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信平电子变压器:一文读懂变压器用铜未来

2018-09-17 14:18:16 德州信平电子有限公司 阅读

国变压器行业现状及未来发展趋势

新能源配套变压器有广阔市场空间

我国能源结构以化石燃料为主,由此形成的环境、资源压力日趋严峻,推动能源转型、建设清洁能源体系已刻不容缓, “十二五 ”期间,新能源发电取得了长足进步。

风力发电

第三大电源: 技术最成熟、经济性最高、最具发展潜力且基本实现商业化的可再生能源技术之一,是我国继水电、煤电之后的第三大电源。

新趋势: 小规模陆上风电场向大功率、海上风电发展;风电建设由集中“三北”向东部、南部发展;并网、消纳问题得到持续改善,风力发电成本下降、同时国家电价补贴政策出现收缩,风电产业由政策驱动型向市场驱动型转变。

风电发展“十三五”规划: 至 2020 年底风电并网装机容量达 2.1 亿千瓦,风电年发电量达到 4,200 亿千瓦时,占全国总发电量的 6%;优化风电建设区位配置、推动风电消纳、提升风电技术水平、完善风电行业管理体制。

对变压器的需求和要求较高: 每台风力发电机都需要配置一台箱式变电站;还需若干台并网输电的高压主变压器及站用中低压变电设备;节能性要求较高、需具有故障率低、免维护的特点、需要能够承受海盐长期腐蚀,对可靠性要求很高。

太阳能发电

太阳能优势:永久性、 储量大、 清洁无污染等特点, 是目前应用技术比较成熟、资源分布最为广泛的可再生能源。

《太阳能发展“十三五”规划》到 2020 年底,太阳能发电装机达到 1.1 亿千瓦以上,发电量达 1,500 亿千瓦时。太阳能产业尤其是分布式光伏电站和太阳能热发电将得到持续稳定发展。

每 2 台 500 千瓦发电机组配置一台 1 千伏安变压器,电站也需若干台并网输电的高压主变压器及中低压变电设备,太阳能电站建设对变压器需求较高。

配套变压器逐步向大容量、集成化发展,集中式光伏电站通常安装在荒漠或高原,要有较强环境适应能力。

核电与火电、水电并称世界三大电力供应支柱,是世界上最主要的非化石能源之一。“华龙一号”首堆示范工程——福清核电站 5 号机组正式开工建设, 标志着中国自主核电技术的飞跃发展。

《电力发展“十三五”规划》提出推进沿海核电建设,至 2020 年核电装机容量达到 5,800 万千瓦。

我国坚定实施核工业“走出去”战略,积极参与国际竞争,与英国、巴基斯坦、罗马尼亚、阿根廷、南非等国家的核电合作项目已陆续启动,“一带一路”沿线国家中,共 17 个国家计划发展核电,规划机组数达 120 台,海外市场空间十分广阔。


核电站使用变压器包括:维持机组运转的核岛用变压器,连接机组的常规岛用变压器,及输电用高压变压器及中低压站用变电设备,总体上核电站对变压器的质量要求比较高。核电变压器市场预期将保持稳定增长趋势。

电网建设拉动中低压设备需求

《电力发展“十三五”规划》,提出配电网设的目标和相应举措:着力解决配电网薄弱问题,促进智能互联,提高新能源纳能力,供电质量达到国际先进水平;推进配电自动化建设,实现配电网可观可控;到 2020 年基本建成城乡统筹、安全可靠、经济高效、技术先进、环境友好、与小康社会相适应的现代配电网,“十三五”期间配电网投资将累计不低于 1.7 万亿元。

“十三五”期间巨额的配电网建设投资, 将直接推动中低压变电设备市场发展,尤其是节能效果好、智能化程度高的变压器产品会体现较强的竞争优势。根据财富证券对配电网建设中投资结构的统计,设备采购约占总投资的 30%,而设备采购中,变压设备约占 59%,由此推算“十三五”期间配网变压器市场容量将超过 3,500 亿元,发展潜力十分可观。

轨道交通发展催生牵引变压器新需求

随着“十三五”期间高铁及城市轨道交通建设进一步加速,牵引变压器、轨道供电变压器及其它信号设备电源变压器等需求将大幅提升,加之国家推进轨道交通设备国产化的政策扶持,相关企业面临良好的发展机遇。

电动汽车充电体系建设拉动变压器市场

《电动汽车充电基础设施发展指南2015-2020》,提出:在 2020 年建成包括充换电站 1.2 万座,充电桩 480 万座,满足 500 万台电动汽车充电需求。

交流充电桩额定电压为 250/440 伏,直流充电桩额定电压为 750/110 伏,因此汽车充电站需要配备专用的变压器设施。随着未来各主要城市汽车充电网络建设加速,将有力拉动相关变压器设备市场。

2018农网改造再掀热潮

2018年起,国家电网将持续加大农村电网投入。新一轮农网改造升级工程规划总投资5222亿元,计划五年全部完成。多重机遇叠加效应将会显现,2018年节能高效非晶变压器在下轮农网改造中会重新走上前台。按照国家部署,到2020年,我国农村地区基本实现稳定可靠的供电服务全覆盖,供电能力和服务水平明显提升,农村电网供电可靠率达到99.8%,将建成结构合理、技术先进、安全可靠、智能高效的现代农村电网。

变压器的分类

变压器是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置,主要构件是初级线圈、次级线圈和铁芯(磁芯)。

主要功能有:电压变换、电流变换、阻抗变换、隔离、稳压(磁饱和变压器)等。根据不同的分类标准,变压器分为不同的产品类型,目前主要有五种分类标准。


变压器用铜材的应用现状和趋势

变压器应用趋势


变压器组成部件元部件如线圈、引线、调压装置、铜阀、冷却系统等需要用到无氧铜杆、漆包线、铜母线、铜带等各种铜材。

铜铝导体在变压器绕组中的性能对比

铝导体与铜导体之间的焊接工艺较差,接头焊接质量不易保证,一定程度上影响了铝导体的可靠性;铝的密度仅为铜的30%左右,所以铝导体配电变压器要较铜导体配电变压器要轻;

铝导体硬度较低,故其表面毛刺较易消除,故制成变压器后,其由于毛刺产生的匝间或层间短路的概率减少。

铜导体的电阻率仅仅是铝导体的60%左右,相同容量和相同参数情况下,铝导体变压器体积通常要较铜导体变压器大,不过此时变压器的散热面积也有所增加,所以其对油温升较低;

铝导体的熔点较铜导体低许多,所以其在短路电流的温升限值为250℃,较铜导体的350℃低,所以其设计电密要较铜导体低,变压器导线截面积要大,故体积也较铜导体变压器大;

由于铝导体的抗拉、抗压强度较低,机械强度差,故铝导体变压器承受短路能力不如铜导体变压器,在进行动稳定计算时,铝导体的应力应小于450kg/cm2,而铜导体的应力限值为1600kg/cm2,承受能力大幅提高;

铝导体的比热为铜导体的239%,但是考虑到二者密度和设计电密的差异,实际二者的热时间常数相差并不如比热差值体现的那么大,故对其制成干式变压器的短时过载能力影响并不大。

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