干式变压器现状及其未来发展趋势综述

干式变压器现状及其未来发展趋势综述

干式变压器在世界范围内得到迅速发展，时间要追朔到20世纪中后期，至今只有半个世纪。随着我国现代化建设的发展，城乡电网负荷不断增加。上世纪90年代干式变压器在我国得以广泛应用。随着城乡电网建设和改造、西部大开发的步伐加快、北京申办2008年奥运会的成功，长江三峡水利工程开始发电，干式变压器面临着新的发展机遇，其产销量必将有新的飞跃。

近来，有关干式变压器的现状及其发展趋势的文章见诸各报刊，这些对技术、工艺的研究讨论对于干式变压器的发展是十分有益的。借此，我们也谈谈一些看法。

1、我国干式变压器的现状

20世纪80年代末，干式变压器从国外进入中国。至今每年以超过20%的增长率迅猛发展。2002年全国产销量约18,000MVA，成为世界上干变不销量最大的国家之一。据有关部门不完全统计，全国干式变压器生产厂有50多家，但其发展很不平衡：产销量排前五名的厂，约占全国总产销量的62%，前十名厂约占全国总产销量的80%；年产量在100MVA以上的厂有21家（面对如此激烈的市场竞争，年产量在100MVA以下的厂，求得生存和发展是极其艰难的）。

目前，全球产销量第一的厂商为顺德特种变压器厂，从全球范围看，我国的干式变压器生产技术和生产工艺已经达到世界领先水平，并且拥有自主的知识产权，具有很强的竞争力。2002年产销量已超4,200MVA，加入WTO之后，随着开放程度的进一步提高，这一领域出现了更为广阔的市场空间。

下面介绍我国干变在节能降噪、向多领域多用途发展、智能化等方面赶超世界先进水平的概况。1.1 损耗

干式变压器的革新，主要集中在节能、环保、性能参数的优化等方面。特别是在变压器的损耗及声级水平这些世界性课题的研究上，我国已经取得诸多可喜的成绩。

为了降低损耗，采取了一系列措施，如：选购优质低耗的晶粒取向冷轧硅钢片，先进的硅钢片剪切线，阶梯步进铁心接缝，合理的铁心、线圈结构，不迭上轭等先进工艺以及计算机三维优化设计等，使其新系列产品损耗值达到世界先进水平：SC（B）10新系列比现行国标《干式变压器技术参数和要求》（GB/T10228）空载损耗P0下降33%，负载损耗平均下降15%，总损耗平均下降约19%。表1及表2摘录列出西子（志享）SCLB9、ABB（上海）SCR9与顺特SC（B）9、10的空载损耗P0、负载损耗Pk值，并与我国GB/T10228-1997国标值相对照。

从比较可见：国产干式变压器新系列产品损耗值已达到世界先进水平，国产干变在世人关注的空载损耗P0，方面具有明显的品质优势（在国际性招标中，每1kWP0损耗，约折合5,000~6,000美元；每1kWPk损耗，约折合1,000~2,000美元）。

然而，值得注意的是，在相同原材料的情况下，苛求更低的损耗值是不尽合理的。此时，空载损耗的降低将导致用铁（硅钢片）量增加，负载损耗的降低将导致用铜量增加。收益与付出之利弊是需要精心权衡比较的。

表1 空载损耗P0比较

表2 负载损耗Pk(75℃)比较

注：GB/T10228-1997国标及顺特电气SC（B）10系按包封线圈配电变压器、F级绝缘耐热等级120℃下的负载损耗

值，而其余各栏均按75℃值，比较时应注意换算。

1.2 声级水平

随着我国现代化进程的加速，环境保护显得日益重要，变压器的噪声危害提上了日程。干变制造厂与科研院校密切合格，对噪声产生的原因、机理进行潜心研究，不断深入求索，优化样品设计，反复进行试验验证，终于取得了突破，并很快将科研新成果落实到产品上。十几年来，更新了一代又一代产品，使干变噪声大幅度下降。新系列配电变压器已将其噪声比现行国标降低达10~20dB(A)：2,500kVA 及以下容量的配电变压器，噪声一般可控制在50dB（A）以内；35kV特大容量如16,000kVA电力变压器通常可控制在60dB（A）左右。

可以这样说，中国人制造出的干变，已经基本上解决了变压器噪声扰民的问题；同时，噪声控制已达到世界先进水平。如表3所示。

1.3 向多领域多用途发展

（1）整流励磁变压器

发电厂励磁，逐渐由传统的动态励磁发电机系统转变为静态变压整流励磁系统，而励磁变压器亦逐步用干式变压器所取代。其电压等级有10~22kV，单相额定容量315~3000kVA。发电厂高压通常采用离相（管道式）封闭母线进线，相间距较大，故励磁变通常采用单相结构。这一静态整流励磁系统已经在水电站广泛应用，新建、扩建的大型火电厂也在逐渐采用。

目前，世界上最大的700MW水轮发电机组之励磁变压器，单相容量达3MVA、三相组成9MVA，4台机组之12台励磁变压器已经设计、制造好并发往三峡，以确保三峡发电厂今年开始发电。该产品

为国产的“顺特电气”。由此可见：中国在整流励磁干式变压器的研发、设计、制造上，已达世界先进水平。

（2）牵引整流变压器

随着城市轨道交通的飞速发展，适用于城市地铁及轨道交通的干式变压器得以大量应用。电压等级通常有：10、35kV；整流脉波数有12脉波和24脉波，其中24脉波整流回路对电网的谐波污染比12脉波整流回路降低50%，可省去该处的滤波装置。容量有800、2000、2500、3300、4400kVA（用于深圳等地铁）。国内地铁及轻轨工程，如北京、上海、广州、深圳、南京、武汉、大连、长春等，均都选用了国产牵引整流变压器，车运营运行性能反映很好。健康德黑兰地铁工程也采用我国生产的牵引变压器。

（3）桥整流变压器

适用于电机交-交变频供电系统。额定容量315~2500kVA，电压等级通常有3、6kV，每台每相3~9

个绕组，可以两台组合，通过移相联结成H桥整流。

（4）三相五柱式整流变压器

额定容量30~2500kVA，电压等级10、35kV，用于双反星形的整流电路中，可以取消平衡电抗器和减少调压电流冲击，且可降低运输高度。适用于安装场地受限制的变压器或应用于双反星形的整流系统。

表3 声级水平比较

（5）冶金电炉变压器

其特点是电压低、电流特别大，适用于大电流冶金电炉。如为贵冶生产的电炉变压器，容量3,500kVA、低压侧电压70~100V、电流达20,000A。电炉变压器采用干式变压器，受到客户的欢迎。

（6）核电站用变压器

十几年来，我国核电事业得以相应发展。一座座核电站相继选用各种国产干式变压器以及组合式变电站。1E级变压器是用于核电站核岛区域内的变压器。这是我国首次完全依照核安全监定程序进行产品鉴定的变压器（通过了60年寿命加速老化试验，并在老化试验完成后顺利通过了振动强度超过8级抗震试验，结果证明其产品的各项性能指标完全满足1E级变压器标准），这不仅标志着我国已具备生产进入核电站核岛区域的1E级干式变压器产品的能力，同时还说明了环氧树脂干变（CRDT）的高寿命、高安全可靠性。