发布时间：2008年01月04日 浏览量：1548 次
[ 美伦电气-技术专题小组整理 ]
新世纪前半叶，特别是前30年，我国电力建设仍将较快地发展，电网建设和供用电建设也将较快地同步发展，电力变压器市场需求较好。但我国即将加入世贸组织，对变压器行业而言，意味着“门户洞开”，竞争国际化。我国变压器行业，从配电变压器到500kV产品，已经形成供大于求的局面，新世纪这种情况将更加严重。适者生存，变压器企业(特别是大中企业)，必须转变观念和机制，加强管理，实现管理现代化，加强新产品的开发和技术创新，以高技术高质量的产品在国内市场竞争，到国际市场去竞争，争市场，求生存，求发展。
下面是笔者对新世纪初我国电力变压器技术发展的一些展望，仅供参考。
1 直流输电技术
今后几十年中，全国联网和电力建设将采用更多的超高压直流输电和交—直—交互联。现实情况是国内变压器行业乃至输变电行业在超高压直流领域几乎没有实绩，相关科研微不足道，直流输电技术国产化还有一段较长的艰辛的过程。
三峡工程条±500kV直流系统，引进技术，合作生产。国内参与合作生产企业(其中包括换流变)，按与之合作的国外厂家技术和质量要求，按期制造出合格产品交付使用，这一步就显得特别重要。这步只表明这些国内企业在短期内有消化制造技术，有“照猫画猫”的制造或组装超高压直流产品的能力。
还必须跨出第二步，那就是组织“超高压直流输电重大技术装备”攻关，深入完整地消化吸收国外软件技术(通过与国内院所合作)，建立自己的完整的直流设备设计软件技术，形成成套直流设备完整的设计开发能力，以期承担新的直流工程。
建议再走第三步。鉴于后续直流工程较多，直流输电又是一种与交流输电有较大差别的系统工程，企业分散的直流设备能力难以形成系统工程能力。因此，建议组织一个“直流输电技术开发研究中心”(或工程公司)，负责我国今后直流工程设计开发、工程建设和设备国产化，形成我国直流输电技术工程完整的系统工程能力。或以独立方式，或以与国外公司合作的方式，参与国内今后直流输电工程项目。有能力后还可介入国外项目。
2 500kV变压器(本文以下部分，未说明处均指交流)
需求总量将有较明显的增加。目前网上运行的500kV变压器，国产只占1/3左右。国内企业想取得更多的份额(例如希望70%～80%)只有依靠自身的竞争实力，因此加强管理，提高质量，提高产品技术水平乃是当务之急。
自耦变压器。产品水平要进一步提高，以250MVA为例，应向总损耗350kW(空载损耗60～65kW)左右的目标努力。
发展风冷—自冷，或强油风冷—风冷—自冷能力的产品，冷却设备为2～3组便于安装维护和整体吊装的“冷却装置组”。
开发单相1 000MVA/3、1 200MVA/3和三相500～750MVA的产品。
发电机变压器(220～500kV)。发展三相大容量产品。沈变自行开发设计的配600MW机组的三相720MVA/500kV升压变压器，业已制造、试验和鉴定完毕年余。企业开出各种优惠条件，至今也未能在国内觅得投网运行之地，这不能不是企业的悲哀!
随三峡水电站工程引进三相840MVA/500kV制造技术合作生产，将使我国500kV变压器技术(特别是巨型发电机变压器技术)上到一个新水平。这也是三相巨型变压器步入国产化的一次机遇。国内有关企业要抓住这次机遇，按引进技术做出合格产品，深入消化吸收引进技术，形成企业开发设计制造巨型变压器的技术。
核电站用变压器。核电站将以百万千瓦机组为主发展，但至今尚未采用过国产百万千瓦级输变电设备。核电设备对安全可靠方面有更高的要求，建议按核电要求，结合超超临界大型机组发展的要求，组织“百万千瓦级输变电重大技术装备”专题攻关，尽快实现百万千瓦级输变电设备(包括核电用)国产化。
西南水电开发用变压器。大部分产品要受到运输条件的严格限制(主要是重量)。
发展组合式技术，或现场组装式技术。
组装式技术的本身，不在单元产品，而在“组合”。制造厂“组合”后完成全部试验，到安装现场“组合”后也要进行必要的试验。现今我国电力部门现场试验能力已经不俗，对组合式技术似不应有大的疑虑。
现场组装式产品的突出优点是安装面积小。其技术关键是便捷而又可靠的拆卸、运输和复装的设计，以及现场要有一个适合“组装”的条件。如果考虑到西南大水电地域偏僻，可否在电站设计时，适当考虑“组装”条件，并作为将来长期运行检修场地。
现场组装式三相变压器与普通三相变压器相比，价格为后者1.2～1.3倍(比组合式便宜)，损耗大体相同(组合式明显要高)，安装面积几无差异(组合式明显要大)，运行管理、继电保护无变化(组合式要繁琐一些，尤其是六单元组合方式)。组装式安装后现场试验与组合式相似，仅“组装”场地条件要求比组合式高。国内企业自行设计制造的现场组装式三相发电机变压器已正常运行多年。针对偏远的西南水电受运输限制的变压器，笔者认为现场组合式似可优先考虑。
3 特高压
国内专家就我国特高压问题已举行过几次专题研讨。国内一些企业已开展了百万伏级产品的研制，150MVA/1 000kV单相变压器一年前已研制完成。
西北电网(陕、甘、宁、青)将在2005年左右出现750kV输电，此后，西北将在330kV电网之上建成750kV大区域电网。
750kV输变电设备(包括750kV变压器)的研制，将纳入“十五”重大技术装备攻关日程。输变电行业的大企业将把注视特高压的目光，首先转向西北的750kV。
如果国产750kV输变电设备在西北电网取得运行实绩和经验，对2020年前后我国中部和东北出现特高压(750kV或1 100kV)，国产产品将具有直接进入的竞争力。
选择与500kV相匹配的更高一级电网的电压，从合理性而言，应该是百万伏，企业决不应该因国内首先出现750kV电网，而放弃或延缓百万伏的研究计划。国内不少专家建议建一条百万伏工业试验线段，这无疑是个真实地推动我国特高压输电技术发展的好建议。
三峡左岸交流输变电设备国外供货公司都具有成熟的750kV技术，与之合作的国内企业，应该考虑在三峡左岸设备合作的基础上，延伸合作到750kV。
4 并联电抗器
超高压并联电抗器，国内企业有较好的为电力部门认可的实绩。考虑到铁心电抗器的力学结构稳定性和实际运行中表现的可靠性，近几年，国内外超高压系统很少采用三相式大型电抗器，主要采用单相式。
开发60～80Mvar单相大容量产品。
开发750kV产品。
进一步提高产品的水平。例如500kV单相50Mvar电抗器，向损耗低于100kW和噪声低于75dB的方向努力。
开发35～220kV三相式45～60Mvar产品。
彻底解决户外型干式电抗器污秽电蚀问题。
可调式电抗器应加速开发。
5 35～220kV变压器(这一部分主要针对降压变压器)
向更低损耗方向发展。现在正推广的“9”型节能35～220kV产品，从节约能源、产品总费用低的观点来看，其损耗仍然偏大。国外国际招标的这一范围的变压器，其损耗明显低于“9”型标准。我国加入世贸组织，变压器招标按国际规范化，损耗将折入投标总价，势必将向更低损耗方向发展。
从提高变压器短路强度观点出发，电流密度低，绕组短路应力也低，所以降低损耗是提高变压器抗短路能力的直接的有效措施。
向免(少)维护、高可靠方向发展。这就要求产品有低的局部放电，牢固的运输定位，无渗漏，有效的漏磁控制技术，足够的抗短路能力，铁心不发生多点接地，油质保护措施以及焊死油箱等。
大城市高负荷密度特殊重要场所的降压变压器将无油化。目前这类变压器大容量、高电压的全部进口(国内可供应35kV 10～20MVA干式变压器)，国内企业应加速开发110～220kV的大型无油变压器。
开发220kV三绕组变压器和自耦变压器高阻抗产品。此类产品往往在高—中阻抗适当增大的同时，要求低压侧短路电流不超过某限值(例如要求10kV侧短路电流不超过20kA)，因而高—低阻抗往往要达到40%～50%甚至更高。
对于城网用油浸式大型产品，从高可靠性出发，笔者认为选型上就应该有别于其他产品：
短路损耗比“9”型再降低15%～25%。
适当提高阻抗电压，以降低短路电流。例如双绕组110kV阻抗提高到14%～15%，35kV提高到11%～12%。
较小容量产品(例如63MVA/110kV及以下容量)选用自冷式(ONAN)，而且噪声水平不高于60dB。
批量招标定货，并要求随机抽选产品进行短路试验。
标准问题。上述许多方面都涉及这类产品的标准(主要是性能标准)。随电网建设，特别是城网的发展需要，标准也要适时拓展。
装于居民集中区域的大型变压器，除要求变压器本身有低的噪声外，还须在变压器箱体外采取措施，降低噪声至更低水平。国内企业尚缺少这方面的研究。
6 配电变压器
包括变压器在内的配电装置已经向成套化方向快速发展。组合式变电站(包括高压柜、变压器、低压柜之组合)和箱式变压器(又称美国箱式变，即将高压进线柜和低压出线柜附于变压器本体)将广泛应用。
干式变压器及其成套变电站的使用将日益增多。
农村用变压器的负荷率很低，从经济运行考虑，应开发一种空载损耗与负载损耗之比更低的变压器。
全密封变压器将广泛使用。
技术经济性能优良的三相卷铁心变压器应尽快推广。
非晶合金应形成国产批量供货能力，把非晶合金价格降下来，以利空载损耗很低的非晶合金变压器的推广使用。
配电系统采用20kV至今尚无定论。对20kV变压器和成套配电装置都应有技术储备。
7 几个值得重视的方面
(1)管理技术
20年前，改革开放之初去国外变压器企业考察实习，首先感觉是产品技术先进，结构新颖，我国变压器产品技术与之差距甚大。近几年去国外考察，看到国外变压器产品的技术似曾相识，但强烈地感觉，与国外企业普遍生产过程零库存的“适时生产”方式，和追求高质量的“精益生产”方式相比，国内企业的管理技术明显地落后一大截。
我国变压器行业中后起之秀，其企业良好的状态令人瞩目，除机制原因之外，均毫无例外地采用了先进的管理体系和管理技术。
变压器行业已完全进入市场经济。但不少国有大中型企业，除了机制上的制约因素外，企业的管理体制和管理技术仍然基本上是原有计划经济的传统模式。管理技术的落后严重制约了企业的效率和效益的发挥、产品质量的稳定和提高，以及企业的技术进步。对这些企业而言，管理体系和管理技术的迅速改进是新世纪当务之急。
(2)工业电子技术
广泛应用工业电子技术是我国电力技术发展的必然趋势。至今我国变压器行业溶入工业电子技术的产品甚少，要注重这方面的信息和组织开发，寻求新的经济增长。下面举出一些应用题目：
在线监测技术(国内尚无成形的技术和实用商品)，如在线局放监测、在线油气色谱监测、在线绕组热点温度监测；自动有载调压技术和无弧有载调压技术；可调并联电抗器(无弧调节)；线路短路电流限制器。
(3)变压器产品基础技术的研究
近十余年来，通过引进技术、设备和企业开展的基础性研究，我国变压器技术取得了长足的进步。今后还应加强基础性研究，促进我国变压器技术的进步。下面也举出一些题目：
直流换流变压器电磁场分析及绝缘强度；绝缘结构的改进和绝缘强度特性；超高频过电压作用下的绝缘问题；漏磁控制技术和防止局部过热技术；多根并联导线的环流分析及控制；绝缘水分管理和绝缘性能的稳定性；大型自冷式变压器绕组内油流分析及温度分布；自冷风冷用散热器冷却能力理论分析及验证；小流量强油循环绕组的温度分布及温升计算；大型变压器短路强度的研究及验证。
(4)交联电缆技术
交联电缆是一种性能稳定的聚合物绝缘的干式电缆，已有500kV及以下产品，广泛用于电力系统。据报导，国外用交联电缆技术开发高压发电机(目标为110～220kV)和高压干式变压器(目标为145kV)。这一技术开发动向值得注视。