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中国干式变压器技术发展趋势


科技咨询导报

2007  NO.11 Science and Technology Consulting Herald

工 业 技 术

中国干式变压器技术发展趋势
刘辉 中国中元国际工程公司  北京市  100089) 摘  要: 本文简单回顾了中国干式变压器的技术发展历程, 并提出未来国内干式变压器技术将继续向高可靠性、低损耗、低噪声方向 发展。 关键词:干式变压器  高可靠性  低损耗  低噪声  非晶合金 中图分类号: T M 4 1 / 4 7 文献标识码: A 文章编号:1673-0534(2007)04(b)-0078-01

1 技术发展概况
自 20 世纪 50 年代末~60 年代初中国推出 第一台 B 级绝缘空气自冷干式变压器以来,中 国干式变压器的技术发展主要经历了二个阶 段:第一个阶段为自行开发研制阶段;第二个 阶段为引进国外技术并消化吸收阶段。 在第一阶段(20世纪60~80年代),中国研 制出防火性能较好的 B 级绝缘空气自冷干式 变压器(型号为SG),由于当时采用的是普通绝 缘漆, 产品承受短路能力和防潮防尘能力差, 故障率高, 故产品的可靠性较差, 没有得到用 户的认可, 产量很小。 随着世界上第一台环氧树脂浇注式干式 变压器于 20 世纪 60 年代在德国诞生,中国的 上海变压器厂也在 70 年代初研制出 B 级绝缘 的厚绝缘有填料环氧树脂浇注式干式变压器 (型号为SC),这类干式变压器与前一代干式变 压器(SG 型)相比,具有绝缘强度高、抗短路能 力强、防潮防尘性能好、难燃阻燃、噪音低、 免维护等特点, 投放市场后, 一度受到用户的 欢迎。但经过一段时间的运行后,发现该类变 压器存在环氧树脂的热膨胀系数与铜导体的 热膨胀系数相差较大的问题。变压器在运行 过程中由于反复发热,易导致环氧树脂浇注层 开裂; 并易在导线与树脂层之间形成小气隙, 引发局部放电, 严重威胁变压器运行的可靠 性, 也大大缩短了变压器的使用寿命。 铝的热膨胀系数与环氧树脂的热膨胀系 数较为接近,采用铝导体制造环氧树脂浇注干 式变压器,可以有效解决树脂开裂和局部放电 问题, 从而提高产品运行的可靠性, 同时还可 以降低产品的制造成本。因此,在 20 世纪 80 年代初期,上海变压器厂率先推出了采用铝导 体的 B 级绝缘、 用石英砂做填料的环氧树脂浇 注干式变压器(型号为SCL);此后,北京变压器 厂也于上世纪 80 年代中期引进日本富士技术 生产了铝导体环氧树脂浇注干式变压器(型号 为 SCL(B))。产品投放市场后,很快得到用户 的认可。铝导体环氧树脂浇注干式变压器在 20 世纪 80 年代成为中国干式变压器的主流产 品。 20 世纪 80 年代后期,德国又推出了采用 玻璃纤维增强的薄绝缘环氧树脂浇注干式变 压器技术。采用这种技术生产的干式变压器, 其环氧树脂包封层既薄又韧, 富有弹性, 改善 了产品的散热性能。 上世纪末、本世纪初,则以引进 H 级绝缘 的空气自冷干式变压器技术为主。目前引进 技术的产品已占干式变压器总产量的 90% 以 上,因此,上世纪的 90 年代以来,中国干式变 压器的技术发展已进入发展的第二阶段,即引 进国外技术并消化吸收阶段。引进技术的产

品性能符合国际标准,损耗低、噪音小、可靠 性高, 而且产品品种的覆盖面广, 极大地促进 了干式变压器在中国的发展。

2 技术发展趋势
中国的干式变压器制造技术,经过上世纪 90 年代的大发展,已建立起比较雄厚的基础, 目前, 干式变压器的产量已居世界前列, 产品 的品种和技术性能以及制造技术均已接近国 际水平。今后的发展将是在此基础上,根据用 户要求和国际趋势, 不断的提高产品的先进 性。 中国的城市和农村电网的发展,要求提供 性能更先进, 供电更可靠, 价格更经济的变压 器, 从目前行业技术发展动态来看, 未来干式 变压器的技术发展, 主要体现在以下几个方 面 : 2.1 提高产品的可靠性 随着配电系统自动化的不断发展, 少维 护 / 无维护、无人值守配电站将成为一种趋 势, 同时由于区域变电站深入负荷中心, 供电 半径缩小, 更多的干式变压器已进入居民区, 所以干式变压器的可靠性就成为用户关心的 首要问题。目前,新的 GB1094.11 标准已参考 IEC60076.11 标准把局部放电试验列为出厂 试验项目, 同时干式变压器的气候等级( C 1 、 C2)、环境等级(E0、E1、E2)、燃烧性能等级 (F0、F1)特性即将列入干式变压器的试验项 目。以上试验项目不仅保证最大可能地把干 式变压器的绝缘隐患控制在工厂阶段,而且对 干式变压器在运输、运行和废物分解等环节 可能遇到的不可靠因素进行试验模拟,以保证 变压器的高可靠性。 2.2 进一步降低损耗 在满足变压器可靠性的基础上,用户对变 压器的损耗指标要求也非常严格。变压器的 损耗分空载损耗和负载损耗。干式变压器主 要用于配电, 由于配电系统负荷率一般都不 高,用户比较关心的是空载损耗的降低。近几 年中国的干式变压器在引进的基础上,通过消 化吸收,产品损耗值不断下降。 中国于 1988 年颁布了树脂绝缘干式变压 器国家标准,其 10kV 级的平均空载损耗值为 2.66W/kVA(组Ⅰ),1997 年颁布的国家标准 中, 1 0 k V 级树脂绝缘干式变压器的平均空载 损耗值比“88”标准又降低了 10%。 目前国内大部分厂家生产的 SC(G)B9 系 列产品的性能水平是在 GB/T10228-1997 标 准组 1 的基础上, 空载损耗值平均下降 1 0 % , 负载损耗值平均下降 10%;SCB10 系列产品的 性能水平是在 GB/T10228-1997 标准组 1 的 基础上空载损耗值平均下降 20%,负载损耗值

平均下降 1 5 % 。随着国家能源政策的不断出 台,新的国家标准 GB20052-2006《三相配电 变压器能效限定值及节能评价值》于今年 7 月 1 日起正式开始实施,该标准规定:标准实 施后,损耗水平低于 SC(G)B9 系列产品的干式 变压器将不允许进入国内市场,四年后 SC(G) B10系列产品的损耗指标将成为干式变压器市 场准入的损耗限定值。可见,低损耗已成为用 户及变压器制造商极力追求的目标。 2.3 注意降低噪声 中国由于电网容量不断增大、城市用电 负荷不断增加,城网区域变电所越来越深入城 市中心区、居民小区、大型厂矿等负荷中心, 用户要求将噪声降低到最低, 以防止噪声扰 民。按中国变压器标准规定干式配电变压器 的平均声级水平为 60.6dB,德国 DIN 标准规 定的平均声级水平为 4 9 d B , 而中国目前主要 的干式变压器生产厂家 9 系列产品的平均噪 声水平已降到 44-52dB,正在逐步投放市场的 1 0 系列产品平均噪声水平降到 4 4 - 4 9 d B 。 2.4 发展非晶合金干式变压器 非晶合金干式变压器是以“非晶合金铁 心”代替普通干式变压器的“硅钢片铁 心” 。与相同容量硅钢片干式变压器相比, 非晶合金变压器的空载损耗可减少 6 0 % ~ 70%,励磁电流仅为硅钢片变压器的 1/8~1/ 12,总能量损耗可减少 40%~60%。非晶合金 变压器的低空载损耗特性使其非常适用于配 电变压器领域。国民经济“十一 五 ”发展 规划纲要中明确提出到 2010 年, 人均国内生 “ 产总值比2000年翻一番,单位国内生产总值能 源消耗降低 2 0 %左右” 。国家政策为目前在 国际上应用十分普遍的低能耗的非晶变压器 在国内的推广应用提供了契机。非晶合金材 料在变压器中的应用已有30年历史,但由于价 格原因(非晶合金变压器的价格约为同容量普 通变压器价格的1.5倍),一直没有被用户广泛 接受, 但可以预见, 如果国家在资金支持、税 收优惠、政府采购等方面给予更有力的支 持,使其价格下降到同容量普通变压器价格的 1.2~1.3 倍,则其市场规模与生产量将较现 在将有较大的提高。 总之, 随着城乡电网的发展, 主要作为配 电变压器的干式变压器从技术上将继续向着 高可靠性、低损耗、低噪声的方向发展。

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