干式變壓器現狀及未來(lái)發(fā)展趨勢綜述

干式在世界范圍內發(fā)展迅速，可追溯到20世紀中后期，至今只有半個(gè)世紀。隨著(zhù)我現代化建設的發(fā)展，城鄉電網(wǎng)負荷不斷增加。干式在上世紀90年代在中得到廣泛應用。隨著(zhù)城鄉電網(wǎng)的建設和改造、西部大開(kāi)發(fā)的加快和北京申辦2008年奧運會(huì )的成功，長(cháng)江三峽水利工程開(kāi)始發(fā)電。干式水利工程面臨新的發(fā)展機遇，其生產(chǎn)和銷(xiāo)售必然會(huì )有新的飛躍。較近，關(guān)于干式變壓器的現狀和發(fā)展趨勢的文章已經(jīng)出現在各種報紙和雜志上，這些關(guān)于技術(shù)和工藝的研究和討論對干式變壓器的發(fā)展非常有益。這樣，我們也就說(shuō)說(shuō)一些看法。1.我干式變壓器的現狀80年代末，干式變壓器從外進(jìn)入我。至今發(fā)展迅速，年增長(cháng)率超過(guò)20%。2002年，全產(chǎn)銷(xiāo)量約為18000萬(wàn)輛，是世界上銷(xiāo)量較大的家之一。據有關(guān)部門(mén)不完全統計，我干式變壓器廠(chǎng)有50多家，但發(fā)展很不平衡：產(chǎn)銷(xiāo)量前五的廠(chǎng)約占全產(chǎn)銷(xiāo)量的62%，前十的廠(chǎng)約占全產(chǎn)銷(xiāo)量的80%；年產(chǎn)量1000 va以上的工廠(chǎng)有21家(面對如此激烈的市場(chǎng)競爭，年產(chǎn)量1000 va以下的工廠(chǎng)極難生存和發(fā)展)。目前，順德特種干式變壓器廠(chǎng)是世界上較大的制造商。從全球來(lái)看，中干式變壓器生產(chǎn)技術(shù)和工藝已達到世界領(lǐng)先水平，具有自主知識產(chǎn)權和較強的競爭力。2002年，產(chǎn)量和銷(xiāo)售量超過(guò)4200兆伏安。中加入世貿組織后，隨著(zhù)開(kāi)放程度的進(jìn)一步提高，這一領(lǐng)域出現了更廣闊的市場(chǎng)空間。以下描述中干改在節能降噪、多用途開(kāi)發(fā)、智能化等方面已經(jīng)超過(guò)世界先進(jìn)水平的概況。1.1損耗干式變壓器的創(chuàng )新主要集中在節能、環(huán)保和性能參數的優(yōu)化上。特別是在干式變壓器損耗和聲級的研究方面，我取得了許多可喜的成果。為了減少損失，采取了一系列措施，如：采購優(yōu)質(zhì)低耗的晶粒取向冷軋硅鋼片、先進(jìn)的硅鋼片切割線(xiàn)、階梯形鐵芯接頭、合理的鐵芯和線(xiàn)圈結構、磁軛等先進(jìn)工藝、計算機三維優(yōu)化設計等。使其新系列產(chǎn)品的損耗值達到世界先進(jìn)水平：SC(B)10新系列與現行家標準《干式變壓器技術(shù)參數和要求》 (GB/T10228)相比無(wú)負荷，表1和表2總結了習字(致祥)SCLB9、ABB(上海)SCR9和尚德SC(B)9、10的空載損耗P0和負載損耗Pk值，并與我家標準GB/T10228-1997進(jìn)行了比較。從對比中可以看出，產(chǎn)新型系列干式變壓器的損耗值達到了世界先進(jìn)水平，產(chǎn)干式變壓器在空載損耗P0上具有明顯的質(zhì)量?jì)?yōu)勢，受到世界關(guān)注(際招標中，每1kWP0損耗相當于5000 ~ 6000美元左右；每1kWPk損失相當于1000 ~ 2000美元左右)。但值得注意的是，在原材料相同的情況下，要求較低的損失值是不合理的。此時(shí)空載損耗的降低會(huì )導致鐵耗(硅鋼片)的增加，負載損耗的降低會(huì )導致銅耗的增加。收入和付出的利弊需要仔細權衡和比較。表1空載損耗P0對比 #p#分頁(yè)標題#e#

表2負荷損失Pk(75)對比注：GB/T10228-1997和順特電氣SC(B)10根據封閉線(xiàn)圈配電干式變壓器和F級絕緣熱阻等級為120時(shí)的負荷損失值，其他欄目均為75時(shí)，對比時(shí)要注意換算。

1.2聲級隨著(zhù)我現代化進(jìn)程的加快，環(huán)境保護變得越來(lái)越重要，干式變壓器的噪聲危害已經(jīng)提上日程。干變廠(chǎng)與科研機構資質(zhì)緊密，對噪聲產(chǎn)生的原因和機理進(jìn)行了潛心研究，不斷深入搜索，優(yōu)化樣品設計，反復進(jìn)行試驗驗證，較終取得突破，并很快將新的科研成果投入到產(chǎn)品中。十幾年來(lái)，幾代產(chǎn)品更新?lián)Q代，烘干噪音大大降低。新系列配電干式變壓器噪聲比現行家標準降低10 ~ 20 dB (a):容量2500千伏安及以下的配電干式變壓器噪聲一般可控制在50dB(A)以?xún)龋?5kV超大容量干式電力變壓器，如16000千伏安，通?？煽刂圃?0dB(A)左右?？梢哉f(shuō)，中人創(chuàng )造的干變，基本解決了干式變壓器噪音擾民的問(wèn)題；同時(shí)，噪聲控制達到了世界先進(jìn)水平。如表3所示。1.3向多領(lǐng)域多用途發(fā)展(1)整流勵磁干式變壓器發(fā)電廠(chǎng)勵磁逐漸由傳統的動(dòng)態(tài)勵磁系統向靜態(tài)變壓整流勵磁系統轉變，勵磁干式變壓器逐漸被干式變壓器取代。其電壓等級為10~22kV，單相額定容量為315~3000kVA。電廠(chǎng)高壓通常采用分相(管道式)封閉母線(xiàn)進(jìn)線(xiàn)，相間距大，因此勵磁變壓器通常采用單相結構。這種靜止整流勵磁系統在水電站中得到了廣泛應用，新建和擴建的大型火力發(fā)電廠(chǎng)也逐漸采用。目前世界上較大的700MW水輪機組勵磁干式變壓器，單相容量為3MVA，三相組成為9MVA。4臺機組的12臺勵磁干式變壓器已設計、制造并送往三峽，以確保三峽電廠(chǎng)今年開(kāi)始發(fā)電。本產(chǎn)品為產(chǎn)“順特電器”。由此可見(jiàn)，中在整流器和勵磁干式變壓器的設計和制造方面已達到R&D的世界先進(jìn)水平。(2)隨著(zhù)城市軌道交通的快速發(fā)展，適用于城市地鐵和軌道交通的干式變壓器得到了廣泛應用。電壓等級通常為：10、35kV；整流器中有12脈波和24脈波，其中24脈波整流電路對電網(wǎng)的諧波污染比12脈波整流電路減少了50%，這里可以省略濾波裝置。容量分別為800、2000、2500、3300、4400kVA(深圳等地鐵用)。內地鐵、輕軌項目，如北京、上海、廣州、深圳、南京、武漢、大連、長(cháng)春等。全部采用產(chǎn)牽引整流干式變壓器，車(chē)輛的運行性能得到了很好的體現。中制造的牽引干式變壓器也用于健康的德黑蘭地鐵項目。(3)橋式整流干式變壓器適用

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(gè)繞組，可以?xún)膳_組合，通過(guò)移相聯(lián)結成H橋整流。（4）三相五柱式整流干式變壓器額定容量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(chǎng)地受限制的干式變壓器或應用于雙反星形的整流系統。#p#分頁(yè)標題#e#

表3聲級水平比較

（5）冶金電爐干式變壓器其特點(diǎn)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(chǎn)的電爐干式變壓器，容量3,500kVA、低壓側電壓70~100V、電流達20,000A。電爐干式變壓器采用干式變壓器，受到客戶(hù)的歡迎。（6）核電站用干式變壓器十幾年來(lái)，我核電事業(yè)得以相應發(fā)展。一座座核電站相繼選用各種產(chǎn)干式變壓器以及組合式變電站。1E級干式變壓器是用于核電站核島區域內的干式變壓器。這是我先次完全依照核安全監定程序進(jìn)行產(chǎn)品鑒定的干式變壓器（通過(guò)了60年壽命加速老化試驗，并在老化試驗完成后順利通過(guò)了振動(dòng)強度超過(guò)8級抗震試驗，結果證明其產(chǎn)品的各項性能指標完全滿(mǎn)足1E級干式變壓器標準），這不僅標志著(zhù)我已具備生產(chǎn)進(jìn)入核電站核島區域的1E級干式變壓器產(chǎn)品的能力，同時(shí)還說(shuō)明了環(huán)氧樹(shù)脂干變（CRDT）的高壽命、高安全可靠性。額定容量1000~1250kVA，電壓等級10kV。（7）船用及采油平臺用干式變壓器適用海洋運輸及石油開(kāi)發(fā)的需要，干式變壓器已經(jīng)走上了海船及采油鉆井平臺。產(chǎn)品額定容量30~10000kVA，電壓等級0.38~35kV。產(chǎn)品獲得中船用產(chǎn)品形式認可證書(shū)。（8）電氣化鐵道所用干式變壓器額定容量20~315kVA，電壓等級27.5kV，聯(lián)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(kāi)閉所、AT所、分區所的自用電系統。（9）自藕干式變壓器額定容量30~2500kVA，電壓等級10、35kV。該種干式變壓器可降低成本。適用于電機啟動(dòng)供電系統（10）有載調壓干式變壓器對供電質(zhì)量要求高的作業(yè)，如通信（含移動(dòng)通訊等）、某些制造業(yè)等，要求采用有載調壓干式變壓器。對10kV干式配電干式變壓器，常配套真空有載調壓開(kāi)關(guān)，目前較大容量達2,500Kva；對35kV干式電力干式變壓器，常配套德MR真空有載調壓開(kāi)關(guān)，目前較大容量達16,000Kva。上海大眾汽車(chē)公司目前安裝、使用了3臺達到這一容量的產(chǎn)品，可說(shuō)是世界上較大的有載調壓干式變壓器群。然而，有載調壓干式變壓器存在一個(gè)大問(wèn)題，那就是有載調壓開(kāi)關(guān)裝置的選用。10kV有載調壓開(kāi)關(guān)一般選用產(chǎn)的，但產(chǎn)品質(zhì)量存在諸多的問(wèn)題，特別是開(kāi)關(guān)元件質(zhì)量。若選用進(jìn)口的，價(jià)格太貴。35kV有載調壓開(kāi)關(guān)通常選用德MR型，運行安全可靠，但其價(jià)格很貴且交貨期長(cháng)達三個(gè)月以上。1.4干式變壓器的類(lèi)型當前，存在著(zhù)以歐洲為代表的樹(shù)脂澆注干式變壓器（CRDT）及以美為代表的浸漆型干式變壓器）（OVDT）兩種類(lèi)型。我及一些新興工業(yè)家（如日、韓等）與歐洲相似，由早期采用浸漆式干變發(fā)展到采用樹(shù)脂真空澆注干變，該項技術(shù)在我得以飛速發(fā)展。近來(lái)，有幾個(gè)廠(chǎng)家從外引進(jìn)了用NOMEX紙作絕緣的浸漆式干變（OVDT），因各方面的原因，尚未占據內較大市場(chǎng)。環(huán)氧樹(shù)脂澆注的干式變壓器機械強度高，耐受短路能力強，防潮及耐腐蝕性能特別好，且局放小、運行壽命長(cháng)、損耗低、過(guò)負荷能力強，企業(yè)設計制造經(jīng)驗豐富，產(chǎn)品具備高安全可靠性及良好的環(huán)保特性，尤其是運行業(yè)績(jì)非常好……據干式變壓器行業(yè)統計，此樹(shù)脂真空澆注干變（CRDT）在我市場(chǎng)占有率高達90以上。H級絕緣與F級絕緣的環(huán)氧樹(shù)脂澆注干式變壓器，在外形、基本結構方面極為相近。不同之處主要是采用H級絕緣環(huán)氧樹(shù)脂、導線(xiàn)匝絕緣要用MOMEX紙包燒、部分線(xiàn)圈絕緣件要用NOMEX紙板制造。其代表廠(chǎng)“順特電氣”，早在六、七年前就已生產(chǎn)了多臺H級絕緣的干式變壓器。近來(lái)，為長(cháng)江三峽水利樞紐生產(chǎn)的700MW組勵磁干式變壓器（單相容量3MVA、2.2MVA）就是H級絕緣、環(huán)氧樹(shù)脂澆注的。由于采用H級絕緣、按F級進(jìn)行溫升考核，干式變壓器不但具有環(huán)氧樹(shù)脂澆注式結構的優(yōu)點(diǎn)——抗短路能力強、免維護、難燃阻燃等，而且具有更高的超銘牌運動(dòng)能力。相對于其他類(lèi)型H級絕緣的干式變壓器，環(huán)氧樹(shù)脂澆注式技術(shù)更為成熟、可靠。1.5智能終端TTU配電干式變壓器智能終端TTU是一種對干式變壓器進(jìn)行實(shí)時(shí)數據采集與控制的自動(dòng)化終端設備，它可采集干式變壓器電流、電壓、溫度等各種數據，通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò )可使干式變壓器與配網(wǎng)SCADA系統相連，并上報干式變壓器的各種數據。讓電站管理人員可以準確及時(shí)地掌握干式變壓器的運行情況，為供電部門(mén)實(shí)時(shí)了解配網(wǎng)運行狀態(tài)，進(jìn)行線(xiàn)損分析、負荷預測，提高電壓合格率，優(yōu)化供電方案、配網(wǎng)規劃及用戶(hù)接是等業(yè)務(wù)提供科學(xué)依據，對提高配網(wǎng)供電可靠性以及系統的運行管理水平具有重要意義。它的主要功能有：(1)實(shí)時(shí)監測：實(shí)時(shí)監測三相電壓、電流、有功功率、無(wú)功功率、功率因數、電網(wǎng)頻率及四個(gè)溫度量；(2)實(shí)時(shí)遙信：具有14路實(shí)時(shí)遙信，可檢測干式變壓器高低壓側開(kāi)關(guān)、有載調壓開(kāi)關(guān)檔位等狀態(tài)量；(3)實(shí)時(shí)采集：實(shí)時(shí)采集干式變壓器的電流、電壓、有功功率、無(wú)功功率、電網(wǎng)頻率、三相線(xiàn)圈溫度等數據；(4)液晶顯示：采用320×240的5.7英寸液晶顯示，數據查看、參數設置十分方便；(5)通信接口；提供當地和遠方通信接口，可通過(guò)主臺監測管理系統采集、分析數據，生成各種曲線(xiàn)和報表，真正實(shí)現遠方監測；(6)溫控濕顯功能：可根據當前干式變壓器的溫度值控制干式變壓器風(fēng)機、高溫報警、超溫跳閘的繼電器觸點(diǎn)，從而自動(dòng)控制風(fēng)機運行、報警和跳閘；(7)具有RS232和RS485通信功能：通過(guò)主站可進(jìn)行遠方控制，實(shí)現遙測、遙信、遙控。智能化節能型干式變壓器系由干式變壓器、傳感器、干式變壓器智能終端TTU、后臺監控管理系統四部分組成，它可按多種模式運行?？蛻?hù)可按工程實(shí)際情況，選擇功能模塊的組合。這樣一來(lái)，干變不僅具有傳統單一的電壓轉換和電能傳輸的功能，而且變成為一種多功能智能化的電氣設備。2、未來(lái)發(fā)展隨著(zhù)干式變壓器在我的不斷開(kāi)拓創(chuàng )新和大量推廣應用，內的設計制造技術(shù)已達世界一流水平，未來(lái)的干式變壓器預計將獲得進(jìn)一步發(fā)展。2.1節能低噪我在損耗與噪聲研究及節能環(huán)保干式變壓器的制造上，已經(jīng)取得了可喜的成績(jì)，具備較高水平。然而，節能環(huán)保是干式變壓器研發(fā)的永恒課題，還有很多問(wèn)題值得研究。低損耗硅鋼片、階梯步迭鐵心接縫、箔式繞組結構、噪聲研究的深入、環(huán)境保護要求、計算機優(yōu)化設計等新材料、新工藝、新技術(shù)的引入及其發(fā)展，將使未來(lái)的干式變壓器更加節能更加寧靜。然而，對于單純靠材料的投入來(lái)降低鐵損、或銅損、或噪聲，我們認為是都是不可取的。2.2高可靠性電氣產(chǎn)品，尤其是干式變壓器，其運行可靠性是特別重要的。我現已生產(chǎn)了數以萬(wàn)計的干式變壓器，運行在各個(gè)領(lǐng)域、各項重點(diǎn)工程、重大項目上，對產(chǎn)品可靠性的要求不言而喻。然而，現實(shí)情況是不容隱晦的。某些劣質(zhì)產(chǎn)品以低價(jià)推銷(xiāo)充斥市場(chǎng)，根本無(wú)可靠而言。因此，當前干式變壓器的可靠性問(wèn)題，嚴肅地擺在干變研發(fā)制造者和干變使用者的面前。前者認真制造出可靠性高的干式變壓器，后者一定要把產(chǎn)品的可靠性放在先位，而不要貪圖便宜！我干式變壓器已大量應用于家重點(diǎn)工程、重大項目上，十幾年來(lái)基本上沒(méi)有出現大的事故，其可靠性是有口皆碑的。在電磁場(chǎng)理論及其計算、澆注工藝、熱點(diǎn)溫升、局放機理、質(zhì)保體系、可靠性工程等方面進(jìn)行大量的基礎研究，積極進(jìn)行可靠性認證，進(jìn)一步提高干式變壓器的可靠性，將是人們的不懈追求，也是干變設計制造者長(cháng)期的課題。2.3環(huán)保特性認證有關(guān)人士在《環(huán)氧樹(shù)脂澆注干式變壓器環(huán)保特性分析》一文中強調：“環(huán)氧樹(shù)脂澆注干式變壓器是一種清潔環(huán)保的電力設備，其設計制造、運行、較終鼾全過(guò)程均符合ISO14001及有關(guān)環(huán)保標準和法規的要求。壽命終結后完全可拆解并回收有價(jià)材料，回收利用率可達90以上。已有成熟的處理技術(shù)和設備用于分離澆注線(xiàn)圈中的導體和樹(shù)脂絕緣材料，拆解出的樹(shù)脂絕緣材料可綜合利用、燃燒（發(fā)電）或填埋處理等?！苯陙?lái)，已有幾個(gè)干變企業(yè)通過(guò)了ISO14000環(huán)境認證。以IEC及歐洲標準HD464為基礎，開(kāi)展干式變壓器的承受熱沖擊能力（C0、C1、C2）、適應環(huán)境能力（E0、E1、E2）、耐火能力（F0、F1、F2）的試驗研究與認證。無(wú)論環(huán)氧樹(shù)脂澆注型干式變壓器（CRDT）還是浸漆型干式變壓器（OVDT）在研發(fā)及實(shí)踐方面，都有許多工作要做。2.4大容量配電干式變壓器容量通常在2,500kVA以下。目前，干式變壓器的研發(fā)生產(chǎn)以此為主。隨著(zhù)城市用電負荷不斷增加，城網(wǎng)區域性變電所越來(lái)越深入城市中心區、居民小區、大中型廠(chǎng)礦等負荷中心，35kV大容量的區域供電干式電力干式變壓器將獲得廣泛應用。目前，我已經(jīng)生產(chǎn)了35kV，16,000kVA和20,000kVA等超大容量的干變（其中有數臺是用MR開(kāi)關(guān)進(jìn)行有載調壓的），若工程需要，還可以設計制造出更大容量的各種各樣的干式變壓器。2.5多功能組合及智能化從只具單一變電功能的干式變壓器，向帶有強迫風(fēng)冷、保護外殼、功率計量、封閉母線(xiàn)、各種低壓側向出線(xiàn)、計算機接口等多功能組合式干式變壓器發(fā)展，到引入TTU智能化終端，具有數據處理、狀態(tài)控制、狀態(tài)顯示等功能，從而使干式變壓器成為一種多功能智能化、隨時(shí)處于較佳運行狀態(tài)的電氣設備。隨著(zhù)信息化技術(shù)的不斷發(fā)展，干式變壓器將進(jìn)一步加速完善其智能化進(jìn)程。2.6多領(lǐng)域發(fā)展從以配電干式變壓器為主，向發(fā)電廠(chǎng)勵磁、廠(chǎng)用、軌道交通牽引整流、大電流電爐、核電站、船用、采油平臺用等特種干式變壓器及多用途多領(lǐng)域發(fā)展。2.7多材料、多品種環(huán)氧樹(shù)脂真空澆注干式變壓器占據著(zhù)全球主導市場(chǎng)的局面，近期內難以改變。近年來(lái)順特等企業(yè)對NomexH級絕緣、非晶合金等新材料、新工藝，做過(guò)一些產(chǎn)品研制，獲取了很多數據和經(jīng)驗，并將進(jìn)一步在多領(lǐng)域做深入的研發(fā)。而未來(lái)材料科學(xué)、制造工藝的新發(fā)展，必將給干式變壓器設計制造技術(shù)的發(fā)展提供新機遇、開(kāi)創(chuàng )新紀元。參考文獻[1]張勖成.曾慶贛.干式變壓器技術(shù)發(fā)展及設計選型.《中建筑電氣設備選型年鑒》1999~2000年.[2]曾慶贛.張勖成.干式變壓器的特點(diǎn)及工程設計選型.《建筑電氣》2000年第1期.[3]張勖成.劉斌.蔡定.曾慶贛.SC（B）10系列干式變壓器性能特點(diǎn)及選型應用.2002~2003年《中建筑電氣設備選型年鑒》.[4]郭振巖.劉景江.干式變壓器發(fā)展新動(dòng)向.《干式變壓器》2002年第5期.[5]尹克寧.H級干式變壓器的現狀及其發(fā)展.《電力設備》2002年第1期.[6]曾慶贛.劉燕.張勖成.樹(shù)脂澆注干式變壓器與浸漆型干式變壓器的比較.《電力設備》2003年第2期.[7]張長(cháng)增.龍朝暉.曾慶贛.環(huán)氧樹(shù)脂澆注干式變壓器環(huán)保特性分析.《干式變壓器》2003年第7期.( 來(lái)源：佳工機電網(wǎng)#p#分頁(yè)標題#e#