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电力变压器的未来发展

浏览次数:    发布日期:2018-08-07




电力变压器是发、输、变、配电系统中的重要设备之一,它的性能、质量直接关系到电力系统运行的可靠性和运营效益。
众所周知,世界上第一台变压器诞生于1876年,这台变压器即是干式的。但直到二十世纪中叶,干式变压器仅局限于低电压和小容量的变压器制造中。二十世纪五十年代末六十年代初,随着环氧树脂等新材料的出现,世界上研制成功了环氧树脂真空浇注的干式变压器,并迅速在35kV及以下电压等级的配电变压器等诸多领域获得广泛应用。据有关资料统计,近20年来干变得到了迅猛发展,特别是在配电变压器中,干变所占比例愈来愈大,如欧美发达国家已占50%以上;我国起步晚,近年约占到3~5%,大中城市中约占20~30%,象北京、上海、广州、深圳等城市已达50%以上。
    随着电力变压器变压器的推广应用,其生产制造技术也获得长足发展,许多专家预测,未来的电力变压器将在如下几方面获得进一步发展。
  (1) 节能低噪:新的低耗硅钢片,箔式绕组结构,阶梯铁心接缝,环境保护要求,噪声研究的深入,计算机优化设计等新材料、新工艺、新技术的引入,将使未来的干式变压器更加节能更加宁静。
  (2) 高可靠性:提高产品质量和可靠性,将是人们的不懈追求。在完成引进技术的消化吸收之后,将在电磁场计算、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,进一步提高干变的可靠性。
  (3) 环保特性认证:以欧洲标准HD464为基础,开展变压器耐气候(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:从50~2500kVA配电变压器为主的变压器,向10000~20000 kVA/35kV电力变压器拓展,随着城市用电负荷不断增加,城网区域变电所越来越深入城市中心区、居民小区、大型厂矿等负荷中心,35kV大容量的小区中心供电电力变压器将获广泛应用。
  (5) 多功能组合:从单一变压器向带风冷、保护外壳、温度计算机接口、零序互感器、功率计量、封闭母线、侧出线等多功能组合式变压器发展。
  (6) 多领域发展:从以配电变压器为主,向发电站厂用变、励磁变、地铁牵引整流变压器、大电流电炉变、核电站、船用及采油平台用等特种变压器及多用途领域发展。
    我认为变压器的未来发展还应从历史发展的需要来考虑
一、 电力变压器设计安装应充分考虑地震因素                      
在唐山大地震中,旧式瓦斯继电器(浮筒式水银接点继电器)运行尚不够稳定,抗振能力差,因振动而使水银流动造成误动作,造成大面积停电事故。而开口杯挡板式瓦斯继电器具有较高的耐振能力,动作可靠。因此,目前在我国电力系统中推广应用的是开口杯挡板式瓦斯继电器。虽然,干式变压器不存在瓦斯继电器的问题,但是同样存在如何适应自然环境更好地为人们服务的问题。
汶川大地震中损坏的电力设备和唐山大地震中的情况类似,主要为电气设备损坏,尤其是500kV及以下含有大型瓷套管的高压设备,包括变压器、断路器、隔离开关、电压互感器、电流互感器等。
我国的变压器在地震中依然是那么的脆弱和不堪一击,为此,我认为干式变压器的未来发展应该是抗震的,除了拥有坚实的底座,还应足够的缓冲橡胶,在地震到来时,能够将地震的能量充分化解。
二、现有的电力变压器应设置多用途防护罩
海湾战争时,石墨炸弹在“沙漠风暴”行动中首次登场。当时,电力资料网原创美国海军发射舰载战斧式巡航导弹,向伊拉克投掷石墨炸弹,攻击其供电设施,使伊拉克全国供电系统85%瘫痪。
在以美国为首的北约对南斯拉夫的空袭中,美国空军使用的石墨炸弹型号为BLU-114/B,由F-ll7A隐形战斗机于1999年5月2日首次对南电网进行攻击,造成南斯拉夫全国70%的地区断电,居民生活环境严重恶化,居民抵抗意志随之逐渐丧失。
这给电力变压器的发展提出了更高的要求,导电率极高的石墨箔条一旦沾上清洗十分困难,我认为应该“御敌于国门之外”在室外的大型电力变压器应设置多用途防护罩,多用途防护罩像电动卷帘门窗一样 可以自由电动开启与关闭。
在紧急情况下,多用途防护罩可以将电力变压器完全保护起来,采用高强度玻璃钢的防护罩的多用途防护罩可以有效阻挡外来“物品”的入侵(包括小动物);在外界天气不好时也可以为变压器等设施的检修维护带来方便;可以将泥石流的有效地阻挡于变压器之外。多用途防护罩是否投入使用,是随着天气变化、人为因素等需要来变化的。
三、电力变压器应向小型化,电子化发展。
由于新型电子产品的不断发展与应用,未来的电力变压器将会逐步解决“铁芯”问题,未来的电力变压器的运行不再是电—磁—电的过程,而是电——电的过程,彻底打破“铁芯”的瓶颈。电力变压器将向小型化,电子化发展,甚至智能化发展。无论是从电力变压器生产成本还是维护成本都将大大降低。
能够最终取代油式变压器的将是干式变压器,取代干式变压器的将是电子变压器,随着时代的发展,电力变压器将面临诸多考验,只有“与时俱进”不断地发展与完善,才能做到“魔高一尺,道高一丈”电力变压器才能更好地为人类电气发挥更大的效用。