干式變壓器現(xiàn)狀及其未來(lái)發(fā)展
干式變壓器在世界范圍內(nèi)得到迅速發(fā)展,時(shí)間要追朔到20世紀(jì)中后期,至今只有半個(gè)世紀(jì)。隨著我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)的發(fā)展,城鄉(xiāng)電網(wǎng)負(fù)荷不斷增加。上世紀(jì)90年代干式變壓器在我國(guó)得以廣泛應(yīng)用。隨著城鄉(xiāng)電網(wǎng)建設(shè)和改造、西部大開發(fā)的步伐加快、北京申辦2008年奧運(yùn)會(huì)的成功,長(zhǎng)江三峽水利工程開始發(fā)電,干式變壓器面臨著新的發(fā)展機(jī)遇,其產(chǎn)銷量必將有新的飛躍。
近來(lái),有關(guān)干式變壓器的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(shì)的文章見諸各報(bào)刊,這些對(duì)技術(shù)、工藝的研究討論對(duì)于干式變壓器的發(fā)展是十分有益的。借此,我們也談?wù)勔恍┛捶ā?
1、我國(guó)干式變壓器的現(xiàn)狀
20世紀(jì)80年代末,干式變壓器從國(guó)外進(jìn)入中國(guó)。至今每年以超過(guò)20%的增長(zhǎng)率迅猛發(fā)展。2002年全國(guó)產(chǎn)銷量約18,000MVA,成為世界上干變不銷量最大的國(guó)家之一。據(jù)有關(guān)部門不完全統(tǒng)計(jì),全國(guó)干式變壓器生產(chǎn)廠有50多家,但其發(fā)展很不平衡:產(chǎn)銷量排前五名的廠,約占全國(guó)總產(chǎn)銷量的62%,前十名廠約占全國(guó)總產(chǎn)銷量的80%;年產(chǎn)量在100MVA以上的廠有21家(面對(duì)如此激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng),年產(chǎn)量在100MVA以下的廠,求得生存和發(fā)展是極其艱難的)。
目前,全球產(chǎn)銷量第一的廠商為順德特種變壓器廠,從全球范圍看,我國(guó)的干式變壓器生產(chǎn)技術(shù)和生產(chǎn)工藝已經(jīng)達(dá)到世界領(lǐng)先水平,并且擁有自主的知識(shí)產(chǎn)權(quán),具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。2002年產(chǎn)銷量已超4,200MVA,加入WTO之后,隨著開放程度的進(jìn)一步提高,這一領(lǐng)域出現(xiàn)了更為廣闊的市場(chǎng)空間。
下面介紹我國(guó)干變?cè)诠?jié)能降噪、向多領(lǐng)域多用途發(fā)展、智能化等方面趕超世界先進(jìn)水平的概況。
1.1 損耗
干式變壓器的革新,主要集中在節(jié)能、環(huán)保、性能參數(shù)的優(yōu)化等方面。特別是在變壓器的損耗及聲級(jí)水平這些世界性課題的研究上,我國(guó)已經(jīng)取得諸多可喜的成績(jī)。
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(shí),空載損耗的降低將導(dǎo)致用鐵(硅鋼片)量增加,負(fù)載損耗的降低將導(dǎo)致用銅量增加。收益與付出之利弊是需要精心權(quán)衡比較的。
1.2 聲級(jí)水平
隨著我國(guó)現(xiàn)代化進(jìn)程的加速,環(huán)境保護(hù)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(duì)噪聲產(chǎn)生的原因、機(jī)理進(jìn)行潛心研究,不斷深入求索,優(yōu)化樣品設(shè)計(jì),反復(fù)進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證,終于取得了突破,并很快將科研新成果落實(shí)到產(chǎn)品上。十幾年來(lái),更新了一代又一代產(chǎn)品,使干變?cè)肼暣蠓认陆?。新系列配電變壓器已將其噪聲比現(xiàn)行國(guó)標(biāo)降低達(dá)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(nèi);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(shuō),中國(guó)人制造出的干變,已經(jīng)基本上解決了變壓器噪聲擾民的問(wèn)題;同時(shí),噪聲控制已達(dá)到世界先進(jìn)水平。
1.3 向多領(lǐng)域多用途發(fā)展
?。?)整流勵(lì)磁變壓器發(fā)電廠勵(lì)磁,逐漸由傳統(tǒng)的動(dòng)態(tài)勵(lì)磁發(fā)電機(jī)系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)殪o態(tài)變壓整流勵(lì)磁系統(tǒng),而勵(lì)磁變壓器亦逐步用干式變壓器所取代。其電壓等級(jí)有10~22kV,單相額定容量315~3000kVA。發(fā)電廠高壓通常采用離相(管道式)封閉母線進(jìn)線,相間距較大,故勵(lì)磁變通常采用單相結(jié)構(gòu)。這一靜態(tài)整流勵(lì)磁系統(tǒng)已經(jīng)在水電站廣泛應(yīng)用,新建、擴(kuò)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(fā)電機(jī)組之勵(lì)磁變壓器,單相容量達(dá)3MVA、三相組成9MVA,4臺(tái)機(jī)組之12臺(tái)勵(lì)磁變壓器已經(jīng)設(shè)計(jì)、制造好并發(fā)往三峽,以確保三峽發(fā)電廠今年開始發(fā)電。該產(chǎn)品為國(guó)產(chǎn)的“順特電氣”。由此可見:中國(guó)在整流勵(lì)磁干式變壓器的研發(fā)、設(shè)計(jì)、制造上,已達(dá)世界先進(jìn)水平。
?。?)牽引整流變壓器
隨著城市軌道交通的飛速發(fā)展,適用于城市地鐵及軌道交通的干式變壓器得以大量應(yīng)用。電壓等級(jí)通常有:10、35kV;整流脈波數(shù)有12脈波和24脈波,其中24脈波整流回路對(duì)電網(wǎng)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(guó)內(nèi)地鐵及輕軌工程,如北京、上海、廣州、深圳、南京、武漢、大連、長(zhǎng)春等,均都選用了國(guó)產(chǎn)牽引整流變壓器,車運(yùn)營(yíng)運(yùn)行性能反映很好。健康德黑蘭地鐵工程也采用我國(guó)生產(chǎn)的牽引變壓器。
?。?)橋整流變壓器
適用于電機(jī)交-交變頻供電系統(tǒng)。額定容量315~2500kVA,電壓等級(jí)通常有3、6kV,每臺(tái)每相3~9個(gè)繞組可以兩臺(tái)組合,通過(guò)移相聯(lián)結(jié)成H橋整流。
?。?)三相五柱式整流變壓器
額定容量30~2500kVA,電壓等級(jí)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(diào)壓電流沖擊,且可降低運(yùn)輸高度。適用于安裝場(chǎng)地受限制的變壓器或應(yīng)用于雙反星形的整流系統(tǒng)。
?。?)冶金電爐變壓器
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)的電爐變壓器,容量3,500kVA、低壓側(cè)電壓70~100V、電流達(dá)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(lái),我國(guó)核電事業(yè)得以相應(yīng)發(fā)展。一座座核電站相繼選用各種國(guó)產(chǎn)干式變壓器以及組合式變電站1E級(jí)變壓器是用于核電站核島區(qū)域內(nèi)的變壓器。這是我國(guó)首次完全依照核安全監(jiān)定程序進(jìn)行產(chǎn)品鑒定的變壓器(通過(guò)了60年壽命加速老化試驗(yàn),并在老化試驗(yàn)完成后順利通過(guò)了振動(dòng)強(qiáng)度超過(guò)8級(jí)抗震試驗(yàn),結(jié)果證明其產(chǎn)品的各項(xiàng)性能指標(biāo)完全滿足1E級(jí)變壓器標(biāo)準(zhǔn)),這不僅標(biāo)志著我國(guó)已具備生產(chǎn)進(jìn)入核電站核島區(qū)域的1E級(jí)干式變壓器產(chǎn)品的能力,同時(shí)還說(shuō)明了環(huán)氧樹脂干變(CRDT)的高壽命、高安全可靠性。
?。?)船用及采油平臺(tái)用變壓器
適用海洋運(yùn)輸及石油開發(fā)的需要,干式變壓器已經(jīng)走上了海船及采油鉆井平臺(tái)。產(chǎn)品額定容量30~10000kVA,電壓等級(jí)0.38~35kV。產(chǎn)品獲得中國(guó)船用產(chǎn)品形式認(rèn)可證書。
?。?)電氣化鐵道所用變壓器
額定容量20~315kVA,電壓等級(jí)27.5kV,聯(lián)結(jié)組別有Dyn11、Ii0、Iiyn0(兩相變?nèi)啵?。適用于電氣化鐵道牽引變電所、開閉所、AT所、分區(qū)所的自用電系統(tǒng)。
?。?)自藕變壓器
額定容量30~2500kVA,電壓等級(jí)10、35kV。該種變壓器可降低成本。適用于電機(jī)啟動(dòng)供電系統(tǒng)
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