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智能化干式变压器选型及应用
    


      二十世纪下半叶,干式变压器在世界范围内得到迅速的发展。近几年来,随着我国现代化建设的发展,城乡电网负荷不断增加,干式变压器在我国得以广泛的应用,每年以高达20%以上的增长率迅猛增加,2001年全国产量近20,000MVA,成为世界上干变产销量最大的国家之一。随着城乡电网建设和改造、西部大开发的步伐加快,特别是北京申办2008年奥运会的成功,使干式变压器面临着新的发展机遇,其产量必将有新的飞跃。


      顺特电气于1989年从德国M&C公司引进环氧树脂真空浇注干式变压器制造技术,并以此为起点,不断开拓、创新,使干变制造水平上了新的台阶。从引进技术的SC系列、96年开拓出性能参数优越的SC(B)8系列、到98年提升技术水平的SC(B)9系列推向市场、到2000年崭新一代节能型智能化的SC(B)10系列问世,短短十一、二年时间,其干变产销量及其性能参数已跻身于世界前列(顺特电气2001年产销量已超4,000 MVA)。


      人们注意到一个不争的事实:世界各国(特别是名牌)的高低压电气设备纷纷涌入中国之时,唯独外国干式变压器未在中国形成气候。究其原因,难道不是因为中国自己有其性能良好、质量可靠的干式变压器吗?


      今撰此文,简要介绍新一代智能化节能型干式变压器的特点、选型中的接口配合及其今后发展等问题。


      1 损耗与噪声


      干式变压器的开拓、创新,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。


      1.1 损耗


      为了降低损耗,顺特电气博采众长、融汇多年的设计制造经验,采取了一系列措施: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,计算机三维优化设计等等,使其新系列产品损耗值,达到世界先进水平:SC(B)10系列比现行国标(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%。下表摘录列出其P0、Pk与国标值之比较。

  


      然而,值得注意的是,在原材料相同的情况下,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。收益与付出是需要精心权衡比较的。


      1.2 声级水平


      SC(B)10系列配电变压器已将其噪声比现行国标降低达10~20dB(A)。新系列


      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。新系列降噪环保的优良特性受到设计单位及广大客户的欢迎。

  


      综上所述,新系列干变的节能降噪主要技术性能参数,已达到世界先进水平。


      2.干式变压器安装及接口


      顺特电气竭诚为客户服务,生产市场需求型、满足客户不同要求的城网电气产品。由中国纺织工业设计院主编、顺德特种变压器厂协编的国家建筑标准设计图集《99D268干式变压器安装》,向电气设计工程师提供了适用于各种场所的干式变压器布置、安装方式。干式变压器因没有油,也就没有火灾、爆炸、污染等问题,故GB50053—94《10KV及以下变电所设计规范》中第4.1.3条明确指出:“不带可燃性油的高、低压配电装置和非油浸的电力变压器,可设置在同一房间内。”“具有符合IP3X 防护等级外壳的不带可燃性油的高、低压配电装置和非油浸的电力变压器,当环境允许时,可相互靠近布置在车间内。”(编者按:这一段文字很清楚,IP3X指的是高、低压配电装置的防护外壳,而不是指变压器)特别是新系列干式变压器,其损耗和噪声降到了新的水平,更为变压器与低压配电屏置于同一配电室内创造了条件。为此,顺特电气早于1995年其《技术手册》上首先向客户推出了封闭母线、标准横排侧出线及标准立排侧出线等多种低压出线方式,受到客户、设计单位的欢迎和普遍选用。


      2.1 低压标准封闭母线出线


      工程配线若选用封闭母线(也称插接式母线或密集型母线槽),我厂之变压器可提供低压标准出线端子,现场安装时即可与封闭母线方便的联接。


      带IP20外壳的变压器,在外壳顶部配套提供封闭母线法兰;不带外壳(IP00)的变压器,只提供封闭母排出线端子。其接口配合图请见《99D268干式变压器安装》国标图集第19、38页。


      2.2 低压标准横排侧出线


      变压器与低压配电屏并列放置时, 二者母排可贯通连接。由于配电屏的型式不同, 其接口配合也不相同。低压配电屏母排为横向排列时(如GGD、GCK、MNS配电屏), 变压器低压出线母排相应以标准横排侧出线配套。配电屏在变压器左侧,变压器就向左侧方向出线;若配电屏在变压器右侧,变压器则向右侧方向出线。为此,要求变压器外壳的高度与其低压配电屏相同(常为2,200),其接口配合图请见《99D268干式变压器安装》国标图集第20、39页。


      为方便客户,顺特电气通常按低压标准横排侧出线供货。


      2.3 低压标准立排侧出线


      低压配电屏母排为竖向排列时(如多米诺屏、MNS等配电屏), 变压器低压出线母排相应以标准立排侧出线配套。配电屏在变压器左侧,变压器就向左侧方向出线;若配电屏在变压器右侧,变压器则向右侧方向出线。为此,要求变压器外壳的高度与其低压配电屏相同(常为2200),其接口配合图请见《99D268干式变压器安装》国标图集第21、40页。


      为方便客户,顺特电气通常按低压标准立排侧出线供货。


      3.智能终端 TTU


      变压器在电力系统中具有电压转换和电能传输的功能,是电网中的主要设备。随着我国现代化步伐加快,要求对配电网上的各种设备进行自动监测、协调和控制,以实现配电网的集中监视、优化运行,达到提高供电可靠性、提高供电质量、降低供电成本的目的。智能化新系列干式变压器就是适应这一需求,在低损耗干式变压器的基础上开发的。配电变压器TTU就是一种对其进行实时数据采集与控制的自动化智能终端设备,它可以记录并储存变压器低压侧的电流、电压、有功功率等参数,还可以通过通信网络,与配网SCADA系统交换数据,实现主站对变压器的遥测、遥信、遥控功能,实现变压器的经济、安全、可靠运行。它具有数据处理、状态控制、状态显示的所有功能:


      数据处理:三相有功、三相无功、功率因数、电流、电压、温度、日均负荷、周均负荷、月均负荷、季均负荷、年均负荷、典型日负荷曲线、变压器的使用寿命计算等;


      状态控制:在配有温控装置、有载调压装置、无功补偿装置后,可具有多种智能控制及报警功能等;


      状态显示:实时数据、历史数据、变压器已用寿命和可用寿命等等。


      智能化节能型干式变压器系由变压器、传感器、变压器智能终端TTU、后台监控管理系统四部分组成,其中TTU智能终端采用模块化、组合式结构,具有体积小、配置灵活、安装方便等优点,是城网改造和实现配网自动化的理想升级换代产品。它的突出特点,还表现在可按多种模式运行:


      ①.单一“变压器”运行方式,可实现基本变压器功能;


      ②.“变压器+传感器装置” 二组合运行方式,可为传统继电保护装置提供电气控制信号;


      ③.“变压器+传感器装置+TTU”三组合运行方式,可实现遥测和遥信功能,为配网SCADA系统提供变压器的各种数据;


      ④“变压器+传感器装置+ TTU +后台监控管理系统”四组合运行方式,可具有遥测、遥信、遥控功能,实现对变压器运行状态的实时监控和经济运行。


      客户可按工程实际情况,选择功能模块的组合。这样一来,新系列干变就不单纯具有传统单一的电压转换和电能传输的功能,而变成为一种多功能智能化的电气设备。顺特电气可按合同书要求生产出客户需求的、智能且个性化的干式变压器。


      4 未来发展


      随着干式变压器的不断开拓创新和大量推广应用,我国设计制造技术已达世界一流水平,未来的干式变压器预计将获得进一步发展:


      (1)节能低噪:低损耗硅钢片,阶梯步迭铁心接缝,箔式绕组结构,噪声研究的深入,环境保护要求,计算机优化设计等新材料、新工艺、新技术的引入及其发展,将使未来的干式变压器更加节能、更加宁静。然而,对于单纯靠材料的投入来降低铁损或铜损,我们认为是不可取的。


      (2)高可靠性:电气产品,尤其是变压器,其运行可靠性是特别重要的。在电磁场理论及其计算、波过程、浇注工艺、热点温升、局放机理、质保体系、可靠性工程等方面进行大量的基础研究,积极进行可靠性认证,进一步提高干式变压器的可靠性,将是人们的不懈追求。我厂核电用1E级干变通过国家评审省级鉴定:这是我国首次完全依照核安全鉴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,结果证明我厂产品的各项性能指标完全满足1E级变压器标准,标志着我厂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)。


      (3)环保特性认证:以欧洲标准HD464为基础,开展干式变压器的耐气候(C0、C1、C2)、耐环境(E0、E1、E2)、耐火(F0、F1、F2)特性的研究与认证。


      (4)大容量:配电变压器容量通常在2,500KVA以下,目前,干式变压器的研发生产以此为主。随着城市用电负荷不断增加,城网区域性变电所越来越深入城市中心区、居民小区、大中型厂矿等负荷中心,35KV大容量的区域供电干式电力变压器将获得广泛应用。顺特已经生产了近十台35KV 16,000/24,000KVA超大容量的干变。


      (5)多功能组合及智能化:从单一只具变电功能的变压器,向带有强迫风冷、保护外壳、功率计量、计算机接口、封闭母线、各种低压侧向出线等多功能组合式变压器发展;引入TTU智能化接口,具有数据处理、状态控制、状态显示等功能,从而使变压器成为一种多功能智能化、随时处于最佳运行状态的电气设备。


      (6)多领域发展:从以配电变压器为主,向发电厂励磁变、厂用变、轨道交通牵引整流变、大电流电炉变、核电站、船用、采油平台用等特种变压器及多用途多领域发展。近几年顺特电气已在诸多领域中研发并批量生产了这些特殊产品。


      (7)多材料、多品种:在我国,环氧树脂真空浇注干式变压器占据着主导市场,预期在近期内难以改变。近年来对非晶合金、H级绝缘等新材料、新工艺,顺特等厂做过一些产品研制,获取了很多数据和经验,并将进一步在多领域做深入的研发。而未来材料科学的发展,新世纪必将会给变压器发展提供新机遇、开创新纪元。


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    时间:2011年04月25日 02:57:46 来源:互联网 作者: 上一篇:中频变压器如何选择? 下一篇:串联电抗器的作用及电抗率的选择  (电脑版  手机版)
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