節(jié)能型變壓器現(xiàn)狀調(diào)查
發(fā)布時(shí)間：2013-08-24 新聞來源：一覽變壓器英才網(wǎng)
眾所周知，變壓器是輸變電行業(yè)中的耗能大戶。據(jù)估計(jì)，我國(guó)變壓器的總損耗占系統(tǒng)總發(fā)電量的10左右，如損耗每降低1，每年可節(jié)約上百億度電。變壓器的節(jié)能降耗已是勢(shì)在必行�？梢哉f，節(jié)能型變壓器的推廣對(duì)于解決我國(guó)電力供應(yīng)緊張，建立節(jié)約型社會(huì)有著重要意義。
8月18日，中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)頒布了三相配電變壓器能效限定值及節(jié)能評(píng)價(jià)值的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。這是為配合《中華人民共和國(guó)節(jié)約能源法》的實(shí)施，提高配電變壓器的能源利用效率、降低其損耗，提高配電變壓器產(chǎn)品在國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力而制訂的。
由于節(jié)能經(jīng)濟(jì)的提出以及國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策向節(jié)能產(chǎn)業(yè)的傾斜，節(jié)能型變壓器市場(chǎng)變得樂觀起來。
我國(guó)變壓器的發(fā)展經(jīng)歷了幾個(gè)階段，國(guó)家在節(jié)能方面的重視從未發(fā)生過改變。上世紀(jì)80年代中期，我國(guó)政府強(qiáng)制性地采用S7系列低損耗配電變壓器在全國(guó)范圍內(nèi)淘汰正在電網(wǎng)運(yùn)行的JB1300-73和JB500-64標(biāo)準(zhǔn)的高能耗變壓器。從1998年開始，我國(guó)政府又不惜代價(jià)地在全國(guó)推行兩網(wǎng)改造，用S9系列配電變壓器取代S7系列。與S9一樣，作為第七代節(jié)能產(chǎn)品的還有非晶合金變壓器、卷鐵心變壓器、全密封變壓器等。
但這先后兩次全國(guó)大規(guī)模的更新?lián)Q代，新產(chǎn)品僅比老產(chǎn)品降低空載損耗約8～15。目前市場(chǎng)上已出現(xiàn)了比S9系列更節(jié)能的產(chǎn)品，如S10、S11系列等。節(jié)能在變壓器領(lǐng)域仍在繼續(xù)。(小薇)
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2005年8月18日，中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)(SAC)頒布了三相配電變壓器能效限定值及節(jié)能評(píng)價(jià)值的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了三相配電變壓器能效限定值和試驗(yàn)方法。擬定于WTO秘書處分發(fā)之日起90天后批準(zhǔn)，并于批準(zhǔn)日起6個(gè)月后生效。
該標(biāo)準(zhǔn)由全國(guó)能源基礎(chǔ)與管理標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)提出，由中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化研究院等單位聯(lián)合起草。規(guī)定了三相配電變壓器的能效限定值、目標(biāo)能效限定值、節(jié)能評(píng)價(jià)值和試驗(yàn)方法。該標(biāo)準(zhǔn)適用于三相10kV，無勵(lì)磁調(diào)壓額定容量30kVA~1600kVA的油浸式和額定容量30kVA~2500kVA干式配電變壓器,不適用于充氣變壓器。
該標(biāo)準(zhǔn)主要包括配電變壓器能效限定值、配電變壓器目標(biāo)能效限定值、配電變壓器節(jié)能評(píng)價(jià)值。
配電變壓器的能效限定值是指在規(guī)定測(cè)試條件下，配電變壓器的空載損耗和負(fù)載損耗的標(biāo)準(zhǔn)值。這項(xiàng)定義規(guī)定了配電變壓器損耗的最大值，即配電變壓器的市場(chǎng)準(zhǔn)入值。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的油浸式配電變壓器與干式配電變壓器的能效限定值相當(dāng)于現(xiàn)行S9系列產(chǎn)品的損耗水平。換句話說，今后如生產(chǎn)的產(chǎn)品損耗值大于該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值，即屬于非法。
配電變壓器目標(biāo)能效限定值是指配電變壓器預(yù)期未來的損耗值應(yīng)降低到的某一水平的損耗值。標(biāo)準(zhǔn)目前規(guī)定的目標(biāo)期限是4年，即4年后損耗應(yīng)降低到的數(shù)值。目標(biāo)能效限定值的規(guī)定，為廠家進(jìn)一步明確了節(jié)能降耗的努力目標(biāo)。該值實(shí)施后，將替代標(biāo)準(zhǔn)中原配電變壓器能效限定值。
配電變壓器的節(jié)能評(píng)價(jià)值是用來衡量不同廠家產(chǎn)品在現(xiàn)有能效限定值的基礎(chǔ)上所能降低的損耗水平的程度。在一些發(fā)達(dá)國(guó)家，節(jié)能評(píng)價(jià)值比目標(biāo)能效限定值的損耗水平還要低。該標(biāo)準(zhǔn)制定時(shí)，考慮到是初次實(shí)施，暫時(shí)把目標(biāo)能效限定值與節(jié)能評(píng)價(jià)值取為一致。但今后進(jìn)一步修訂標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，不排除把節(jié)能評(píng)價(jià)值規(guī)定更低的可能。(木可)
朱英浩：變壓器節(jié)能重在結(jié)構(gòu)創(chuàng)新
在剛剛結(jié)束的上海國(guó)際工業(yè)博覽會(huì)電力設(shè)備與控制技術(shù)展的新產(chǎn)品新技術(shù)研討會(huì)上，我國(guó)變壓器行業(yè)的重頭人物，中國(guó)工程院院士朱英浩在其發(fā)表的演講中指出：“變壓器節(jié)能不能靠多用材料而是應(yīng)該通過結(jié)構(gòu)創(chuàng)新、工藝改進(jìn)來獲得。”
“我們通常用總擁有價(jià)格來評(píng)估變壓器的節(jié)能效果，故通過節(jié)能技術(shù)應(yīng)使變壓器的損耗參數(shù)在運(yùn)行可靠性不變條件下達(dá)較低值。”朱英浩表示。
變壓器的損耗評(píng)價(jià)是指每千瓦空載損耗的評(píng)價(jià)值與每千瓦負(fù)載損耗的評(píng)價(jià)值，前者比后者要高些。每個(gè)國(guó)家都有根據(jù)電價(jià)評(píng)估損耗的評(píng)價(jià)值。我國(guó)目前的空載損耗大約5萬元每千瓦，負(fù)載損耗為2萬元每千瓦，將兩者評(píng)價(jià)值與售價(jià)相加作為一個(gè)評(píng)標(biāo)的依據(jù)。
變壓器的主要損耗分為空載時(shí)的損耗和負(fù)載時(shí)的損耗。我國(guó)目前在降低空載損耗的技術(shù)方面主要是通過調(diào)整鐵心結(jié)構(gòu)及制造工藝來達(dá)到節(jié)能的效果。
疊片式變壓器鐵心采用全斜無孔不疊上鐵軛工藝。卷鐵心結(jié)構(gòu)則采用心柱為圓截面或接近圓截面結(jié)構(gòu)。硅鋼片用計(jì)算機(jī)控制下料尺寸，“完全能夠做成圓截面”，并且用防滲碳技術(shù)對(duì)成型鐵心進(jìn)行退火處理工藝，以消除應(yīng)力；“非晶合金材質(zhì)的鐵心做成圓截面可能比較困難”，可以采用長(zhǎng)方形截面、上軛可打開的結(jié)構(gòu)。
“原來的卷鐵心結(jié)構(gòu)多數(shù)用的是平面的卷鐵心。”朱英浩表示，“新發(fā)展的結(jié)構(gòu)為立體型卷鐵心。三個(gè)線圈立體排列，這樣的磁路最短，損耗最小。”大容量變壓器采用小級(jí)開槽防漏磁進(jìn)入或產(chǎn)生較大損耗的技術(shù)。
雖然變壓器節(jié)能主要是希望能夠節(jié)約變壓器空載時(shí)的損耗，但是仍可以通過漏磁走向的控制降低變壓器負(fù)載時(shí)的損耗。
可采用新型繞組結(jié)構(gòu)、新型導(dǎo)線。根據(jù)不同電壓等級(jí)的絕緣水平采用新型繞組結(jié)構(gòu)，并選用組合導(dǎo)線，如自粘型換位導(dǎo)線、帶油道型換位導(dǎo)線。自粘型換位導(dǎo)線是在漆包導(dǎo)線外涂上膠，高溫加熱后使幾條導(dǎo)線粘在一起，“從機(jī)械的角度上來看，幾根導(dǎo)線像一根一樣，耐受機(jī)械強(qiáng)度大大提高”。導(dǎo)線的材質(zhì)選用無氧銅。
除了采用新型繞組結(jié)構(gòu)、新型導(dǎo)線以外，還可以根據(jù)漏磁分布選單根導(dǎo)線尺寸，從而使得橫向、縱向渦流損耗降為最低。“單純?cè)黾訉?dǎo)線截面的方法并不理想。導(dǎo)線截面增加了，電阻是減少了，但是其渦流損耗同時(shí)也將增加。所以根據(jù)漏磁的大小來選擇導(dǎo)線的尺寸是最經(jīng)濟(jì)的原則。”朱英浩表示。根據(jù)橫向漏磁調(diào)整單螺旋繞組的換位區(qū)、連續(xù)式繞組的端部線段采用并聯(lián)結(jié)構(gòu)、合理布置單獨(dú)調(diào)壓繞組位置等工藝的實(shí)施都可以得到緊湊可靠的結(jié)構(gòu)，并能夠降低損耗。
此外，通過在繞組上下端和箱壁上加裝磁屏蔽結(jié)構(gòu)，防止無效換位等手段可降低變壓器負(fù)載時(shí)的雜散損耗。而對(duì)于ONAF/ONAN兩種冷卻方式的變壓器，如果都能夠按ONAF方式運(yùn)行，從而使得油溫下降，也可以使變壓器在低負(fù)載率時(shí)降低損耗。
“將空載損耗和負(fù)載損耗大幅度降下來以后，變壓器節(jié)能的潛力也就挖掘得差不多了。”朱英浩總結(jié)道。(倪)
上海置信：推廣產(chǎn)品更要推廣TOC
非晶合金變壓器是當(dāng)今世界上最節(jié)能的配電變壓器，在西方發(fā)達(dá)國(guó)家的配電網(wǎng)中已被廣為使用。
“從整個(gè)變壓器行業(yè)來看，非晶合金變壓器應(yīng)該是最新一代的變壓器。”上海置信電氣股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱“上海置信”)銷售人員在接受記者采訪時(shí)表示。
上海置信可說是變壓器行業(yè)新秀，它從美國(guó)GE公司引進(jìn)的非晶合金變壓器制造技術(shù)的節(jié)能性被變壓器行業(yè)所重視。
非晶合金材料又稱金屬玻璃，是一種無晶體原子結(jié)構(gòu)的合金。該合金是由熔融狀態(tài)下的合金以百萬分之一秒的速度冷卻后得到的。目前通常為鐵、鎳-鐵和鈷基合金。鐵磁體非晶合金比已知的另一些材料更易于磁化和消磁，它的磁性能已被確認(rèn)在材料內(nèi)部更易于磁性反轉(zhuǎn)。
由于非晶合金優(yōu)良的性能，使用其作為鐵心材料的變壓器擁有良好的節(jié)能效果。據(jù)了解，非晶合金變壓器的空載損耗僅為S9型變壓器的20，而負(fù)載損耗與其相同。
非晶合金變壓器的優(yōu)點(diǎn)很多但價(jià)格相對(duì)較高。因此，很多企業(yè)由于種種原因，對(duì)初期投入考慮得比較多，使非晶合金變壓器推廣起來遇到一些困難。
隨著國(guó)家對(duì)節(jié)能的日益重視以及一部分企業(yè)觀念的逐步轉(zhuǎn)變，非晶合金變壓器越來越被市場(chǎng)所接受。近年來的電荒也為非晶合金變壓器的發(fā)展提供了良好的契機(jī)。如山東某大型化工企業(yè)，在網(wǎng)上運(yùn)行的高能耗S7硅鋼油變多達(dá)300多臺(tái)，每年電能缺口達(dá)1000多萬度，如果使用S16型的非晶合金油變替代，則不用增加供電量就能填補(bǔ)電能缺口。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前國(guó)內(nèi)電網(wǎng)中已有15000臺(tái)非晶合金變壓器在網(wǎng)上運(yùn)行，大約有13000臺(tái)產(chǎn)自上海置信。
其實(shí)早在1996年，國(guó)家三委就下發(fā)文件，要求研制非晶合金變壓器。國(guó)內(nèi)有幾家變壓器廠家聯(lián)合設(shè)計(jì)并進(jìn)行樣機(jī)試制。由于受到加工工藝和設(shè)備條件的限制，后來只停留在樣機(jī)試制階段。目前國(guó)內(nèi)能夠規(guī)�；a(chǎn)非晶合金變壓器的也只有上海置信一家。由于非晶合金材料性能所限，上海置信目前生產(chǎn)的主要為10kV、2500KVA的節(jié)能型變壓器。
對(duì)于上海置信來講，目前比推廣非晶合金變壓器更重要的是推廣“總擁有費(fèi)用法”(TOC)。這是一種由美國(guó)電氣制造商協(xié)會(huì)依據(jù)NEMATP-1標(biāo)準(zhǔn)給出的一種特有的經(jīng)濟(jì)分析法。用TOC方法評(píng)估后的非晶合金變壓器總費(fèi)用將比S9型變壓器低20左右。但目前很多采購(gòu)人員并沒有完全了解TOC評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)。(倪)
保變:節(jié)能型變壓器的推廣需要政府的扶持
據(jù)了解，節(jié)能，在變壓器行業(yè)叫得不太響。中小型節(jié)能型變壓器有一些，大型的不太多。
變壓器行業(yè)按照政府電力部門的要求一直在追求低損耗，保變也是如此�，F(xiàn)在保變擁有卷鐵心型小型變壓器的成形生產(chǎn)線，但市場(chǎng)情況不是太理想；也曾專門研究過非晶合金變壓器，但也是考慮到市場(chǎng)情況沒有生產(chǎn)。因?yàn)殡m然非晶合金和卷鐵芯的節(jié)能性好，但成本高，因而價(jià)格就特別高，對(duì)于用戶企業(yè)來說，用這種變壓器，一次性投資過高。
據(jù)了解，節(jié)能型變壓器的價(jià)格高，主要原因在于降低變壓器損耗的主要辦法就是多用原材料，而這樣一來，成本必然升高。由于沒有特殊工藝，雖然通過提高設(shè)計(jì)分析能力，有可能在使用相同量原材料的條件下降低損耗，但這種降低，程度是很有限的�？梢哉f：變壓器節(jié)能主要是靠多消耗原材料來換得低損耗。而原材料資源也是有限的，這又會(huì)產(chǎn)生新的問題。如非晶合金，原材料本身就不多，企業(yè)的生產(chǎn)能力就會(huì)受到限制。
目前我國(guó)的節(jié)能型變壓器以小型、配電型為主。普通的小型、配電變壓器比較便宜，主要應(yīng)用于農(nóng)村等經(jīng)濟(jì)不很發(fā)達(dá)地區(qū)。而一旦變成節(jié)能型的，價(jià)格大大提高，這往往不被很看重價(jià)格的小電機(jī)用戶所接受，直接影響到節(jié)能變壓器的銷售。如果生產(chǎn)用于城市、大發(fā)電廠等的大型節(jié)能型變壓器，因?yàn)橛脩粽J(rèn)識(shí)程度高，有可能推廣，但原材料數(shù)量有限以及巨大的成本又使得這一想法變得不現(xiàn)實(shí)�，F(xiàn)實(shí)的種種原因使節(jié)能型變壓器不能大面積的得到推廣。
保變表示，如果沒有國(guó)家的優(yōu)惠扶持政策，節(jié)能型變壓器推廣恐怕會(huì)很難。(小薇)
沈變:看好節(jié)能型產(chǎn)品市場(chǎng)
主要以生產(chǎn)大型、超大型變壓器為主的特變電工沈變集團(tuán)，重組前對(duì)中小型產(chǎn)品市場(chǎng)不很重視，幾乎呈放棄狀態(tài)。而重組后，沈變對(duì)產(chǎn)品布局進(jìn)行了重新定位，專門成立了以生產(chǎn)中小型產(chǎn)品為主的中型項(xiàng)目公司。
今年以來，為了響應(yīng)國(guó)家建設(shè)節(jié)約型社會(huì)的號(hào)召，沈變中型公司加大了節(jié)能型產(chǎn)品的研發(fā)力度，并已研制開發(fā)出了產(chǎn)品樣機(jī)�！度嗯潆娮儔浩髂苄薅ㄖ导肮�(jié)能評(píng)價(jià)值》發(fā)布后沈變高度重視，已經(jīng)組織技術(shù)專家進(jìn)行了研討，并將在未來的產(chǎn)品開發(fā)中作為重要依據(jù)。
沈變今年已經(jīng)研制成功的節(jié)能新產(chǎn)品有兩種，非晶合金變壓器與鉑式變壓器。非晶合金變壓器方面開發(fā)出了SH11—80/10和SH11—315/10兩種產(chǎn)品，目前樣機(jī)已試制成功。同時(shí)，11型箔式變壓器也已可批量生產(chǎn)，且目前手中已有產(chǎn)品定單，正在生產(chǎn)中。
據(jù)悉，沈變開發(fā)的節(jié)能型產(chǎn)品負(fù)載損耗比國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)平均下降15以上。目前沈變節(jié)能型產(chǎn)品銷售工作正在緊張進(jìn)行，市場(chǎng)處于不斷恢復(fù)之中。
現(xiàn)在，沈變已將節(jié)能型產(chǎn)品作為中小型系列產(chǎn)品開發(fā)、銷售的重點(diǎn)之一，并新上了箔繞機(jī)等節(jié)能型產(chǎn)品生產(chǎn)專用設(shè)備。不難看出，沈變看好節(jié)能型產(chǎn)品市場(chǎng)，意欲在這一新的領(lǐng)域有所作為。(魏東)
衡變：逐步發(fā)展節(jié)能型變壓器
特變電工衡陽變壓器有限公司和中科院成功合作開發(fā)了超導(dǎo)變壓器，目前已經(jīng)掛網(wǎng)運(yùn)行，并做好批量生產(chǎn)的準(zhǔn)備。
據(jù)了解，降低變壓器繞組的內(nèi)阻有利于維持變壓器輸出電壓的恒定，改善變壓器的性能，同時(shí)也會(huì)進(jìn)一步降低變壓器的銅損，由此產(chǎn)生了超導(dǎo)變壓器、新繞組導(dǎo)線變壓器等新型變壓器。高溫超導(dǎo)變壓器用超導(dǎo)線材取代了現(xiàn)有的電磁線(銅導(dǎo)線或鋁導(dǎo)線)，不僅能降低變壓器的損耗，還可以改善整個(gè)電力系統(tǒng)的抗短路性能。
在變壓器的損耗中，鐵損所占比重很高，而其中的空載損耗更為突出。為降低變壓器的空載損耗，目前在設(shè)計(jì)變壓器時(shí)采取的主要措施是改變變壓器鐵心結(jié)構(gòu)和運(yùn)用新的鐵心材料，由此產(chǎn)生了如高型號(hào)(7型向10型、11型改進(jìn))變壓器、非晶合金變壓器、新合金變壓器等新型變壓器。
衡變高電壓等級(jí)(110kV以上)產(chǎn)品通過型號(hào)的改進(jìn)、提高，在節(jié)能方面取得了卓越的成績(jī)。以一臺(tái)SFPSZ10-120000/220變壓器為例，
如果該變壓器一年按空載運(yùn)行8000小時(shí)、負(fù)載運(yùn)行6000小時(shí)計(jì)算，一年可節(jié)電：
(122-80)×8000＋(480-400)×6000＝816000(度)
衡變的非晶合金變壓器目前側(cè)重于小型，由其電氣分公司負(fù)責(zé)研制。對(duì)于非晶合金變壓器，新疆特變電工股份有限公司已經(jīng)開始批量生產(chǎn)，目前已銷售了幾百臺(tái)。衡變經(jīng)過與新疆特變電工股份有限公司的技術(shù)交流，準(zhǔn)備于明年年初推出，現(xiàn)在處于中試階段。
目前，節(jié)能型變壓器成本都偏高，但也分為不同的情況。傳統(tǒng)變壓器如果要達(dá)到節(jié)能的效果，必定會(huì)增加成本。但采用新材料的變壓器，如非晶合金變壓器、超導(dǎo)變壓器等，雖然短期內(nèi)材料成本很高，但隨著技術(shù)的提高、新型變壓器的推廣，成本很快會(huì)降下來。衡變方面表示會(huì)竭盡全力開發(fā)節(jié)能型變壓器類產(chǎn)品，來滿足國(guó)家和用戶的需要。
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