調(diào)容變壓器 有載調(diào)容變壓器 有載調(diào)壓調(diào)容變壓器
調(diào)容變壓器,有載調(diào)容變壓器,有載調(diào)壓調(diào)容變壓器,S11-ZT調(diào)容變壓器是一種10kv級及以下輸配電系統(tǒng)的新型節(jié)電裝置，其原理是在不中斷供電的情況下，通過智能化系統(tǒng)跟蹤負(fù)載變化，根據(jù)用電負(fù)荷的大小及供電電壓的變化，自動改變變壓器的自身容量，實(shí)現(xiàn)帶電調(diào)容，保證適時適容供電，達(dá)到節(jié)能降耗的效果。
1、產(chǎn)品提出的背景
我國經(jīng)濟(jì)快速增長，經(jīng)濟(jì)發(fā)展與資源環(huán)境的矛盾日趨尖銳。對電力資源的高效利用、節(jié)能減排、已成為國家急需解決的一大課題。我國現(xiàn)行配電變壓器，包括箱式變電站，絕大多數(shù)都是一種固定容量模式，變壓器的額定容量均按用戶單位最大負(fù)荷情況來配制，變壓器通常處于大馬拉小車狀態(tài)，造成網(wǎng)絡(luò)無功分量過大，變壓器空載損耗相對輸電容量比例過大，使大量電能浪費(fèi)在網(wǎng)絡(luò)無功電流損耗及變壓器空載損耗中。國家農(nóng)村電網(wǎng)的平均負(fù)載率僅達(dá)到30%～40％，城市電網(wǎng)負(fù)載率大部分只有50％～60%，從中看出降低配電變電設(shè)備的單位輸送電能的空載損耗比例是近期發(fā)展趨勢，本有載調(diào)容變壓器適應(yīng)了變電領(lǐng)域向節(jié)能、智能化、高效率、穩(wěn)定供電質(zhì)量的發(fā)展方向，它可以通過跟蹤負(fù)載變化自動改變終端配電變壓器額定輸出容量，適時適量保證供電，從而大幅度地降低了變壓器空載損耗約40%～50%，可提高電網(wǎng)功率因數(shù)，降低配電網(wǎng)絡(luò)中無功分量，減少網(wǎng)絡(luò)損耗，減少電力電容容量，為節(jié)能型配電網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展開辟一個新的途徑，為社會帶來良好的經(jīng)濟(jì)效益。
2、有載調(diào)容變壓器國內(nèi)外現(xiàn)狀和技術(shù)發(fā)展趨勢
目前，國內(nèi)外在配電變壓器領(lǐng)域尚無大面積應(yīng)用有載調(diào)容變壓器�，F(xiàn)有的配電變壓器，包括箱式變電站，大都是一種固定容量變壓器模式，變壓器的額定容量均按用戶單位最大負(fù)荷情況來配制，而實(shí)際用電負(fù)荷長期達(dá)不到負(fù)荷狀態(tài)，即通常處于大馬拉小車狀態(tài)。電力部門一直想使用一種變壓器的容量隨用電量大小不同而隨之匹配的變壓器，即在滿足用電需求的前提下最大限度降低變壓器容量以達(dá)到減少變壓器空載損耗和降低網(wǎng)絡(luò)無功電流的目的。為了能改變變壓器容量問題，國內(nèi)在農(nóng)村電網(wǎng)曾大力推廣過無勵磁調(diào)容變壓器，其原理是在變壓器斷電的情況下，通過調(diào)整改變變壓器內(nèi)部聯(lián)結(jié)組的方式，從而改變變壓器的容量，可實(shí)現(xiàn)容量3：1或2：1的變化。采用無勵磁調(diào)容存在的問題是不能適時改變變壓器容量，電網(wǎng)質(zhì)量提高也不允許常停電進(jìn)行操作，且常因變壓器處于低容量時負(fù)荷突然變大，造成變壓器燒損。之所以采用無勵磁調(diào)容技術(shù)是因?yàn)槭冀K不能解決調(diào)容開關(guān)帶電轉(zhuǎn)換的難題，通常帶電中轉(zhuǎn)換開關(guān)最大調(diào)換級電壓不超過2500V，而調(diào)容需調(diào)整級電壓10000V。通常開關(guān)調(diào)壓時只調(diào)高壓部分，電流較小而調(diào)容開關(guān)即調(diào)高壓也調(diào)低壓。高壓需解決高電壓難題，低壓需解決大電流難題，且由于變壓器容量小、體積小等限制，開關(guān)體積需要小型化，其內(nèi)部絕緣油體積較小，要長期滿足消弧需要，開關(guān)油使用壽命難題更為突出，受上述幾個技術(shù)難題的制約配電變壓有載調(diào)容開關(guān)成為技術(shù)領(lǐng)域的死區(qū)，一直無人問津。
本項(xiàng)目的核心問題即：有載調(diào)容開關(guān)難題，我公司的有載調(diào)容變壓器開關(guān)技術(shù)解決了上述難題。產(chǎn)品關(guān)鍵技術(shù)成熟，配套技術(shù)完善，配合國家新農(nóng)村電網(wǎng)建設(shè)和風(fēng)力發(fā)電項(xiàng)目建設(shè)，具有高效節(jié)能的效果。
本產(chǎn)品是一種10kv級及以下輸配電系統(tǒng)的新型節(jié)電裝置，其原理是在不中斷供電的情況下，通過智能化系統(tǒng)跟蹤負(fù)載變化，根據(jù)用電負(fù)荷的大小及供電電壓的變化，自動改變變壓器的自身容量，實(shí)現(xiàn)帶電調(diào)容，保證適時適容供電，達(dá)到節(jié)能降耗的效果。該產(chǎn)品通過自主開發(fā)有載調(diào)容調(diào)壓一體化技術(shù)、同步差動拉弧調(diào)容技術(shù)和智能負(fù)載跟蹤及自動化操作系統(tǒng)等創(chuàng)新技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)變壓器空載損耗綜合下降50%-70%，供電網(wǎng)絡(luò)無功損耗下降20%以上，無功線路損耗下降20%以上，達(dá)到國內(nèi)外領(lǐng)先水平。 該項(xiàng)目現(xiàn)擁有三項(xiàng)國家實(shí)用新型專利和一項(xiàng)國家發(fā)明專利（初審合格）。項(xiàng)目產(chǎn)品關(guān)鍵部件已通過技術(shù)監(jiān)督部門的性能檢測。產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)掛網(wǎng)運(yùn)行檢測及隨變壓器通過型式試驗(yàn)。
3、有載調(diào)容變壓器行業(yè)及市場概述
隨著電力工業(yè)進(jìn)入大機(jī)組、大電廠、大電網(wǎng)、超高壓、自動化、信息化，在電力結(jié)構(gòu)方面，也調(diào)整了發(fā)電、輸電、配電之間的關(guān)系。在發(fā)展電源的同時，高度重視電網(wǎng)建設(shè)，使輸電網(wǎng)、城網(wǎng)、農(nóng)網(wǎng)均得到極大發(fā)展，極大地促進(jìn)了輸變電產(chǎn)業(yè)整體質(zhì)量的提升。2006年1-12月，我國輸配電及控制設(shè)備制造行業(yè)實(shí)現(xiàn)累計工業(yè)總產(chǎn)值398,921,043千元。
從市場需求來看，我國近年來電力的緊張，以及未來經(jīng)濟(jì)發(fā)展對電力需求的不斷增強(qiáng)，對電力系統(tǒng)的建設(shè)提出了更高的要求。再加上西部大開發(fā)、西電東送及三峽工程建設(shè)對輸變電設(shè)備的需求將呈現(xiàn)高峰局面，其中HVDC（高壓直流）輸電工程增多，750KV輸變電網(wǎng)絡(luò)工程將批準(zhǔn)建設(shè)，配套的500KV及220KV多條輸電網(wǎng)絡(luò)相繼開工，對500KV及以下電壓等級變壓器產(chǎn)品種類和質(zhì)量需求均有大幅度的增加。因此，輸配電行業(yè)在未來5-10年內(nèi)將會出現(xiàn)飛速發(fā)展的局面
從行業(yè)銷售收入及利潤總額數(shù)據(jù)來看，輸配電行業(yè)增速明顯。“十一五”期間國家電網(wǎng)公司和南方電網(wǎng)公司規(guī)劃總投資規(guī)模將超過1.3萬億元，相當(dāng)于“十五”期間的兩倍。據(jù)中國企業(yè)電力聯(lián)合會統(tǒng)計，2006年中國電網(wǎng)建設(shè)保持較高規(guī)模，全國電網(wǎng)建設(shè)完成投資2105.75億元，同比增長近38%。2007年國家電網(wǎng)公司和南方電網(wǎng)公司將分別計劃完成電網(wǎng)投資2025億元和413億元，總投資較2006年增加15.78%。
預(yù)計隨著行業(yè)產(chǎn)品成本上升，產(chǎn)品價格也有所上升，行業(yè)毛利率將基本穩(wěn)定。在這一條件下，支撐行業(yè)景氣度的主要因素在于國家對電力設(shè)備行業(yè)的投資力度。根據(jù)國家電網(wǎng)投資規(guī)劃，未來投資的重點(diǎn)是骨干電網(wǎng)以及城市和農(nóng)村電網(wǎng)改造。因此對于輸配電行業(yè)而言，高低端設(shè)備都將獲益匪淺。只要產(chǎn)品市場的空間足夠大，大規(guī)模的電源與電網(wǎng)建設(shè)投入就能夠給電力設(shè)備行業(yè)帶來機(jī)會，該行業(yè)的增速就不會放緩。
目前，國內(nèi)主要的輸變電設(shè)備生產(chǎn)廠家眾多，本公司作為專業(yè)化、高端化的輸變電設(shè)備生產(chǎn)廠家，憑借雄厚的研發(fā)實(shí)力和成熟的技術(shù)，技術(shù)處于同行業(yè)領(lǐng)先水平，部分產(chǎn)品達(dá)到國內(nèi)外領(lǐng)先水平。
變壓器有載調(diào)容調(diào)壓裝置在大幅度降低變壓器和電網(wǎng)的空載損耗和穩(wěn)定電壓的功效上，是現(xiàn)有的國內(nèi)外產(chǎn)品無法比擬的。該項(xiàng)目已被國家電網(wǎng)公司國家電科院及變壓器廠家高度重視，技術(shù)被納入國家電力科學(xué)研究院承接的國家十一五節(jié)電計劃，編入新農(nóng)村建設(shè)中的電力建設(shè)規(guī)范。
根據(jù)國家電力公司的預(yù)測，僅農(nóng)村電網(wǎng)預(yù)計改造變壓器總量達(dá)300萬臺以上，年改造8-10%，對本項(xiàng)目產(chǎn)品的需求量為每年24萬-30萬臺。而公司正式達(dá)產(chǎn)后的生產(chǎn)規(guī)模約為年產(chǎn)量1-2萬臺，因此正式達(dá)產(chǎn)后的產(chǎn)能還遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足需求。
4、有載調(diào)容變壓器市場需求程度
本產(chǎn)品廣泛用于油田、農(nóng)村和城市電網(wǎng)等領(lǐng)域。隨著社會的發(fā)展，電力市場增長潛力無疑是巨大的。公司作為電力市場主要設(shè)備變壓器的配套企業(yè)有著非常光明的未來。預(yù)計公司產(chǎn)品銷售年增長率將不低于30%。
公司目前正與國家電網(wǎng)公司合作并將達(dá)成協(xié)議，該項(xiàng)目產(chǎn)品的銷售80%由中國電網(wǎng)公司農(nóng)電部推廣銷售，20%由本公司自行銷售。國家電力公司僅農(nóng)村電網(wǎng)預(yù)計改造變壓器總量達(dá)300萬臺以上，每年改造8-10%，即每年改造24-30萬臺。項(xiàng)目產(chǎn)品正式達(dá)產(chǎn)后的產(chǎn)能還遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足需求。
5、有載調(diào)容變壓器預(yù)期經(jīng)濟(jì)效益
近幾年隨著我國GDP迅速增長，發(fā)電機(jī)年裝機(jī)總?cè)萘?004年為4.4億KW；2005年為5.08億KW；2006年為6.22億KW；2007年為7.13億KW。國產(chǎn)變壓器每年產(chǎn)量：2004年為4.9億KVA；2005年為5.8億KVA；2006年為7.37億KVA；2007年為8.5億KVA。
變壓器年產(chǎn)量中單臺容量為6300KVA及以下容量變壓器產(chǎn)量占30%，臺數(shù)達(dá)160萬臺（含油浸式與干式變壓器），油浸式10KV達(dá)80萬臺左右，能應(yīng)用本研究成果的10KV油浸式變壓器每年達(dá)1000萬KVA，臺數(shù)約10萬臺左右。因此應(yīng)用前景是可觀的。
從經(jīng)濟(jì)效益及社會效益看，節(jié)能減排氣國家既定政策，每節(jié)能1KW·H，可節(jié)省標(biāo)準(zhǔn)煤0.3kg，減排CO2 0.78kg,如果變壓器的空載損耗能降1W，每年可節(jié)能8.76KW·H。采用本研究成果時，一臺315KVA帶電調(diào)容變壓器，在20%低負(fù)載率運(yùn)行時，可降低總損耗113W，按一半時間量低負(fù)載率運(yùn)行，年節(jié)能495KW·H，節(jié)省標(biāo)準(zhǔn)煤173kg，減排CO2 386kg,實(shí)際運(yùn)行時，負(fù)載率會低于20%，實(shí)際節(jié)能遠(yuǎn)大于此數(shù)。
變壓器運(yùn)行預(yù)期壽命20年，20年節(jié)能9900KW·H，年節(jié)煤17300t，減排CO2 38600t。壽命期間還要增大20倍節(jié)能效果。
如果根據(jù)研究成果開發(fā)供油田與抽油機(jī)配套用100KVA帶電降容，復(fù)式節(jié)能專用變壓器，抽油機(jī)啟動時全容量，正常運(yùn)行時降容量，年節(jié)電4000KW·H，根據(jù)介紹大慶油田年需2000臺，共可年節(jié)電800萬KW·H，全國油田可年節(jié)省0.8億KW·H。對建筑工地用100KVA，由于日夜負(fù)載不同，用調(diào)容變壓器后，也有可觀節(jié)能效果。
以上僅計算有功損耗降低后的效益，沒有計算空載電流下降后無功電流下降使配電系統(tǒng)線路損耗降低的效益，無功電流下降使變配電線路損耗可降低20% ～25%。效益之一是節(jié)能，效益之二是減少無功補(bǔ)償裝置的補(bǔ)償容量。全國年產(chǎn)調(diào)容變壓器10萬臺，可少裝20萬kvar無功補(bǔ)償裝置。
6、有載調(diào)容變壓器關(guān)鍵技術(shù)的先進(jìn)性
（1）有載調(diào)容調(diào)壓一體化
（2）采用同步差動拉弧技術(shù)，低壓觸頭微電弧或無電弧狀態(tài)切換設(shè)計，大大提高低壓大電流觸頭使用壽命，減緩絕緣油老化速度，使開關(guān)小型化得以實(shí)現(xiàn)。其關(guān)鍵技術(shù)是解決變壓器調(diào)容開關(guān)內(nèi)部絕緣油體積較小，要長期滿足消弧需要，開關(guān)油使用壽命難題。
（3）智能負(fù)載跟蹤及自動化操作系統(tǒng)設(shè)計本裝置還可在調(diào)容部分的操動機(jī)構(gòu)下端與調(diào)容部分的快速機(jī)構(gòu)和調(diào)壓快速機(jī)構(gòu)間設(shè)有使調(diào)壓部分與調(diào)容部分共用一套操動機(jī)構(gòu)的電磁離合器。還設(shè)有根據(jù)變壓器負(fù)載電流的變化進(jìn)行自動調(diào)整容量或根據(jù)負(fù)載電壓的波動進(jìn)行自動調(diào)整電壓的電氣控制箱。采用雙路互檢的方法，用智能負(fù)載跟蹤變電設(shè)備的負(fù)載變化，自動發(fā)出操作指令可實(shí)現(xiàn)無人監(jiān)視的自動化操作。
7、有載調(diào)容變壓器產(chǎn)品的技術(shù)性能指標(biāo)
(1) 負(fù)載率由原來的30~40%提高到70~80%；
(2) 空載損耗綜合下降50%左右，供電網(wǎng)絡(luò)無功損耗下降20%以上，無功線路損耗下降20%以上；
(3) 一級分接間有載切換電壓達(dá)10000伏。（常規(guī)有載開關(guān)最大達(dá)2500伏）；
(4) 供電質(zhì)量的電壓波動范圍在±2.5%（我國現(xiàn)在+7～-10%，美國等發(fā)達(dá)國家一般在+5%～-6%）。
(5) 開關(guān)實(shí)現(xiàn)機(jī)械切換壽命20萬次，帶電切換壽命5萬次，換油周期延至2年左右。
8.有載調(diào)容變壓器能生產(chǎn)的最大容量及技術(shù)參數(shù)：
局限于有載調(diào)容開關(guān)的最大電流，目前有載調(diào)容變壓器最大生產(chǎn)容量為630KVA，有載調(diào)容變壓器各型號技術(shù)參數(shù)如下：
S11-M-ZT型有載調(diào)容變壓器的技術(shù)參數(shù)
