干式变压器现状及未来发展趋势综述

干式在世界范围内发展迅速，可追溯到20世纪中后期，至今只有半个世纪。随着我现代化建设的发展，城乡电网负荷不断增加。干式在上世纪90年代在中得到广泛应用。随着城乡电网的建设和改造、西部大开发的加快和北京申办2008年奥运会的成功，长江三峡水利工程开始发电。干式水利工程面临新的发展机遇，其生产和销售必然会有新的飞跃。较近，关于干式变压器的现状和发展趋势的文章已经出现在各种报纸和杂志上，这些关于技术和工艺的研究和讨论对干式变压器的发展非常有益。这样，我们也就说说一些看法。1.我干式变压器的现状80年代末，干式变压器从外进入我。至今发展迅速，年增长率超过20%。2002年，全产销量约为18000万辆，是世界上销量较大的家之一。据有关部门不完全统计，我干式变压器厂有50多家，但发展很不平衡：产销量前五的厂约占全产销量的62%，前十的厂约占全产销量的80%；年产量1000 va以上的工厂有21家(面对如此激烈的市场竞争，年产量1000 va以下的工厂极难生存和发展)。目前，顺德特种干式变压器厂是世界上较大的制造商。从全球来看，中干式变压器生产技术和工艺已达到世界领先水平，具有自主知识产权和较强的竞争力。2002年，产量和销售量超过4200兆伏安。中加入世贸组织后，随着开放程度的进一步提高，这一领域出现了更广阔的市场空间。以下描述中干改在节能降噪、多用途开发、智能化等方面已经超过世界先进水平的概况。1.1损耗干式变压器的创新主要集中在节能、环保和性能参数的优化上。特别是在干式变压器损耗和声级的研究方面，我取得了许多可喜的成果。为了减少损失，采取了一系列措施，如：采购优质低耗的晶粒取向冷轧硅钢片、先进的硅钢片切割线、阶梯形铁芯接头、合理的铁芯和线圈结构、磁轭等先进工艺、计算机三维优化设计等。使其新系列产品的损耗值达到世界先进水平：SC(B)10新系列与现行家标准《干式变压器技术参数和要求》 (GB/T10228)相比无负荷，表1和表2总结了习字(致祥)SCLB9、ABB(上海)SCR9和尚德SC(B)9、10的空载损耗P0和负载损耗Pk值，并与我家标准GB/T10228-1997进行了比较。从对比中可以看出，产新型系列干式变压器的损耗值达到了世界先进水平，产干式变压器在空载损耗P0上具有明显的质量优势，受到世界关注(际招标中，每1kWP0损耗相当于5000 ~ 6000美元左右；每1kWPk损失相当于1000 ~ 2000美元左右)。但值得注意的是，在原材料相同的情况下，要求较低的损失值是不合理的。此时空载损耗的降低会导致铁耗(硅钢片)的增加，负载损耗的降低会导致铜耗的增加。收入和付出的利弊需要仔细权衡和比较。表1空载损耗P0对比 #p#分页标题#e#

表2负荷损失Pk(75)对比注：GB/T10228-1997和顺特电气SC(B)10根据封闭线圈配电干式变压器和F级绝缘热阻等级为120时的负荷损失值，其他栏目均为75时，对比时要注意换算。

1.2声级随着我现代化进程的加快，环境保护变得越来越重要，干式变压器的噪声危害已经提上日程。干变厂与科研机构资质紧密，对噪声产生的原因和机理进行了潜心研究，不断深入搜索，优化样品设计，反复进行试验验证，较终取得突破，并很快将新的科研成果投入到产品中。十几年来，几代产品更新换代，烘干噪音大大降低。新系列配电干式变压器噪声比现行家标准降低10 ~ 20 dB (a):容量2500千伏安及以下的配电干式变压器噪声一般可控制在50dB(A)以内；35kV超大容量干式电力变压器，如16000千伏安，通常可控制在60dB(A)左右。可以说，中人创造的干变，基本解决了干式变压器噪音扰民的问题；同时，噪声控制达到了世界先进水平。如表3所示。1.3向多领域多用途发展(1)整流励磁干式变压器发电厂励磁逐渐由传统的动态励磁系统向静态变压整流励磁系统转变，励磁干式变压器逐渐被干式变压器取代。其电压等级为10~22kV，单相额定容量为315~3000kVA。电厂高压通常采用分相(管道式)封闭母线进线，相间距大，因此励磁变压器通常采用单相结构。这种静止整流励磁系统在水电站中得到了广泛应用，新建和扩建的大型火力发电厂也逐渐采用。目前世界上较大的700MW水轮机组励磁干式变压器，单相容量为3MVA，三相组成为9MVA。4台机组的12台励磁干式变压器已设计、制造并送往三峡，以确保三峡电厂今年开始发电。本产品为产“顺特电器”。由此可见，中在整流器和励磁干式变压器的设计和制造方面已达到R&D的世界先进水平。(2)随着城市轨道交通的快速发展，适用于城市地铁和轨道交通的干式变压器得到了广泛应用。电压等级通常为：10、35kV；整流器中有12脉波和24脉波，其中24脉波整流电路对电网的谐波污染比12脉波整流电路减少了50%，这里可以省略滤波装置。容量分别为800、2000、2500、3300、4400kVA(深圳等地铁用)。内地铁、轻轨项目，如北京、上海、广州、深圳、南京、武汉、大连、长春等。全部采用产牵引整流干式变压器，车辆的运行性能得到了很好的体现。中制造的牵引干式变压器也用于健康的德黑兰地铁项目。(3)桥式整流干式变压器适用

于电机交-交变频供电系统。额定容量315~2500kVA，电压等级通常有3、6kV，每台每相3~9个绕组，可以两台组合，通过移相联结成H桥整流。（4）三相五柱式整流干式变压器额定容量30~2500kVA，电压等级10、35kV，用于双反星形的整流电路中，可以取消平衡电抗器和减少调压电流冲击，且可降低运输高度。适用于安装场地受限制的干式变压器或应用于双反星形的整流系统。#p#分页标题#e#

表3声级水平比较

（5）冶金电炉干式变压器其特点是电压低、电流特别大，适用于大电流冶金电炉。如为贵冶生产的电炉干式变压器，容量3,500kVA、低压侧电压70~100V、电流达20,000A。电炉干式变压器采用干式变压器，受到客户的欢迎。（6）核电站用干式变压器十几年来，我核电事业得以相应发展。一座座核电站相继选用各种产干式变压器以及组合式变电站。1E级干式变压器是用于核电站核岛区域内的干式变压器。这是我先次完全依照核安全监定程序进行产品鉴定的干式变压器（通过了60年寿命加速老化试验，并在老化试验完成后顺利通过了振动强度超过8级抗震试验，结果证明其产品的各项性能指标完全满足1E级干式变压器标准），这不仅标志着我已具备生产进入核电站核岛区域的1E级干式变压器产品的能力，同时还说明了环氧树脂干变（CRDT）的高寿命、高安全可靠性。额定容量1000~1250kVA，电压等级10kV。（7）船用及采油平台用干式变压器适用海洋运输及石油开发的需要，干式变压器已经走上了海船及采油钻井平台。产品额定容量30~10000kVA，电压等级0.38~35kV。产品获得中船用产品形式认可证书。（8）电气化铁道所用干式变压器额定容量20~315kVA，电压等级27.5kV，联结组别有Dyn11、Ii0、Iiyn0（两相变三相）。适用于电气化铁道牵引变电所、开闭所、AT所、分区所的自用电系统。（9）自藕干式变压器额定容量30~2500kVA，电压等级10、35kV。该种干式变压器可降低成本。适用于电机启动供电系统（10）有载调压干式变压器对供电质量要求高的作业，如通信（含移动通讯等）、某些制造业等，要求采用有载调压干式变压器。对10kV干式配电干式变压器，常配套真空有载调压开关，目前较大容量达2,500Kva；对35kV干式电力干式变压器，常配套德MR真空有载调压开关，目前较大容量达16,000Kva。上海大众汽车公司目前安装、使用了3台达到这一容量的产品，可说是世界上较大的有载调压干式变压器群。然而，有载调压干式变压器存在一个大问题，那就是有载调压开关装置的选用。10kV有载调压开关一般选用产的，但产品质量存在诸多的问题，特别是开关元件质量。若选用进口的，价格太贵。35kV有载调压开关通常选用德MR型，运行安全可靠，但其价格很贵且交货期长达三个月以上。1.4干式变压器的类型当前，存在着以欧洲为代表的树脂浇注干式变压器（CRDT）及以美为代表的浸漆型干式变压器）（OVDT）两种类型。我及一些新兴工业家（如日、韩等）与欧洲相似，由早期采用浸漆式干变发展到采用树脂真空浇注干变，该项技术在我得以飞速发展。近来，有几个厂家从外引进了用NOMEX纸作绝缘的浸漆式干变（OVDT），因各方面的原因，尚未占据内较大市场。环氧树脂浇注的干式变压器机械强度高，耐受短路能力强，防潮及耐腐蚀性能特别好，且局放小、运行寿命长、损耗低、过负荷能力强，企业设计制造经验丰富，产品具备高安全可靠性及良好的环保特性，尤其是运行业绩非常好……据干式变压器行业统计，此树脂真空浇注干变（CRDT）在我市场占有率高达90以上。H级绝缘与F级绝缘的环氧树脂浇注干式变压器，在外形、基本结构方面极为相近。不同之处主要是采用H级绝缘环氧树脂、导线匝绝缘要用MOMEX纸包烧、部分线圈绝缘件要用NOMEX纸板制造。其代表厂“顺特电气”，早在六、七年前就已生产了多台H级绝缘的干式变压器。近来，为长江三峡水利枢纽生产的700MW组励磁干式变压器（单相容量3MVA、2.2MVA）就是H级绝缘、环氧树脂浇注的。由于采用H级绝缘、按F级进行温升考核，干式变压器不但具有环氧树脂浇注式结构的优点——抗短路能力强、免维护、难燃阻燃等，而且具有更高的超铭牌运动能力。相对于其他类型H级绝缘的干式变压器，环氧树脂浇注式技术更为成熟、可靠。1.5智能终端TTU配电干式变压器智能终端TTU是一种对干式变压器进行实时数据采集与控制的自动化终端设备，它可采集干式变压器电流、电压、温度等各种数据，通过通信网络可使干式变压器与配网SCADA系统相连，并上报干式变压器的各种数据。让电站管理人员可以准确及时地掌握干式变压器的运行情况，为供电部门实时了解配网运行状态，进行线损分析、负荷预测，提高电压合格率，优化供电方案、配网规划及用户接是等业务提供科学依据，对提高配网供电可靠性以及系统的运行管理水平具有重要意义。它的主要功能有：(1)实时监测：实时监测三相电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、电网频率及四个温度量；(2)实时遥信：具有14路实时遥信，可检测干式变压器高低压侧开关、有载调压开关档位等状态量；(3)实时采集：实时采集干式变压器的电流、电压、有功功率、无功功率、电网频率、三相线圈温度等数据；(4)液晶显示：采用320×240的5.7英寸液晶显示，数据查看、参数设置十分方便；(5)通信接口；提供当地和远方通信接口，可通过主台监测管理系统采集、分析数据，生成各种曲线和报表，真正实现远方监测；(6)温控湿显功能：可根据当前干式变压器的温度值控制干式变压器风机、高温报警、超温跳闸的继电器触点，从而自动控制风机运行、报警和跳闸；(7)具有RS232和RS485通信功能：通过主站可进行远方控制，实现遥测、遥信、遥控。智能化节能型干式变压器系由干式变压器、传感器、干式变压器智能终端TTU、后台监控管理系统四部分组成，它可按多种模式运行。客户可按工程实际情况，选择功能模块的组合。这样一来，干变不仅具有传统单一的电压转换和电能传输的功能，而且变成为一种多功能智能化的电气设备。2、未来发展随着干式变压器在我的不断开拓创新和大量推广应用，内的设计制造技术已达世界一流水平，未来的干式变压器预计将获得进一步发展。2.1节能低噪我在损耗与噪声研究及节能环保干式变压器的制造上，已经取得了可喜的成绩，具备较高水平。然而，节能环保是干式变压器研发的永恒课题，还有很多问题值得研究。低损耗硅钢片、阶梯步迭铁心接缝、箔式绕组结构、噪声研究的深入、环境保护要求、计算机优化设计等新材料、新工艺、新技术的引入及其发展，将使未来的干式变压器更加节能更加宁静。然而，对于单纯靠材料的投入来降低铁损、或铜损、或噪声，我们认为是都是不可取的。2.2高可靠性电气产品，尤其是干式变压器，其运行可靠性是特别重要的。我现已生产了数以万计的干式变压器，运行在各个领域、各项重点工程、重大项目上，对产品可靠性的要求不言而喻。然而，现实情况是不容隐晦的。某些劣质产品以低价推销充斥市场，根本无可靠而言。因此，当前干式变压器的可靠性问题，严肃地摆在干变研发制造者和干变使用者的面前。前者认真制造出可靠性高的干式变压器，后者一定要把产品的可靠性放在先位，而不要贪图便宜！我干式变压器已大量应用于家重点工程、重大项目上，十几年来基本上没有出现大的事故，其可靠性是有口皆碑的。在电磁场理论及其计算、浇注工艺、热点温升、局放机理、质保体系、可靠性工程等方面进行大量的基础研究，积极进行可靠性认证，进一步提高干式变压器的可靠性，将是人们的不懈追求，也是干变设计制造者长期的课题。2.3环保特性认证有关人士在《环氧树脂浇注干式变压器环保特性分析》一文中强调：“环氧树脂浇注干式变压器是一种清洁环保的电力设备，其设计制造、运行、较终鼾全过程均符合ISO14001及有关环保标准和法规的要求。寿命终结后完全可拆解并回收有价材料，回收利用率可达90以上。已有成熟的处理技术和设备用于分离浇注线圈中的导体和树脂绝缘材料，拆解出的树脂绝缘材料可综合利用、燃烧（发电）或填埋处理等。”近年来，已有几个干变企业通过了ISO14000环境认证。以IEC及欧洲标准HD464为基础，开展干式变压器的承受热冲击能力（C0、C1、C2）、适应环境能力（E0、E1、E2）、耐火能力（F0、F1、F2）的试验研究与认证。无论环氧树脂浇注型干式变压器（CRDT）还是浸漆型干式变压器（OVDT）在研发及实践方面，都有许多工作要做。2.4大容量配电干式变压器容量通常在2,500kVA以下。目前，干式变压器的研发生产以此为主。随着城市用电负荷不断增加，城网区域性变电所越来越深入城市中心区、居民小区、大中型厂矿等负荷中心，35kV大容量的区域供电干式电力干式变压器将获得广泛应用。目前，我已经生产了35kV，16,000kVA和20,000kVA等超大容量的干变（其中有数台是用MR开关进行有载调压的），若工程需要，还可以设计制造出更大容量的各种各样的干式变压器。2.5多功能组合及智能化从只具单一变电功能的干式变压器，向带有强迫风冷、保护外壳、功率计量、封闭母线、各种低压侧向出线、计算机接口等多功能组合式干式变压器发展，到引入TTU智能化终端，具有数据处理、状态控制、状态显示等功能，从而使干式变压器成为一种多功能智能化、随时处于较佳运行状态的电气设备。随着信息化技术的不断发展，干式变压器将进一步加速完善其智能化进程。2.6多领域发展从以配电干式变压器为主，向发电厂励磁、厂用、轨道交通牵引整流、大电流电炉、核电站、船用、采油平台用等特种干式变压器及多用途多领域发展。2.7多材料、多品种环氧树脂真空浇注干式变压器占据着全球主导市场的局面，近期内难以改变。近年来顺特等企业对NomexH级绝缘、非晶合金等新材料、新工艺，做过一些产品研制，获取了很多数据和经验，并将进一步在多领域做深入的研发。而未来材料科学、制造工艺的新发展，必将给干式变压器设计制造技术的发展提供新机遇、开创新纪元。参考文献[1]张勖成.曾庆赣.干式变压器技术发展及设计选型.《中建筑电气设备选型年鉴》1999~2000年.[2]曾庆赣.张勖成.干式变压器的特点及工程设计选型.《建筑电气》2000年第1期.[3]张勖成.刘斌.蔡定.曾庆赣.SC（B）10系列干式变压器性能特点及选型应用.2002~2003年《中建筑电气设备选型年鉴》.[4]郭振岩.刘景江.干式变压器发展新动向.《干式变压器》2002年第5期.[5]尹克宁.H级干式变压器的现状及其发展.《电力设备》2002年第1期.[6]曾庆赣.刘燕.张勖成.树脂浇注干式变压器与浸漆型干式变压器的比较.《电力设备》2003年第2期.[7]张长增.龙朝晖.曾庆赣.环氧树脂浇注干式变压器环保特性分析.《干式变压器》2003年第7期.( 来源：佳工机电网#p#分页标题#e#