干式變壓器的發(fā)展趨勢

【摘要】針對當前干式變壓器的損耗、絕緣等及材料和制造工藝進行分析，提出了未來發(fā)展趨勢為：大容量、低損耗、低噪音、高可靠性。

【關(guān)鍵詞】變壓器；制造；趨勢

1.前言

當前普遍運用的變壓器為油浸式變壓器，油浸式變壓器優(yōu)點是成本低，制造簡單，容量大等特點。但存在體積大、損耗大、噪音高。油浸式變壓器的散熱和絕緣靠內(nèi)部注入的變壓器油來實現(xiàn)，因此在運行中要監(jiān)視油位。尤其對于小容量的油浸式變壓器，沒有瓦斯保護，這樣運行中的變壓器密封不好，易漏油。如不及時發(fā)現(xiàn)會造成嚴重后果。干式變壓器的特點是：制造工藝復雜，體積小、免維護等特點，越來越備廣泛使用。

2.干式變壓器特點

2.1 損耗

為了降低損耗，采取了一系列措施，如：選購優(yōu)質(zhì)低耗的晶粒取向冷軋硅銅片；先進的硅鋼片剪切線；階梯步迭鐵心接縫；合理的鐵心、線圈結(jié)構(gòu)；不迭上輒等先進工藝以及計算機三維優(yōu)化設(shè)計等，使其新系列產(chǎn)品損耗值達到世界先進水平：SC（B）10新系列比現(xiàn)行國標《干式變壓器技術(shù)參數(shù)和要求》（GB/T10228）空載損耗PO下降33%，負載損耗平均下降15%，總損耗平均下降約19%。

經(jīng)比較可見：國產(chǎn)干式變壓器新系列產(chǎn)品損耗值已達到世界先進水平，國產(chǎn)干變在世人關(guān)注的空載損耗PO方面具有明顯的品質(zhì)優(yōu)勢。

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，空載損耗的降低將導致用鐵（硅鋼片）量增加；負載損耗的降低將導致用銅量增加。收益與付出之利弊是需要精心權(quán)衡比較的。

2.2 噪音水平

隨著我國現(xiàn)代化進程的加速，環(huán)境保護顯得日益重要，變壓器的噪聲危害提上了議事日程。干變制造廠與科研院校密切配合，對噪聲產(chǎn)生的原因、機理進行潛心研究，不斷深入求索，優(yōu)化樣品設(shè)計，反復進行試驗驗證，終于取得了突破，并很快將科研新成果落實到產(chǎn)品上。十幾年來，更新了一代又一代產(chǎn)品，使干變噪聲大幅度下降。新系列配電變壓器已將其噪聲比現(xiàn)行國標降低達10～20dB（A）：2500kVA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16000kVA電力變壓器通?？煽刂圃?0dB（A）左右。

可以這樣說，中國制造出的干變，已經(jīng)基本上解決了變壓器噪聲擾民的問題，同時，噪聲控制已達到世界先進水平。

2.3 干式變壓器的類型

當前，存在著以歐洲為代表的樹脂澆注干式變壓器（CRDT）及以美國為代表的浸漆型干式變壓器）（OVDT）兩種類型。我國及一些新興工業(yè)國家（如日、韓等）與歐洲相似，由早期采用浸漆式干變發(fā)展到采用樹脂真空澆注干變，該項技術(shù)在我國得以飛速發(fā)展。近來，有幾個廠家從國外引進了用NOMEX紙作絕緣的浸漆式干變（OVDT），因各方面的原因，尚未占據(jù)國內(nèi)較大市場。

環(huán)氧樹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、損耗低、過負荷能力強，企業(yè)設(shè)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)保性能，尤其是運行業(yè)績非常好，據(jù)變壓器行業(yè)統(tǒng)計，此樹脂真空澆注干變（CRDT）在我國市場占有率高達90%以上。

2.4 智能終端TTU

配電變壓器智能終端TTU是一種對變壓器進行實時數(shù)據(jù)采集與控制的自動化終端設(shè)備，它可采集變壓器電流、電壓、溫度等各種數(shù)據(jù)，通過通信網(wǎng)絡(luò)可使變壓器與配網(wǎng)SCADA系統(tǒng)相連，并上報變壓器的各種數(shù)據(jù)。讓電站管理人員可以準確及時地掌握變壓器的運行情況，為供電部門實時了解配網(wǎng)運行狀態(tài)，進行線損分析、負荷預(yù)測，提高電壓合格率，優(yōu)化供電方案、配網(wǎng)規(guī)劃及用戶接口等業(yè)務(wù)提供科學依據(jù)，對提高配網(wǎng)供電可靠性以及系統(tǒng)的運行管理水平具有重要意義。

3.干式變壓器未來發(fā)展

隨著干式變壓器在我國的不斷開拓創(chuàng)新和大量推廣應(yīng)用，國內(nèi)的設(shè)計制造技術(shù)已達到世界一流水平，未來的干式變壓器預(yù)計將獲得進一步發(fā)展。

3.1 節(jié)能低噪

我國在損耗與噪聲研究及節(jié)能環(huán)保變壓器的制造上，已經(jīng)取得了可喜的成績，具備較高水平。然而，節(jié)能環(huán)保是變壓器研發(fā)的永恒課題，還有很多問題值得研究。例如：低損耗硅鋼片、階梯步迭鐵心接縫、箔式繞組結(jié)構(gòu)、噪聲研究的深入、環(huán)境保護要求、計算機優(yōu)化設(shè)計等新材料、新工藝、新技術(shù)的引入及其發(fā)展，將使未來的干式變壓器更加節(jié)能，噪音更加低。然而，對于單純靠材料的投入來降低鐵損、銅損、噪聲，我們認為是都是不可取的。

3.2 高可靠性

電器產(chǎn)品，尤其是變壓器，其運行可靠性是特別重要的。我國現(xiàn)已生產(chǎn)了數(shù)以萬計的干式變壓器，運行在各個領(lǐng)域、各項重點工程、重大項目上，對產(chǎn)品可靠性的要求不言而喻。然而，現(xiàn)實情況是不容隱晦的。某些劣質(zhì)產(chǎn)品以低價推銷充斥市場，根本無可靠而言。因此，當前干式變壓器的可靠性問題，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)品的可靠性放在首位，而不要貪圖便宜！

3.3 環(huán)保特性認證

有關(guān)人士在《環(huán)氧樹脂澆注干式變壓器環(huán)保特性分析》一文中強調(diào)：“環(huán)氧樹脂澆注干式變壓器是一種清潔環(huán)保的電力設(shè)備，其設(shè)計制造、運行、最終全過程均符合ISO14001及有關(guān)環(huán)保標準和法規(guī)的要求。壽命終結(jié)后完全可拆解并回收有價材料，回收利用率可達90%以上。已有成熟的處理技術(shù)和設(shè)備用于分離澆注線圈中的導體和樹脂絕緣材料，拆解出的樹脂絕緣材料可綜合利用、燃燒（發(fā)電）或填埋處理等”。

3.4 大容量

配電變壓器容量通常在2500kVA以下。目前，干式變壓器的研發(fā)生產(chǎn)以此為主。隨著城市用電負荷不斷增加，城網(wǎng)區(qū)域性變電所越來越深入城市中心區(qū)、居民小區(qū)、大中型廠礦等負荷中心，35kV大容量的區(qū)域供電干式電力變壓器將獲得廣泛應(yīng)用。目前，我國已經(jīng)生產(chǎn)了35kV，16000kVA和20000kVA等超大容量的干變（其中國有數(shù)臺是用MR開關(guān)進行有載調(diào)壓的），若工程需要，還可以設(shè)計制造出更大容量的各種各樣的干式變壓器。

3.5 多功能組合及智能化

從只具單一變電功能的變壓器，向帶有強迫風冷、保護外殼、功率計量、封閉母線、各種低壓側(cè)向出線、計算機接口等多功能組合式變壓器發(fā)展，到引入TTU智能化終端，具有數(shù)據(jù)處理、狀態(tài)控制、狀態(tài)顯示等功能，從而使變壓器成為一種多功能智能化、隨時處于最佳運行狀態(tài)的電力設(shè)備。隨著信息化技術(shù)的不斷發(fā)展，變壓器將進一步加速完善其智能化進程。

3.6 多領(lǐng)域發(fā)展

從以配電變壓器為主，向發(fā)電廠勵磁、廠用、軌道交通牽引整流、大電流電爐、核電站、船用、采油平臺用等特種變壓器及多用途多領(lǐng)域發(fā)展。

3.7 多材料、多品種

環(huán)氧樹脂真空澆注干式變壓器占據(jù)著全球主導市場的局面，近期內(nèi)難以改變。

4.結(jié)束語

本文分析干式變壓器的制造、材料、損耗、噪音及未來發(fā)展進行了簡單分析，近年來相關(guān)企業(yè)對Nomex H級絕緣、非晶合金等新材料、新工藝，做過一些產(chǎn)品研制，獲取了很多數(shù)據(jù)和經(jīng)驗，并將進一步在多領(lǐng)域做深入的研發(fā)。而未來材料科學、制造工藝的新發(fā)展，必將給變壓器設(shè)計制造技術(shù)提供新機遇、開創(chuàng)新紀元。

參考文獻

[1]《干式變壓器技術(shù)參數(shù)和要求》.

[2]國家電力調(diào)度中心.國家電網(wǎng)公司二十五項電網(wǎng)重大反事故措施[S].中國電力出版社，2006.