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配電變壓器行業(yè)發(fā)展形勢及預測
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http://www.china-zesir.com 發(fā)稿日期:2009-9-1
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一.概述
中國化工設(shè)備行業(yè)項目投資可行性分析研究報告 【出版日期】 2009年8月 【報告頁碼】 350頁 【圖表數(shù)量】 150個 【印2009年數(shù)控機床市場分析與投資咨詢報告 隨著電子信息技術(shù)的發(fā)展，世界機床業(yè)已進入了以數(shù)字化制造技術(shù)為核心的機電一體化時代，其中數(shù)控機2009-2013年編織電纜行業(yè)深度評估及行業(yè)競爭力分 【出版日期】 2009年8月 【報告頁碼】 350頁 【圖表數(shù)量】 150個 【印2009-2013年餐巾紙折疊軋花機行業(yè)深度評估及行業(yè) 【出版日期】 2009年8月 【報告頁碼】 350頁 【圖表數(shù)量】 150個 【印我國配電變壓器通常是指電壓為35kV和10kV及以下、容量為6300kVA以下直接向終端用戶供電的電力變壓器。目前全國網(wǎng)上運行的配電變壓器總電能損耗約為411億kWh，約占2000年總發(fā)電量的3.16%。盡管配電變壓器已是高效率的設(shè)備(95-99%)，但由于其數(shù)量巨大和空載耗電的固定性，變壓器效率即便有微小的改進也能獲得相當大的能源節(jié)約和減少溫室氣體的排放，因此其本身存在著巨大的節(jié)能潛力。
90年代后期，我國配電變壓器行業(yè)發(fā)展速度較快。1997年以來，由于受到城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造工程的拉動，電力變壓器行業(yè)保持了良好的發(fā)展勢頭。1999年電力變壓器產(chǎn)量增長24.81%。2000年電力變壓器產(chǎn)量增長15.88%,配電變壓器的數(shù)量比重增加：1999年配電變壓器數(shù)量比重由1998年的34.72%上升到39.51%，增長5個百分點;2000年配電變壓器數(shù)量比重為36.89%。(10kV6,300KVA及以下變壓器產(chǎn)量為304,099臺，41,778KVA，35kV6,300KVA及以下變壓器產(chǎn)量為7,821臺，9316.4KVA)。城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造工程所選用的油浸式配電變壓器設(shè)備已經(jīng)全部實現(xiàn)了由S7型向S9型的轉(zhuǎn)變。
隨著市場經(jīng)濟的發(fā)展和科技的不斷進步，新材料、新工藝的不斷應用，新的低損耗配電變壓器相繼開發(fā)成功。國內(nèi)許多變壓器制造廠商投入了大量資金引進國外先進的制造技術(shù)及設(shè)備，不斷研制開發(fā)低損耗變壓器和各種結(jié)構(gòu)形式的變壓器，如油浸變壓器已出現(xiàn)比新S9系列更節(jié)能的S10、S11系列，新干式變壓器的SC9系列以及非晶合金鐵心等低損耗等產(chǎn)品都顯示了我國配電變壓器的節(jié)能潛力。
此外，在網(wǎng)上運行的配電變壓器中役齡超過20年效率低的老舊變壓器約占10%以上，估算容量約為2.4億kVA,這些變壓器是按照六、七十年代標準設(shè)計的產(chǎn)品，損耗非常高，如果花一定投資用S9去替換老舊變壓器必定會獲得很大經(jīng)濟效益。依不同容量的計算，購置S9變壓器去替換舊變壓器的投資回報年一般只需2~3年(未計舊變壓器回收費和拆裝費條件)，其節(jié)能潛力巨大。
二.變壓器發(fā)展趨勢及產(chǎn)品特點
我國配電變壓器行業(yè)經(jīng)過不斷努力，在90年代以后較過去有了突破性的進展，變壓器性能不僅是鐵心硅鋼片材質(zhì)的改進，而且在容量結(jié)構(gòu)和制造工藝都有所突破，因而在節(jié)能降耗、降低空載電流和噪音都取得較大進展。
1.近年來節(jié)能配電變壓器產(chǎn)品的發(fā)展趨勢
1.1卷鐵心配電變壓器(S11型)這種變壓器早在60年代已為一些發(fā)達國家所采用，近年來也在我國逐漸推廣。卷鐵心變壓器的優(yōu)點：
降低變壓器空載損耗。約10~25%，依變壓器容量而變降低空載電流，一般為疊片鐵心的50%變壓器噪音水平顯著降低，小型變壓器可做到37~42dB,減少對城鎮(zhèn)噪音污染。
1.2單相配電變壓器(D10型)的使用美國等世界多數(shù)國家早已在居民低壓配電的單相三線制系統(tǒng)中使用，對降低低壓配電損耗意義重大，這方面已有較多論著。
變壓器多為柱上式，便于安裝并靠近負荷中心，通常為少維護的密封式。與同容量三相變壓器相比，空載損耗和負載損耗都小，有效材料用量也少，價格低20~30%。我國在個別地方試改制后頗受用戶歡迎。
1.3非晶合金配電變壓器自1979年美國聯(lián)信公司發(fā)明非晶片至今，在全世界范圍作為樣品研制和少量生產(chǎn)使用，非晶合金配電變壓器的空載損耗比硅鋼片的下降70~80%，但至今未全面推廣使用的根本原因是價格較高。1998年上海置信公司引進了美國GE公司的非晶合金鐵心變壓器的制造技術(shù)，其生產(chǎn)的SH-M型非晶合金鐵心密封式變壓器額定容量在50~2,500kVA之間，空載損耗在34~700W之間，負載損耗在870~21,500W之間，空載電流在1.5~0.5%之間，短路阻抗在4~4.5%之間。
1.4干式配電變壓器由于結(jié)構(gòu)簡單、維護方便、防火阻燃、防塵等特點，被廣泛應用在對安全運行有較高要求的場合。以前干式配電變壓器用量較少，近年來發(fā)展很快，目前已占到配電變壓器總量的3~5%，部分大城市已占到50%。
環(huán)氧樹脂干式變壓器在國內(nèi)取得了很大的發(fā)展。目前國內(nèi)能生產(chǎn)最高電壓35kV，最大容量20,000kVA的環(huán)氧樹脂干式變壓器。SC9型為干式新型節(jié)能變壓器，損耗比老式產(chǎn)品大大降低，對比老SC8干式變壓器空載損耗平均降低87.52%負載損耗平均降低10.27%,對比S9油浸式空載損耗平均降低17.34%負載損耗平均降低23.88%。另外變壓器噪音水平也顯著降低。我國和歐洲多使用這一類型干式變壓器。
浸漬式干式變壓器（或稱做nomex紙型）是干式變壓器應用最早的一種結(jié)構(gòu)，發(fā)展為敞開式通風干式變壓器（OVDT），繞組層間、匝間絕緣采用聚脂纖維紙或聚芳胺合成紙（NOMEX紙）。這種結(jié)構(gòu)的繞組經(jīng)真空壓力浸漆（VPI）工藝處理后有足夠的承受短路能力。因為Nomex紙耐溫等級為C級（220℃）是耐高溫絕緣材料，具有阻燃、防潮及優(yōu)良環(huán)保特性，允許長時間大負荷過載，運行可靠性較高。占美國市場干式變壓器的85%。
1.5箱式變壓器又稱高低壓預制式變電站,大部分功能部件與變壓器器身均浸入變壓器箱內(nèi)，由變壓器制造廠生產(chǎn)。變電站靠近負荷中心，可降低線損，也屬于節(jié)能配電變壓器之列。
2．節(jié)能配電變壓器的材料問題在開發(fā)新型配電變壓器中，導磁和導電材料的作用十分重要，而這兩方面我國都比較落后，多年來沒有重大突破,硅鋼片幾乎完全靠進口。
2.1導磁系統(tǒng)發(fā)展的歷史回顧
我國64、73標準的變壓器大都采用熱軋硅鋼片作為鐵芯的導磁材料，由于熱軋硅鋼片無方向性，故三相鐵芯都是采用直接縫。導磁材料的材質(zhì)與鐵芯結(jié)構(gòu)都決定了空載損耗與空載噪聲都具有較大的值。1964年日本發(fā)明了高導磁晶粒取向冷軋硅鋼片，80年代后，我國進口了這種硅鋼片的卷料，推動了導磁系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)改進，由于冷軋硅鋼片有方向性；鐵芯柱上不再有接縫，疊片定位方法的改進，芯柱與軛片內(nèi)可不設(shè)孔，這就使空載損耗大幅度的降低。
20世紀90年代，世界上又研制成厚度僅為0.23mm的冷軋晶粒取向硅鋼片，如再經(jīng)過激光照射或等離子處理，這是最低單位損耗的硅鋼片系列產(chǎn)品，50Hz及1.7T下的單位損耗僅為0.9W/kg。
鐵芯結(jié)構(gòu)上又出現(xiàn)階梯45°接縫的最新結(jié)構(gòu)，使空載損耗與空載噪聲又一次降低，使配電變壓器向低損耗、低噪聲方面發(fā)展又邁進了一步，空載損耗降低60％。
1974年美國聯(lián)信公司研制出鐵基非晶合金，1978年美國GE公司測出6OHz及1.5T下的單位損耗為0.44W/kg。1980年聯(lián)信公司首次推出15kVA非晶鐵芯配電變壓器，以后，美國GE公司制成2500kVA非晶鐵芯配電變壓器。空載損耗比用激光處理高導磁晶粒取向冷軋硅鋼片又降低了70%。我國也在1994年研制成一批非晶鐵芯配電變壓器，有些廠已具備批量生產(chǎn)非晶鐵芯配電變壓器的能力。
從以上發(fā)展歷史的回顧中可知，導磁材料的發(fā)展，促進導磁材料加工設(shè)備的現(xiàn)代化，鐵芯結(jié)構(gòu)的改進，空載損耗與空載噪聲的大幅度下降，使變壓器可安裝在居民區(qū)附近。
2.2導電系統(tǒng)的繞組發(fā)展的歷史回顧
在我國配電變壓器的發(fā)展歷史中，也曾用過鋁導線，雖可滿足性能要求，但國內(nèi)用戶不歡迎鋁線變壓器，目前已不再生產(chǎn)鋁線變壓器。
為了降低負載損耗，從材質(zhì)上，國內(nèi)已大量采用無氧銅導線；除扁導線、圓導線外，還采用銅箔。因為無氧銅的電阻率低，表面又光亮，故負載損耗可低。
繞組結(jié)構(gòu)發(fā)展中，注意散熱性能的改進，盡量采用縱向散熱油隙；同時繞組的緊固結(jié)構(gòu)保證短路電流產(chǎn)生的機械力的承受能力。
2.3其它結(jié)構(gòu)的改進
傳統(tǒng)的配電變壓器都用于中點絕緣的10kV系統(tǒng)中，故繞組的聯(lián)結(jié)組都選Yyn0，隨著非線性負載的增長，卷鐵芯結(jié)構(gòu)的選用，繞組的聯(lián)結(jié)組在向Dyn11過渡。
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