电力干式变压器的最新发展趋势和现状
电力干式变压器是发电、输电、变配电系统中的重要设备之一,其性能和质量直接关系到电力系统运行的可靠性和运行效益。一、电力干式变压器的品种
(1)配电干式变压器我中小型配电干式变压器较初是以绝缘油为绝缘介质发展起来的;自20世纪90年代以来,干式变压器在中发展迅速。
(1)油浸配电干式变压器S9系列配电干式变压器、S11系列配电干式变压器、绕芯配电干式变压器、非晶合金芯干式变压器。为了使干式变压器运行更加完全可靠,维护更加简单,更广泛地满足用户的需求,近年来,油浸式变压器采用了密封结构,将油与周围空气完全隔离,从而提高了干式变压器的可靠性。目前主要的密封形式有空气密封、充氮密封和全充油密封。其中,全填充密封干式变压器的市场份额越来越高。绝缘油体积变化时,通过波纹油箱壁或膨胀散热器的弹性变形来补偿。
(2)干式变压器干式变压器由于其结构简单、维护方便、防火阻燃等优点,从20世纪50年代末开始在我生产,但近10年才开始批量生产。干式变压器有很多种类型,主要有浸渍绝缘干式变压器和环氧树脂绝缘干式变压器。
(2)干式变压器干式变压器具有占地面积小、可延伸至负荷中心、降低线损、提高供电质量、选址灵活、外形美观等特点。目前广泛应用于城市10Kv和35kV电网。目前内使用的干式变压器主要是欧式箱变和美式箱变。原干式变压器作为一个先立的部件,是高压受电部分、配电干式变压器和低压配电部分三位一体。后一种结构分为前后两部分,前部为接线柜,后部为干式变压器油箱,绕组、铁芯、高压负荷开关、插入式熔断器、后备限流熔断器等部件均放置在油箱体内。目前,一些制造商已经将绕芯干式变压器转移到干式变压器,降低了干式变压器的体积和质量,实现了高效、节能和低噪声水平。
目前,我有110千伏、220千伏、330千伏和500千伏高压和超高压干式变压器的生产能力。超高压干式变压器的绝缘介质仍然以绝缘油为主。根据电网发展的需要,干式变压器的生产技术在不断改进。SF6正在研发气体绝缘高压和超高压干式变压器。
2.制造水平总的来说,中的电力干式变压器技术在90年代初处于际水平,90年代末少量处于世界水平。与外先进家相比,还有一定差距。
1.芯材上世纪70年代,武钢引进日本冷轧硅钢片制造技术生产冷轧硅钢片,90年代引进日本高磁导率晶粒取向冷轧硅钢片(HI-B)制造技术,制造出节能效果较好的电力干式变压器用芯材。然而,由于产品数量不能满足需求和生产工艺,一些冷轧硅钢片仍从日本、俄罗斯、西欧等家进口。在干式配电变压器用非晶合金铁心材料的开发中,中于20世纪90年代初成立了由原机械,部、原冶金部、原电力部、家计委、家经贸委、原家科委组成的专门工作组,研究非晶合金铁心材料和非晶合金的设计制造工艺 #p#分页标题#e#
然而,非晶合金材料的制造工艺仍需要进一步改进,以满足大规模生产的要求。1998年,上海智信公司引进美GE公司的制造技术,用美非晶合金材料生产非晶合金铁芯干式变压器。目前已能生产电压10kV、容量50 ~ 2500 kVA、空载损耗34 ~ 700 W、负载损耗870 ~ 21500 W的非晶合金铁心干式变压器,该材料已应用于环氧树脂干式变压器,进一步促进了非晶合金在中的推广。在中,一些干式变压器制造商已将非晶合金铁心引入电网生产的产品。
2.工装和设备80年代以前,我改造专用设备的技术水平总体上比较低。除了专业厂家生产的绕线设备之外,大部分都是企业制造的比较简单的设备,只有少数有简单的纵向切割线用于芯线加工。20世纪80年代,干式变压器行业开始引进外先进的特种关键设备,如铁心纵剪线和低频电加热干燥系统。到20世纪90年代,由于干式变压器的大力推广,引进了一批环氧浇注设备和箔绕机,几家大型生产厂也引进了绝缘零件加工中心,大大提高了我干式变压器的生产工装和设备水平。经过消化吸收,内一些特种设备厂家也开发出了立式、卧式生产线等特种设备。这些产特种设备的功能和主要技术参数基本达到或接近际水平,对保证我干式变压器的产品质量、提高干式变压器的技术性能、提高生产效率起到了至关重要的作用。
3.干式变压器工艺设计已近20年,对110千伏及以下电压等级的油浸式干式变压器进行了多次优化设计,逐渐取代了64、73、79、86等标准。目前实施90年代末的99标准,形成了节能型干式变压器新系列,进一步降低了各种损耗,替代了高能产品的生产。1998年,家进一步明确,电网运行的64系列和73系列老式干式变压器必须淘汰和更新,按照1979年标准生产的S7干式变压器也必须停止
生产。1998~2001年的城乡电网建设改造中大力推行的S9型配电干式变压器,符合1999年家标准。2000年开始,在两网建设改造中还使用了卷铁心干式变压器。在干式变压器中,在自主开发的基础上,引进了德、瑞士、意大利、葡萄牙等多家公司的有关10kV、35kV干式变压器系列的设计、制造等多种技术,并早已批量生产10kV、35kV干式变压器,目前可生产较高电压等级为110kV、单相容量为1.05万kVA的干式变压器,产品质量已达到引进的外同类产品的技术水平。
在高压、超高压设计方面,除开展了科技攻关、自主开发外,在进入20世纪80年代以来还先后引进了日立、东芝、ABB、三菱、西门子等公司的制造技术。目前在超高压500kV干式变压器制造中,从较初的大部分依赖进口,发展到如今可与进口产品具有相当竞争能力的产品。随着三峡工程的建设需要,引进的西门子公司干式变压器制造技术,在三峡水电站左岸应用的84kVA三相干式变压器制造中,我已同外商合作,每台承担30%左右的制造份额;对于西门子公司设计、制造技术的关键部分已能完全掌握,三峡右岸所用干式变压器的制造,应用西门子技术,要求做到由内承制,为参加投标创造了条件。#p#分页标题#e#
这一切都表明,改革开放以后,在电力干式变压器的科技攻关、技术引进、消化吸收、科技创新等方面都取得了积极的成效;对掌握各种类型干式变压器的制造技术,提高产品性能,提高产品质量,缩短产品开发周期,扩大产品产量,增加产品品种都发挥了积极作用。
制造企业通过多年的基本建设和技术改造,使电力干式变压器行业有了较大改观,我干式变压器制造业将逐步接近世界先进水平。4、生产能力随着电力工业的发展,内电力干式变压器厂家按计划需求进行了建设和改造。据不完全统计,全电力干式变压器生产厂家约有2000个,据“八五”末期对900个有规模的生产厂家统计,每年生产干式变压器的容量约1.5亿kVA;2000年共生产各种干式变压器30多万台,容量约1.8亿kVA(其中10kV、35kV电压级占总台数的90%以上),相当于世界总产量的1/5以上。可以说,中是世界上电力干式变压器的生产大,也是应用电力干式变压器的大。内有500kV级生产能力的厂家7家,其中能批量生产的有5家,年生产能力已超过3000万kVA,较近两年大约每年生产2000万kVA容量,占总产量的11%左右;能生产220kV级的厂家有25家左右,较近两年大约每年生产3000万kVA,占总容量的近18%;能生产110kV级的厂家有100家左右,较近两年每年大约生产1000台,3000万kVA容量,亦占总容量的近18%,其中年产100台以上的厂家有新疆特变电工、衡变、沈变、保变、华鹏等5家;生产干式配电干式变压器的厂家约有100家,生产能力在100kVA以上的厂家有顺德、金乡、许继、华鹏等4家。
据2000年统计,全共生产干变1600万kVA占电力干式变压器总产量的近9%(全生产干变能力为3000万kVA);生产SF6绝缘介质干式变压器的厂家有3家,主要是生产10kV电压等级的产品,且产量很少,更高电压等级的正在开发。适应城网及住宅小区要求,地埋干式变压器也有一些厂家开始生产;生产干式变压器的厂家很多,据不完全统计约有600个厂家,年生产约7000台,其中年生产量200台以上的约有20家。
电子干式变压器需求旺盛近年来,电子干式变压器技术发展目标是轻量、高效、高密度,片式化产品也将获得进一步发展。由于家用电器以及电子设备的不断发展,对低压电子干式变压器的需求量越来越大,因此,高清晰度电视和高频显示器用回扫干式变压器成为生产企业关注的主要领域,其中无环回扫干式变压器的需求量将有较大的增长;高频、低损耗、小尺寸、低价位的电源干式变压器也将占有大量市场;高压电源干式变压器市场前景令人鼓舞。
目前,世界电子干式变压器的市场规模基本维持在60亿~70亿美元左右,占世界电子元件市场总量的7.5%左右。其中日本的生产与消费分别占世界市场的43%和40%左右,美的生产与消费分别占17%和22%左右,亚洲其他家和地区的生产与消费占有率急速上升,分别在13%和8%左右。#p#分页标题#e#
我加入WTO以来,内电子干式变压器市场竞争基本处于平稳状态,没有受到较大冲击,这是因为电子干式变压器产品属于劳动密集型和以用户要求定制生产为主的产品。品种规格多,生产批次多、量大,因此不适宜自动化、规模化大生产。随着市场竞争的日趋激烈,为了减低成本,生产正向低劳务成本地区转移。
目前,我电子干式变压器生产呈现以下特点:
——中频干式变压器产量大、价格低,并以出口为主,出口带动其快速发展。目前我电子系统内企业中频干式变压器的行业平均价格为0.626元/只,但多数企业的平均出厂价在0.20~0.30元/只之间,高者在1元/只左右。
由于产品主要是出口,其价格也完全是由际市场决定。 随着数字音频电子产品的日益普及和更广泛地采用集成电路,新款式彩电已不再使用音频干式变压器,音频干式变压器市场份额在不断下降。
——电源干式变压器市场需求旺盛。电源干式变压器是劳动密集型产品,并以用户定制生产为主,近几年来内外市场需求旺盛,成为发展迅速的热门产品。据统计,近年我台湾省电源干式变压器的生产预计增长50%,香港地区将增长20%,而印度将增长25%。通信、计算机、消费类电子产品是其三大主力市场,其中通信需求的增长将起很大的推动作用,现全球电源干式变压器年需求已超过百亿美元,并向表面安装、高功率和高压方面发展。
日本LCD和CD用的6×6.6×3.5mm,游戏机和调谐器用的2.6×5×277mm系列表面安装电源干式变压器,生产仍向低劳动成本地区转移,给内生产发展带来了良好机遇。——回扫干式变压器生产过剩。目前,全球彩色电视接收机需求下降已严重地影响了亚洲回扫干式变压器产量。我台湾回扫干式变压器现大约有6家制造商,而绝大部分已将生产基地转移到祖大陆。
由于回扫干式变压器是一个劳动密集型产品,要在台湾生产是较困难的,加之LCD监视器不用回扫干式变压器,而其发展正在领先于CRT监视器,因此,大陆企业开始生产LCD监视器用的变换器。台湾回扫干式变压器产品的发展注重两方面工作:
一是开发短颈CRT用的小型回扫干式变压器;
二是增强质量意识,大部分制造商已将获得UL、CSA、VDE、CE、EMI和TCO之类认证作为提高产品质量的一个主要目标。
目前,日本回扫干式变压器已呈现供应过剩情况,主要原因是由于日本公司的中工厂供应过量。随着大量投资进入中大陆的回扫干式变压器企业,供应过剩形势还将继续,预计这一形势还将持续一个时期。由于传统的电视接收机和PC机监视器用的回扫干式变压器价格下降,日本制造商正致力于增值产品生产,如投影电视用的回扫干式变压器。为了避免价格竞争,大多数厂商已转向高档产品市场,如日本媒体电子公司已将重点转向HDTV接收机和高分辨率监视器用的高档回扫干式变压器。制造商为保持其际竞争力,正在积极利用其技术优质开发高档产品。JVC公司已开发了一种综合高压设计技术和控制电路的回扫干式变压器,从而改变了产品性能,同时又降低了生产成本。如HRCM11是一种用于脉冲宽带调制系统的双聚焦型回扫干式变压器,它装有高压控制电路,其水平扫描频率高达120kHz。#p#分页标题#e#
在PC监视器市场上,日立公司已推出了用于CAD/CAM领域的超高分辨率监视器用的回扫干式变压器,其水平扫描频率达130kHz,采用一个以聚焦电位器进行动态聚焦调制。大多数公司将研制目标放在开发低损耗回扫干式变压器方面,以供节能电视接收机使用,为此取代回扫干式变压器中传统绕线圈的技术开发工作也正在进行之中。