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摘要:社会经济的发展带动着城市化进步,在城市化过程中,对旧城区的改造以及对新城区的建设都必须关注电缆的问题,也就是供电问题。由于GIS全封闭变压器可以减少占地,且方便电缆在城市建设过程中铺在底下,得以广泛应用,但考虑到消防要求,部分变电站还是必须采用110V变压器。本文通过对城市供电变压器种类的剖析,对城市供电变压器的发展趋势进行探讨。
关键字:城市化;供电设备;变压器
经济基础决定上层建筑,城市化的快速发展离不开基础设备的完善,特别是电力设备。城市的供电变压器种类较多,设施设备仍不完善,通过对其发展现状及其趋势进行研究分析,有利于城市化建设的有效快速进行。
1城市供电变压器种类
目前我国城区建设中采用的变压器通常可以分为干式变压器、气体绝缘变压器、耐高温的液浸式变压器以及电缆变压器。以下就对各种变压器进行简单介绍。
1.1干式变压器
干式变压器是由树脂浇注而成,主要用于35kV配电系统,相较于其他变压器,这款变压器相对较弱,因为其运行标准较低,且在长期运行后绝缘性会降低,存在安全隐患。日前,IEC标准做了适当修改,其中对考核干式变压器的绝缘性提出了新要求,主要包括测试的环境、测试的气候以及燃烧这三项。相信在后期发展中,干式变压器能完善其绝缘性较差的弱点。
1.2气体绝缘变压器
本文所指的气体绝缘变压器特指SF6变压器,这种变压器的运作原理是在变压器外壳中充入用以绝缘的气体,并使这部分气体能够利用气泵循环散热。通过其运作原理不难发现,气体绝缘变压器的最高要求就是要保证气体本身的绝缘性、散热器的承压能力以及变压器完好的密封性。这种变压器由于其技术要求较高,所以使用该种变压器的城市主要是北京、上海这类大城市,且这些城市所用的气体绝缘变压器也都是由国外进口的,我国目前正在加大力度进行研发。
1.3耐高温绝缘的液浸式变压器
这种变压器就是在固体的绝缘材料或者是耐高温的绝缘材料中充入硅油等高燃点液体。这种变压器共有混合型、半混合型和复合型三种组合方式,主要起到缩小变压器的体积,提高其负荷能力和防火能力,是普通液浸式变压器的发展。在当今注重环保的形式下,这种变压器利用其良好的环保性能及合理的价格占据了一定的市场份额。目前国内主要用的是混合型和半混合型。
1.4电缆变压器
电缆变压器是多种变压器中技术含量最高的变压器,也被赋予了较大期望,主要用来解决在110kV电压等级上解决无油化的问题。在国外,这种变压器以及有实用化的产品,但国内仍然处于研发阶段,且随着国外使用过程中暴露出的问题,电缆变压器其设计及运作流程仍需不断研究和探讨。
2城市供电变压器的发展趋势
城市供电变压器的发展顺应时代发展的要求,对其承受短路的能力,节能降耗能力,110kV变压器研发进步以及配电装置都作出了新的发展要求。
2.1承受短路能力的提高
随着IEC标准以及国际标准的不断改进,新标准的实施大大提高了变压器的承受短路能力,试验次数也由之前的3次上升为9次。试验次数的上升使得变压器的稳定性增强,加之之后的重复绝缘耐受试验,将电压值设为100%,也令变压器的承受短路能力得到了提高。然而这些测试还只是最基本的,对于雷电这类突发事件的承受也需做相关试验,严格把关,严格要求城网所用变压器的承受短路的能力。当然,那些遵循旧标准而生产的变压器在新标准实施后就该逐渐退出市场,由新标准下生产的变压器替代。
2.2节能降耗能力的提高
节能降耗是国家政策中强调的一个重点,早期的高耗能产品已经退出市场。在对变压器技术的不断改进中,使得我国现有各种变压器都已经接近国际水平,但节能降耗能力的还有待提高。为了促进节能降耗型变压器的研发,国家出台了一些列相关法律以政策。以下就提高节能降耗能力时的注意点提出相关建议。
2.2.1仍需保持产品运行可靠性
提高城市供电变压器的节能降耗能力是出于节省资源保护环境的,但如果一味的追求节能降耗而使得产品质量下降,及产品运行可靠性降低,进而影响整个城市供电系统,就显得得不偿失了。所以,变压器的改革需在保证产品各项技术不受干扰及破坏的前提下,对节能降耗技术进行深入开发,一步步的降低损耗,真正实现变压器的升级换代。从过往经验中不难发现,以牺牲产品的稳定性来提高节能降耗能力是严重的错误,容易导致变压器的励磁能力及过载能力的降低,令产品提前报废,违背了真正意义上的节能降耗。
2.2.2改进政策要突出重点
变压器种类很多,且其中配件的种类更多,提高变压器的节能降耗就需要找准切入点。如果以较少的成本能够研发出令其中一项配件实现较好的节能降耗的,那么就针对这一配件进行改革;如果是各种变压器通用的某一配件实现节能降耗,就能带动大范围的变压器实现节能降耗。这种政策突出也是考虑到了节能降耗技术的研发成本,如果成本过高,那么研发出来也得不到推广或者是不能真正意义上的实现节能降耗,因为其产品本身的生产就消耗了大量的能源。
2.2.3需兼顾低压设备
变压器不是独立运作的,其包含在整个城市供电系统中,所以其运行仍需兼顾其他设备,特别是低压配电系统。在低压配电系统中,由于所能承受的电压较小,在受到加大电压的冲击时容易出现电线老化甚至被击穿。所以在改善变压器节能降耗的过程中需兼顾利亚设备。
2.2.4重视铜铁耗损度
变压器的负载程度不同对其铜铁耗损也是不一样的,负载率低的铜铁耗损大,反之则小,但这也取决于铜铁的质量。在城市供电系统中,变压器的负载率是比较高,所以在铜铁的选择上要选择耗损较小的,变压器的容量相对较大。从另一方面讲就是变压器的有功损耗和无功损耗,通过降低有功损耗的比例可以有效改善变压器的损耗,实现节能。
2.3变压器全封闭化
目前国内使用的变压器油箱大多是波纹式或膨胀片式散热器油箱。油箱内的油量及空气含量都会影响油箱内的压力,如果二者数量不协调,就会导致油箱内压力过大或过小,容易破坏变压器的密封性。随着技术水平的不断提高,城市供电变压器的密封性也越来越完善,能够适应气压的急剧变化及冷热的不断交替,实现真正的全方位密封。
2.4110V变压器试验
110kV变压器一直是相关研发者研发的重点,国家对这项研究的投入也越来越大,政策也越来越宽,使得在不断的研究过程中,110kV变压器的研发已经取得突破性的进展,通过局部放电测试控制其安装质量。
2.5配电装置逐渐改善
配电装置的改善包括两方面,一是配电装置种类的增加,二是生产配电装置的原材料的改善,即配电装置质量的改善。
2.5.1变压器种类增加
国内引进的主要变压种类是箱式变电站和组合式变压器。两者变压器各有各的特点及优势,能适应国内不同地域的要求。除此以外,还有地理式变压器,主要用于路灯的供电。
变压器的组件也有了较大变化,套管、散热器、绝缘材料及分接开关等的质量也得到了较大的提升,且类型也颇为丰富,比如插拔式电缆终端套管。这为其提供了更多的选择。
2.5.2材料的改善
首先是真正用于生产的变压器各项材料从根本上得到质量的提升,其次是用再生油等劣质材料替代新绝缘油的现象也渐渐减少。材料的改善从源头上改善了变压器的质量,进而有利于整个城市供电设备的完善。
结语
城市供电变压器的发展紧随时代发展的需求,为整个城市化的发展提供了最基本的保证。随着配件材料及生产技术的进步,加之政府的大力支持,相信在不久的将来,变压器会有进一步的突破性发展。
参考文献
[1]付锡年,朱英浩,陆廷秀. 城市供电变压器发展趋势[J]. 电器工业,2004,05:34-38.
[2]宋云亭,张东霞,吴俊玲,彭冬,梁才浩,邱野,陈志刚,吴琼,曹静. 国内外城市配电网供电可靠性对比分析[J]. 电网技术,2008,23:13-18.
关键字:城市化;供电设备;变压器
经济基础决定上层建筑,城市化的快速发展离不开基础设备的完善,特别是电力设备。城市的供电变压器种类较多,设施设备仍不完善,通过对其发展现状及其趋势进行研究分析,有利于城市化建设的有效快速进行。
1城市供电变压器种类
目前我国城区建设中采用的变压器通常可以分为干式变压器、气体绝缘变压器、耐高温的液浸式变压器以及电缆变压器。以下就对各种变压器进行简单介绍。
1.1干式变压器
干式变压器是由树脂浇注而成,主要用于35kV配电系统,相较于其他变压器,这款变压器相对较弱,因为其运行标准较低,且在长期运行后绝缘性会降低,存在安全隐患。日前,IEC标准做了适当修改,其中对考核干式变压器的绝缘性提出了新要求,主要包括测试的环境、测试的气候以及燃烧这三项。相信在后期发展中,干式变压器能完善其绝缘性较差的弱点。
1.2气体绝缘变压器
本文所指的气体绝缘变压器特指SF6变压器,这种变压器的运作原理是在变压器外壳中充入用以绝缘的气体,并使这部分气体能够利用气泵循环散热。通过其运作原理不难发现,气体绝缘变压器的最高要求就是要保证气体本身的绝缘性、散热器的承压能力以及变压器完好的密封性。这种变压器由于其技术要求较高,所以使用该种变压器的城市主要是北京、上海这类大城市,且这些城市所用的气体绝缘变压器也都是由国外进口的,我国目前正在加大力度进行研发。
1.3耐高温绝缘的液浸式变压器
这种变压器就是在固体的绝缘材料或者是耐高温的绝缘材料中充入硅油等高燃点液体。这种变压器共有混合型、半混合型和复合型三种组合方式,主要起到缩小变压器的体积,提高其负荷能力和防火能力,是普通液浸式变压器的发展。在当今注重环保的形式下,这种变压器利用其良好的环保性能及合理的价格占据了一定的市场份额。目前国内主要用的是混合型和半混合型。
1.4电缆变压器
电缆变压器是多种变压器中技术含量最高的变压器,也被赋予了较大期望,主要用来解决在110kV电压等级上解决无油化的问题。在国外,这种变压器以及有实用化的产品,但国内仍然处于研发阶段,且随着国外使用过程中暴露出的问题,电缆变压器其设计及运作流程仍需不断研究和探讨。
2城市供电变压器的发展趋势
城市供电变压器的发展顺应时代发展的要求,对其承受短路的能力,节能降耗能力,110kV变压器研发进步以及配电装置都作出了新的发展要求。
2.1承受短路能力的提高
随着IEC标准以及国际标准的不断改进,新标准的实施大大提高了变压器的承受短路能力,试验次数也由之前的3次上升为9次。试验次数的上升使得变压器的稳定性增强,加之之后的重复绝缘耐受试验,将电压值设为100%,也令变压器的承受短路能力得到了提高。然而这些测试还只是最基本的,对于雷电这类突发事件的承受也需做相关试验,严格把关,严格要求城网所用变压器的承受短路的能力。当然,那些遵循旧标准而生产的变压器在新标准实施后就该逐渐退出市场,由新标准下生产的变压器替代。
2.2节能降耗能力的提高
节能降耗是国家政策中强调的一个重点,早期的高耗能产品已经退出市场。在对变压器技术的不断改进中,使得我国现有各种变压器都已经接近国际水平,但节能降耗能力的还有待提高。为了促进节能降耗型变压器的研发,国家出台了一些列相关法律以政策。以下就提高节能降耗能力时的注意点提出相关建议。
2.2.1仍需保持产品运行可靠性
提高城市供电变压器的节能降耗能力是出于节省资源保护环境的,但如果一味的追求节能降耗而使得产品质量下降,及产品运行可靠性降低,进而影响整个城市供电系统,就显得得不偿失了。所以,变压器的改革需在保证产品各项技术不受干扰及破坏的前提下,对节能降耗技术进行深入开发,一步步的降低损耗,真正实现变压器的升级换代。从过往经验中不难发现,以牺牲产品的稳定性来提高节能降耗能力是严重的错误,容易导致变压器的励磁能力及过载能力的降低,令产品提前报废,违背了真正意义上的节能降耗。
2.2.2改进政策要突出重点
变压器种类很多,且其中配件的种类更多,提高变压器的节能降耗就需要找准切入点。如果以较少的成本能够研发出令其中一项配件实现较好的节能降耗的,那么就针对这一配件进行改革;如果是各种变压器通用的某一配件实现节能降耗,就能带动大范围的变压器实现节能降耗。这种政策突出也是考虑到了节能降耗技术的研发成本,如果成本过高,那么研发出来也得不到推广或者是不能真正意义上的实现节能降耗,因为其产品本身的生产就消耗了大量的能源。
2.2.3需兼顾低压设备
变压器不是独立运作的,其包含在整个城市供电系统中,所以其运行仍需兼顾其他设备,特别是低压配电系统。在低压配电系统中,由于所能承受的电压较小,在受到加大电压的冲击时容易出现电线老化甚至被击穿。所以在改善变压器节能降耗的过程中需兼顾利亚设备。
2.2.4重视铜铁耗损度
变压器的负载程度不同对其铜铁耗损也是不一样的,负载率低的铜铁耗损大,反之则小,但这也取决于铜铁的质量。在城市供电系统中,变压器的负载率是比较高,所以在铜铁的选择上要选择耗损较小的,变压器的容量相对较大。从另一方面讲就是变压器的有功损耗和无功损耗,通过降低有功损耗的比例可以有效改善变压器的损耗,实现节能。
2.3变压器全封闭化
目前国内使用的变压器油箱大多是波纹式或膨胀片式散热器油箱。油箱内的油量及空气含量都会影响油箱内的压力,如果二者数量不协调,就会导致油箱内压力过大或过小,容易破坏变压器的密封性。随着技术水平的不断提高,城市供电变压器的密封性也越来越完善,能够适应气压的急剧变化及冷热的不断交替,实现真正的全方位密封。
2.4110V变压器试验
110kV变压器一直是相关研发者研发的重点,国家对这项研究的投入也越来越大,政策也越来越宽,使得在不断的研究过程中,110kV变压器的研发已经取得突破性的进展,通过局部放电测试控制其安装质量。
2.5配电装置逐渐改善
配电装置的改善包括两方面,一是配电装置种类的增加,二是生产配电装置的原材料的改善,即配电装置质量的改善。
2.5.1变压器种类增加
国内引进的主要变压种类是箱式变电站和组合式变压器。两者变压器各有各的特点及优势,能适应国内不同地域的要求。除此以外,还有地理式变压器,主要用于路灯的供电。
变压器的组件也有了较大变化,套管、散热器、绝缘材料及分接开关等的质量也得到了较大的提升,且类型也颇为丰富,比如插拔式电缆终端套管。这为其提供了更多的选择。
2.5.2材料的改善
首先是真正用于生产的变压器各项材料从根本上得到质量的提升,其次是用再生油等劣质材料替代新绝缘油的现象也渐渐减少。材料的改善从源头上改善了变压器的质量,进而有利于整个城市供电设备的完善。
结语
城市供电变压器的发展紧随时代发展的需求,为整个城市化的发展提供了最基本的保证。随着配件材料及生产技术的进步,加之政府的大力支持,相信在不久的将来,变压器会有进一步的突破性发展。
参考文献
[1]付锡年,朱英浩,陆廷秀. 城市供电变压器发展趋势[J]. 电器工业,2004,05:34-38.
[2]宋云亭,张东霞,吴俊玲,彭冬,梁才浩,邱野,陈志刚,吴琼,曹静. 国内外城市配电网供电可靠性对比分析[J]. 电网技术,2008,23:13-18.