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、線圈結構；不迭上輒等先進工藝以及計算機三維優(yōu)化設計等，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)新和大量推廣應用，國內(nèi)的設計制造技術已達到世界一流水平，未來的干式變壓器預計將獲得進一步發(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)保的電力設備，其設計制造、運行、最終全過程均符合ISO14001及有關環(huán)保標準和法規(guī)的要求。壽命終結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和設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開關進行有載調(diào)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。

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)的電力設備。隨著信息化技術的不斷發(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，必將給變壓器設計制造技術提供新機遇、開創(chuàng)新紀元。

參考文獻

[1]《干式變壓器技術參數(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.