的場(chǎng)合。過(guò)去干式配電干式變壓器使用較少，但近年來(lái)發(fā)展迅速。目前占總配電干式變壓器的3~5%，部分大城市占50%。

環(huán)氧樹(shù)脂干式變壓器在中取得了長(cháng)足的進(jìn)步。目前，中可以生產(chǎn)較大電壓35kV、較大容量20000千伏安的環(huán)氧樹(shù)脂干式變壓器。SC9型是一種新型干式節能干式變壓器，與舊型相比損耗大大降低。與舊的SC8干式變壓器相比，空載損耗平均降低87.52%，負載損耗平均降低10.27%。與S9相比，油浸空載損耗平均降低17.34%，負載損耗平均降低23.88%。此外，干式變壓器的噪聲水平也顯著(zhù)降低。這種干式變壓器在中和歐洲廣泛使用。

浸漬干式變壓器(或nomex紙型)是干式變壓器中較早使用的結構，現已發(fā)展成為開(kāi)口式

式通風(fēng)干式變壓器（OVDT），繞組層間、匝間絕緣采用聚脂纖維紙或聚芳胺合成紙（NOMEX紙）。這種結構的繞組經(jīng)真空壓力浸漆（VPI）工藝處理后有足夠的承受短路能力。因為Nomex紙耐溫等級為C級（220℃）是耐高溫絕緣材料，具有阻燃、防潮及優(yōu)良環(huán)保特性，允許長(cháng)時(shí)間大負荷過(guò)載，運行可靠性較高。占美市場(chǎng)干式變壓器的85%。

1.5 干式變壓器 又稱(chēng)高低壓預制式變電站, 大部分功能部件與干式變壓器器身均浸入干式變壓器箱內，由干式變壓器制造廠(chǎng)生產(chǎn)。變電站靠近負荷中心，可降低線(xiàn)損，也屬于節能配電干式變壓器之列。

2．節能配電干式變壓器的材料問(wèn)題

在開(kāi)發(fā)新型配電干式變壓器中，導磁和導電材料的作用十分重要，而這兩方面我都比較落后，多年來(lái)沒(méi)有重大突破, 硅鋼片幾乎完全靠進(jìn)口。

2.1導磁系統發(fā)展的歷史回顧

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我64、73標準的干式變壓器大都采用熱軋硅鋼片作為鐵芯的導磁材料，由于熱軋硅鋼片無(wú)方向性，故三相鐵芯都是采用直接縫。導磁材料的材質(zhì)與鐵芯結構都決定了空載損耗與空載噪聲都具有較大的值。1964年日本發(fā)明了高導磁晶粒取向冷軋硅鋼片，80年代后，我進(jìn)口了這種硅鋼片的卷料，推動(dòng)了導磁系統的結構改進(jìn)，由于冷軋硅鋼片有方向性；鐵芯柱上不再有接縫，疊片定位方法的改進(jìn)，芯柱與軛片內可不設孔，這就使空載損耗大幅度的降低。

20世紀90年代，世界上又研制成厚度僅為0.23mm的冷軋晶粒取向硅鋼片，如再經(jīng)過(guò)激光照射或等離子處理，這是較低單位損耗的硅鋼片系列產(chǎn)品，50Hz及1.7T下的單位損耗僅為0.9W/kg。鐵芯結構上又出現階梯45°接縫的較新結構，使空載損耗與空載噪聲又一次降低，使配電干式變壓器向低損耗、低噪聲方面發(fā)展又邁進(jìn)了一步，空載損耗降低60％。

1974年美聯(lián)信公司研制出鐵基非晶合金，1978年美GE公司測出6OHz及1.5T下的單位損耗為0.44W/kg。1980年聯(lián)信公司先次推出15kVA非晶鐵芯配電干式變壓器，以后，美GE公司制成2500kVA非晶鐵芯配電干式變壓器?？蛰d損耗比用激光處理高導磁晶粒取向冷軋硅鋼片又降低了70%。我也在1994年研制成一批非晶鐵芯配電干式變壓器，有些廠(chǎng)已具備批量生產(chǎn)非晶鐵芯配電干式變壓器的能力。

從以上發(fā)展歷史的回顧中可知，導磁材料的發(fā)展，促進(jìn)導磁材料加工設備的現代化，鐵芯結構的改進(jìn)，空載損耗與空載噪聲的大幅度下降，使干式變壓器可安裝在居民區附近。

2.2 導電系統的繞組發(fā)展的歷史回顧

在我配電干式變壓器的發(fā)展歷史中，也曾用過(guò)鋁導線(xiàn)，雖可滿(mǎn)足性能要求，但內用戶(hù)不歡迎鋁線(xiàn)干式變壓器，目前已不再生產(chǎn)鋁線(xiàn)干式變壓器。

為了降低負載損耗，從材質(zhì)上，內已大量采用無(wú)氧銅導線(xiàn)；除扁導線(xiàn)、圓導線(xiàn)外，還采用銅箔。因為無(wú)氧銅的電阻率低，表面又光亮，故負載損耗可低。

繞組結構發(fā)展中，注意散熱性能的改進(jìn)，盡量采用縱向散熱油隙；同時(shí)繞組的緊固結構保證短路電流產(chǎn)生的機械力的承受能力。

2.3 其它結構的改進(jìn)

傳統的配電干式變壓器都用于中點(diǎn)絕緣的10kV系統中，故繞組的聯(lián)結組都選Yyn0，隨著(zhù)非線(xiàn)性負載的增長(cháng)，卷鐵芯結構的選用，繞組的聯(lián)結組在向 Dyn11過(guò)渡。