国内外变压器的现状及发展

国内外变压器的现状及发展

沈阳变压器研究所贺以燕

从1885年匈牙利三位工程师发明了变压器以来，一个多世纪里，变压器有了长足的发展，电压已达到百万伏级，使输电距离超过1000km。

变压器的发展现状

1. 电力变压器一个世纪以来，电力变压器原理未曾改变，随着年代的推进，先进生产设备日臻完善，因而各项技术参数愈来愈先进。

（1）国外在世界范围内形成了几大集团：乌克兰扎布洛斯变压器厂，年生产能力100GV A；俄罗斯陶里亚第变压器厂，年生产能力40GV A，ABB公司29个电力变压器厂年生产能力80～100GV A，英法GEC-Alshtom年生产能力40GV A，日本各厂总和（三菱、东芝、日立、富士）年生产能力65GV A，德国TU集团年生产能力40GV A。全世界1986年共生产522GV A（缺南美与非洲）。

这些公司生产的已在系统运行的代表性产品：1150kV、1200MVA，735～765kV、800MV A，400～500kV、3φ750MV A或1φ550MV A，220kV、3φ1300MV A电力变压器；直流输电±500kV、400MV A换流变压器。

电力变压器主要为油浸式，产品结构有两类：心式和壳式。心式生产量占95%，壳式只占5%。

心式与壳式互无压倒性的优点，只是心式工艺简单一些，因而为大多数厂家采用，而壳式结构与工艺都要复杂一些，只有传统性工厂采用，而壳式结构与工艺都要复杂一些，只有传统性工厂采用。壳式特别适用于高电压、大容量，其绝缘、机械及散热都有优点且适宜于山区水电站的运输，因而仍有其生命力。

（2）国内解放前我国只能生产配电变压器，最高电压、最大容量为33kV、2000kV A。随着国家几个五年计划，建设了沈阳变压器厂为主的专业生产厂，到“八五”末，建立了一批大中小型骨干工厂，形成了我国自己的变压器行业。我国沈阳变压器厂、西安变压器厂、保定变压器厂均已成批生产500kV级电力变压器，在500kV系统内运行，最长的已超过17年，经过十几年的不断改进，其运行指标与进口变压器完全相当，总产量达150GV A。

（3）组件

①套管。国外原全苏电瓷厂（现在乌克兰境内）已生产供应1150kV电容式套管，日本NGK已生产供应1100kV电容式套管。

我国南京电瓷厂、西安电瓷厂可成批量供应500kV电容式套管，南京电瓷厂20世纪70年代（以下年代均指20世纪）末已试制成功750kV套管。

②有载分接开关。德国MR分接开关厂是世界著名工厂，已做出了一系列有载分接开关，如V型、M型，供应世界各国，国产变压器及国内进口变压器已装用多台V型及M型开关，运行上基本可靠。

在70年代我国也引起了MR技术，在消化的基础上，遵义长征电器厂早已做出了V型与M型分接开关，沈阳变压器厂也能生产。其产品已在国内众多的变压器上应用，运行证明也是可靠的。

③冷却器。国外风、水冷却器和片式散热器都有，但水冷却器用得不多。风冷为板翅式，由专业工厂钎焊，用料少、冷却效率高。

我国这三种冷却器都有。水冷却器也只在部分水电站用。风冷却器为肋管式，制造工艺简单，效率尚可，只是与板翅式相比，体积大、用料多。我们也曾对板翅式作过科研，具备了设计数据，只因生产工艺复杂未能投产。

2. 配电变压器

（1）国外国外配电变压器容量到2500kV A，有两种铁心型式：圆形与椭圆形。圆形的占绝大多数，椭圆形的由于M0（铁心柱的间距）小，因而用料可以减少，其对应线圈为椭圆形。低压线圈有线绕式与箔式，油箱有带散热管的（少数）与波纹式的（大多数）。

另外，美洲用三相四线制供电，多用单相变压器，这种供电制线路损耗小，运行经济，但变压器因多为单相（油浸式单相占3/4，干式单相占不到10%），用料用工较三相多。

（2）国内我国因供电制与欧洲一样，历来只做三相变压器，目前主要产品为新S9型，容量到1600kV A。新S9有较好的经济指标（与国外不相上下），也有很高的可靠性，做了800台产品的短路试验，从1996年试制鉴定，到1999年末已有400家工厂取得生产资格。有约10家工厂生产波纹式油箱，运行的新S9约占25%。

3. 干式变压器

（1）国外环氧树脂浇注干式变压器（简称干变），国外从60年代生产，技术日趋成熟。这种变压器有：带填料的（石英粉）、纯树脂的、绕包的，各种工艺、结构并存。据德国一位专家谈，电压最大到36kV，容量可达30MV A。德国一家工厂，年生产量在2000MV A 以上。

美国配电市场干变年产38万台（28336MV A），油浸式变压器148万台（68150MV A），干变台数占20%，容量占30%。

欧洲配电油浸式变压器总有量＜2500kV A的200万台，＞2500kV A的160万台；干变总有量40万台，占10%。

（2）国内浇注式干式变压器科研工作开始比较早，70年代中期即生产船用160kV A 变压器，成批生产还是在80年代末，目前带填料、纯树脂、绕包的3种均生产，而以纯树脂的占多数，最大容量做到16～20MV A/35kV，再加吹风可提高50%容量即24～30MV A。

特别应该提出的是，山东金乡金曼克变压器公司1999年末已研制成功单相DCZ9 10.5MV A/110kV干式变压器，这是迄今为止，世界上生产的最高电压等级的干式变压器，可以为电力系统提供一种新型防火灾变压器。其后组成了三相SCZ-X31.5MV A/110kV，已于2000年9月在山东兖州供电局运行，情况良好。

从众多配电变压器看，其技术经济指标已与国外处于同一水平。此外，顺德特种变压器厂还为长江三峡发电机配套“九五”国家重点科研项目，试制成功DC9-3000/20/√3干式励磁变压器，已通过鉴定，达到世界水平。

4. 非晶合金变压器美国GE与Cooper公司生产非晶合金变压器。非晶损耗只有冷轧硅钢片铁损的1/6，是一种优良的节能产品，由于其饱和磁密只有1.3T，即其铁心比冷轧硅钢片重30%，又由于要组成单相，或三相5柱式，铁心还要增大，相应的铜线也要增多，体积也大，而非晶单价比硅钢片贵得多（2.7～3.0倍），所以总售价要比普通配电变压器贵一倍。由于损耗特低，计算10年变电成本，二者大体相当。沈阳变压器研究所进行了开发设计，按该所图纸图内亦有上海变压器厂等6家工厂于1996年试制成功，以后也有一些生产，但产量不大，发展前景还是会有的。

5. 难燃油变压器

（1）国外国外已生产了石油类、脂类、硅油类难燃油变压器（分别占45%、10%、45%），据不完全统计，总量已达10GV A，分布在各大洲使用。这类油燃点均在300℃以上，符合国际上对难燃油的要求，其最大容量为60kV、15MV A。

（2）国内广州高压电器厂于1988年试制了S12型200kV A、F（Formel NF）不燃油变压器，通化变压器厂于1985年试制了地铁使用的硅油变压器315kV A，沈阳变压器厂于1989年试制了Midel7131难燃油变压器630kV A。由于油源价高（为进口）、原料不畅，以后未再生产。

沈阳变压器研究所于2000年4月与美国DSI公司签约，生产β油SRZ9型110kV、31500kV A电力变压器与SR9型10kV、500或1600kV A配电变压器，5月份已完成设计，DSI公司供油，番禺明珠电器有限公司2000年内已完成试制，并经鉴定，这为我国开发一种防火灾的电力与配电变压器，售价约高1倍，预计有一定的市场。

6. SF6变压器日本是当今生产SF6变压器最多的国家，三菱、东芝、日立、富士均能生产，前三家生产过275kV、300MV A SF6变压器，在日本使用。这四家均有产品进入我国，主要为110kV、31.5～63MV A。以63MV A为例，为强气（SF6）风冷，总重78t，本体SF6重450kg，年漏气率≤1%（即允许漏4.5kg），装在北京、深圳、上海的地下、地上变电站运行。

我国北京第二变压器厂已生产10kV SF6的变压器系列100～1000kV A达100台，目前还在继续生产。对110kV级产品，有关厂、所正在考虑中。

对SF6变压器，世界上有两种观点，一种认为可用，对环境无大影响；一种认为不能用，对环保有影响。世界上尚无定论，对其发展与否尚在探讨中，应慎重研究。