節能型變壓器現狀調查
發(fā)布時(shí)間：2013-08-24 新聞來(lái)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(hù)。據估計，我國變壓器的總損耗占系統總發(fā)電量的10左右，如損耗每降低1，每年可節約上百億度電。變壓器的節能降耗已是勢在必行�？梢哉f(shuō)，節能型變壓器的推廣對于解決我國電力供應緊張，建立節約型社會(huì )有著(zhù)重要意義。
8月18日，中國國家標準化管理委員會(huì )頒布了三相配電變壓器能效限定值及節能評價(jià)值的相關(guān)標準。這是為配合《中華人民共和國節約能源法》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)品在國際市場(chǎng)競爭力而制訂的。
由于節能經(jīng)濟的提出以及國家產(chǎn)業(yè)政策向節能產(chǎn)業(yè)的傾斜，節能型變壓器市場(chǎng)變得樂(lè )觀(guān)起來(lái)。
我國變壓器的發(fā)展經(jīng)歷了幾個(gè)階段，國家在節能方面的重視從未發(fā)生過(guò)改變。上世紀80年代中期，我國政府強制性地采用S7系列低損耗配電變壓器在全國范圍內淘汰正在電網(wǎng)運行的JB1300-73和JB500-64標準的高能耗變壓器。從1998年開(kāi)始，我國政府又不惜代價(jià)地在全國推行兩網(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。
但這先后兩次全國大規模的更新?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)上已出現了比S9系列更節能的產(chǎn)品，如S10、S11系列等。節能在變壓器領(lǐng)域仍在繼續。(小薇)
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2005年8月18日，中國國家標準化管理委員會(huì )(SAC)頒布了三相配電變壓器能效限定值及節能評價(jià)值的相關(guān)標準。本標準規定了三相配電變壓器能效限定值和試驗方法。擬定于WTO秘書(shū)處分發(fā)之日起90天后批準，并于批準日起6個(gè)月后生效。
該標準由全國能源基礎與管理標準化技術(shù)委員會(huì )提出，由中國標準化研究院等單位聯(lián)合起草。規定了三相配電變壓器的能效限定值、目標能效限定值、節能評價(jià)值和試驗方法。該標準適用于三相10kV，無(wú)勵磁調壓額定容量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。
該標準主要包括配電變壓器能效限定值、配電變壓器目標能效限定值、配電變壓器節能評價(jià)值。
配電變壓器的能效限定值是指在規定測試條件下，配電變壓器的空載損耗和負載損耗的標準值。這項定義規定了配電變壓器損耗的最大值，即配電變壓器的市場(chǎng)準入值。該標準規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于現行S9系列產(chǎn)品的損耗水平。換句話(huà)說(shuō)，今后如生產(chǎn)的產(chǎn)品損耗值大于該標準規定值，即屬于非法。
配電變壓器目標能效限定值是指配電變壓器預期未來(lái)的損耗值應降低到的某一水平的損耗值。標準目前規定的目標期限是4年，即4年后損耗應降低到的數值。目標能效限定值的規定，為廠(chǎng)家進(jìn)一步明確了節能降耗的努力目標。該值實(shí)施后，將替代標準中原配電變壓器能效限定值。
配電變壓器的節能評價(jià)值是用來(lái)衡量不同廠(chǎng)家產(chǎn)品在現有能效限定值的基礎上所能降低的損耗水平的程度。在一些發(fā)達國家，節能評價(jià)值比目標能效限定值的損耗水平還要低。該標準制定時(shí)，考慮到是初次實(shí)施，暫時(shí)把目標能效限定值與節能評價(jià)值取為一致。但今后進(jìn)一步修訂標準時(shí)，不排除把節能評價(jià)值規定更低的可能。(木可)
朱英浩：變壓器節能重在結構創(chuàng )新
在剛剛結束的上海國際工業(yè)博覽會(huì )電力設備與控制技術(shù)展的新產(chǎn)品新技術(shù)研討會(huì )上，我國變壓器行業(yè)的重頭人物，中國工程院院士朱英浩在其發(fā)表的演講中指出：“變壓器節能不能靠多用材料而是應該通過(guò)結構創(chuàng )新、工藝改進(jìn)來(lái)獲得。”
“我們通常用總擁有價(jià)格來(lái)評估變壓器的節能效果，故通過(guò)節能技術(shù)應使變壓器的損耗參數在運行可靠性不變條件下達較低值。”朱英浩表示。
變壓器的損耗評價(jià)是指每千瓦空載損耗的評價(jià)值與每千瓦負載損耗的評價(jià)值，前者比后者要高些。每個(gè)國家都有根據電價(jià)評估損耗的評價(jià)值。我國目前的空載損耗大約5萬(wàn)元每千瓦，負載損耗為2萬(wàn)元每千瓦，將兩者評價(jià)值與售價(jià)相加作為一個(gè)評標的依據。
變壓器的主要損耗分為空載時(shí)的損耗和負載時(shí)的損耗。我國目前在降低空載損耗的技術(shù)方面主要是通過(guò)調整鐵心結構及制造工藝來(lái)達到節能的效果。
疊片式變壓器鐵心采用全斜無(wú)孔不疊上鐵軛工藝。卷鐵心結構則采用心柱為圓截面或接近圓截面結構。硅鋼片用計算機控制下料尺寸，“完全能夠做成圓截面”，并且用防滲碳技術(shù)對成型鐵心進(jìn)行退火處理工藝，以消除應力；“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(cháng)方形截面、上軛可打開(kāi)的結構。
“原來(lái)的卷鐵心結構多數用的是平面的卷鐵心。”朱英浩表示，“新發(fā)展的結構為立體型卷鐵心。三個(gè)線(xiàn)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開(kāi)槽防漏磁進(jìn)入或產(chǎn)生較大損耗的技術(shù)。
雖然變壓器節能主要是希望能夠節約變壓器空載時(shí)的損耗，但是仍可以通過(guò)漏磁走向的控制降低變壓器負載時(shí)的損耗。
可采用新型繞組結構、新型導線(xiàn)。根據不同電壓等級的絕緣水平采用新型繞組結構，并選用組合導線(xiàn)，如自粘型換位導線(xiàn)、帶油道型換位導線(xiàn)。自粘型換位導線(xiàn)是在漆包導線(xiàn)外涂上膠，高溫加熱后使幾條導線(xiàn)粘在一起，“從機械的角度上來(lái)看，幾根導線(xiàn)像一根一樣，耐受機械強度大大提高”。導線(xiàn)的材質(zhì)選用無(wú)氧銅。
除了采用新型繞組結構、新型導線(xiàn)以外，還可以根據漏磁分布選單根導線(xiàn)尺寸，從而使得橫向、縱向渦流損耗降為最低。“單純增加導線(xiàn)截面的方法并不理想。導線(xiàn)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。所以根據漏磁的大小來(lái)選擇導線(xiàn)的尺寸是最經(jīng)濟的原則。”朱英浩表示。根據橫向漏磁調整單螺旋繞組的換位區、連續式繞組的端部線(xiàn)段采用并聯(lián)結構、合理布置單獨調壓繞組位置等工藝的實(shí)施都可以得到緊湊可靠的結構，并能夠降低損耗。
此外，通過(guò)在繞組上下端和箱壁上加裝磁屏蔽結構，防止無(wú)效換位等手段可降低變壓器負載時(shí)的雜散損耗。而對于ONAF/ONAN兩種冷卻方式的變壓器，如果都能夠按ONAF方式運行，從而使得油溫下降，也可以使變壓器在低負載率時(shí)降低損耗。
“將空載損耗和負載損耗大幅度降下來(lái)以后，變壓器節能的潛力也就挖掘得差不多了。”朱英浩總結道。(倪)
上海置信：推廣產(chǎn)品更要推廣TOC
非晶合金變壓器是當今世界上最節能的配電變壓器，在西方發(fā)達國家的配電網(wǎng)中已被廣為使用。
“從整個(gè)變壓器行業(yè)來(lái)看，非晶合金變壓器應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(chēng)“上海置信”)銷(xiāo)售人員在接受記者采訪(fǎng)時(shí)表示。
上海置信可說(shuō)是變壓器行業(yè)新秀，它從美國GE公司引進(jìn)的非晶合金變壓器制造技術(shù)的節能性被變壓器行業(yè)所重視。
非晶合金材料又稱(chēng)金屬玻璃，是一種無(wú)晶體原子結構的合金。該合金是由熔融狀態(tài)下的合金以百萬(wàn)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在材料內部更易于磁性反轉。
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能效果。據了解，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)格相對較高。因此，很多企業(yè)由于種種原因，對初期投入考慮得比較多，使非晶合金變壓器推廣起來(lái)遇到一些困難。
隨著(zhù)國家對節能的日益重視以及一部分企業(yè)觀(guān)念的逐步轉變，非晶合金變壓器越來(lái)越被市場(chǎng)所接受。近年來(lái)的電荒也為非晶合金變壓器的發(fā)展提供了良好的契機。如山東某大型化工企業(yè)，在網(wǎng)上運行的高能耗S7硅鋼油變多達300多臺，每年電能缺口達1000多萬(wàn)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電能缺口。據不完全統計，目前國內電網(wǎng)中已有15000臺非晶合金變壓器在網(wǎng)上運行，大約有13000臺產(chǎn)自上海置信。
其實(shí)早在1996年，國家三委就下發(fā)文件，要求研制非晶合金變壓器。國內有幾家變壓器廠(chǎng)家聯(lián)合設計并進(jìn)行樣機試制。由于受到加工工藝和設備條件的限制，后來(lái)只停留在樣機試制階段。目前國內能夠規�；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的節能型變壓器。
對于上海置信來(lái)講，目前比推廣非晶合金變壓器更重要的是推廣“總擁有費用法”(TOC)。這是一種由美國電氣制造商協(xié)會(huì )依據NEMATP-1標準給出的一種特有的經(jīng)濟分析法。用TOC方法評估后的非晶合金變壓器總費用將比S9型變壓器低20左右。但目前很多采購人員并沒(méi)有完全了解TOC評估標準。(倪)
保變:節能型變壓器的推廣需要政府的扶持
據了解，節能，在變壓器行業(yè)叫得不太響。中小型節能型變壓器有一些，大型的不太多。
變壓器行業(yè)按照政府電力部門(mén)的要求一直在追求低損耗，保變也是如此�，F在保變擁有卷鐵心型小型變壓器的成形生產(chǎn)線(xiàn)，但市場(chǎng)情況不是太理想；也曾專(zhuān)門(mén)研究過(guò)非晶合金變壓器，但也是考慮到市場(chǎng)情況沒(méi)有生產(chǎn)。因為雖然非晶合金和卷鐵芯的節能性好，但成本高，因而價(jià)格就特別高，對于用戶(hù)企業(yè)來(lái)說(shuō)，用這種變壓器，一次性投資過(guò)高。
據了解，節能型變壓器的價(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(lái)，成本必然升高。由于沒(méi)有特殊工藝，雖然通過(guò)提高設計分析能力，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(shuō)：變壓器節能主要是靠多消耗原材料來(lái)?yè)Q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(wèn)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。
目前我國的節能型變壓器以小型、配電型為主。普通的小型、配電變壓器比較便宜，主要應用于農村等經(jīng)濟不很發(fā)達地區。而一旦變成節能型的，價(jià)格大大提高，這往往不被很看重價(jià)格的小電機用戶(hù)所接受，直接影響到節能變壓器的銷(xiāo)售。如果生產(chǎn)用于城市、大發(fā)電廠(chǎng)等的大型節能型變壓器，因為用戶(hù)認識程度高，有可能推廣，但原材料數量有限以及巨大的成本又使得這一想法變得不現實(shí)�，F實(shí)的種種原因使節能型變壓器不能大面積的得到推廣。
保變表示，如果沒(méi)有國家的優(yōu)惠扶持政策，節能型變壓器推廣恐怕會(huì )很難。(小薇)
沈變:看好節能型產(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，重組前對中小型產(chǎn)品市場(chǎng)不很重視，幾乎呈放棄狀態(tài)。而重組后，沈變對產(chǎn)品布局進(jìn)行了重新定位，專(zhuān)門(mén)成立了以生產(chǎn)中小型產(chǎn)品為主的中型項目公司。
今年以來(lái)，為了響應國家建設節約型社會(huì )的號召，沈變中型公司加大了節能型產(chǎn)品的研發(fā)力度，并已研制開(kāi)發(fā)出了產(chǎn)品樣機�！度嗯潆娮儔浩髂苄薅ㄖ导肮澞茉u價(jià)值》發(fā)布后沈變高度重視，已經(jīng)組織技術(shù)專(zhuān)家進(jìn)行了研討，并將在未來(lái)的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中作為重要依據。
沈變今年已經(jīng)研制成功的節能新產(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(kāi)發(fā)出了SH11—80/10和SH11—315/10兩種產(chǎn)品，目前樣機已試制成功。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。
據悉，沈變開(kāi)發(fā)的節能型產(chǎn)品負載損耗比國家標準平均下降15以上。目前沈變節能型產(chǎn)品銷(xiāo)售工作正在緊張進(jìn)行，市場(chǎng)處于不斷恢復之中。
現在，沈變已將節能型產(chǎn)品作為中小型系列產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、銷(xiāo)售的重點(diǎn)之一，并新上了箔繞機等節能型產(chǎn)品生產(chǎn)專(zhuān)用設備。不難看出，沈變看好節能型產(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)展節能型變壓器
特變電工衡陽(yáng)變壓器有限公司和中科院成功合作開(kāi)發(fā)了超導變壓器，目前已經(jīng)掛網(wǎng)運行，并做好批量生產(chǎn)的準備。
據了解，降低變壓器繞組的內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)生了超導變壓器、新繞組導線(xiàn)變壓器等新型變壓器。高溫超導變壓器用超導線(xiàn)材取代了現有的電磁線(xiàn)(銅導線(xiàn)或鋁導線(xiàn))，不僅能降低變壓器的損耗，還可以改善整個(gè)電力系統的抗短路性能。
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，目前在設計變壓器時(shí)采取的主要措施是改變變壓器鐵心結構和運用新的鐵心材料，由此產(chǎn)生了如高型號(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(110kV以上)產(chǎn)品通過(guò)型號的改進(jìn)、提高，在節能方面取得了卓越的成績(jì)。以一臺SFPSZ10-120000/220變壓器為例，
如果該變壓器一年按空載運行8000小時(shí)、負載運行6000小時(shí)計算，一年可節電：
(122-80)×8000＋(480-400)×6000＝816000(度)
衡變的非晶合金變壓器目前側重于小型，由其電氣分公司負責研制。對于非晶合金變壓器，新疆特變電工股份有限公司已經(jīng)開(kāi)始批量生產(chǎn)，目前已銷(xiāo)售了幾百臺。衡變經(jīng)過(guò)與新疆特變電工股份有限公司的技術(shù)交流，準備于明年年初推出，現在處于中試階段。
目前，節能型變壓器成本都偏高，但也分為不同的情況。傳統變壓器如果要達到節能的效果，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、超導變壓器等，雖然短期內材料成本很高，但隨著(zhù)技術(shù)的提高、新型變壓器的推廣，成本很快會(huì )降下來(lái)。衡變方面表示會(huì )竭盡全力開(kāi)發(fā)節能型變壓器類(lèi)產(chǎn)品，來(lái)滿(mǎn)足國家和用戶(hù)的需要。
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