西安变压器行业之西安变压器的发展述评

西安变压器行业之西安变压器的发展述评 2017-5-15 1．发展势头良好 　

　　从总的来看，根据西安变压器协会2005年统计资料，2004年西安变压器行业发展势头良好，出现了快速增长的局面。全年完成工业总产值507.23亿，产品销售收492.7亿元，工业增加值134.76亿元，实现利润总额39.08亿元，与上年同比增长37.13%，其西安变压器部分为21.33亿元，同比增长23.42%。亏损企业从2003年的12家减为2004年的9家。

　　2004年西安变压器行业涌现了一批经济效益有显著提高的企业。如厦门ABB西安变压器有限公司工业全员劳动生产率达到113.48万元/人，在行业中名列第1位，远高于行业工业全员劳动生产率的平均水平，极具竞争力，2003年工业总产值为13.42亿元，2004年已高达24.3亿元，发展速度令人瞩目。

　　但同时也应看到，2004年受市场供求关系的影响，钢材、有色金属和铸锻件等主要电工原材料大幅涨价，加上行业市场竞争激烈，造成行业整体效益的增长幅度明显低于2003年。
　　2004年统计的306个企业中，工业总产值（现行价）超过亿元以上者有118个，其中工业总产值8亿元以上者有12个；3亿元以上者49个；2亿元以上者67个。全员劳动生产率10万元/人以上者102个；5万元/人以上者180个。 　
　　同时，许多行业、地方及民营企业投资的新企业纷纷上马，西安变压器行业从业人数从2003年12.13万人增加到2004年的12.72万人；西安变压器产品产值从2003年的231.7亿元增加到2004年的312.5亿元，增幅达到34.88%。 　　
　　2．超SF6断路器和GIS的制造实力增强，超SF6断路器和GIS有了大幅增长。 　
　　如2004年生产550KV SF6断路器372台，增长409%；363KV SF6断路器43台，增长95%；252KV SF6断路器2375台，增长209%；126KV SF6断路器7444台，增长85.6%；72.5KV SF6断路器1251台，增长60%。2004年生产550KV GIS 8间隔，363KV GIS19间隔，252KV GIS679间隔，126KV GIS2280间隔。与上年相比都有大幅度增长。特别是126KV GIS增幅极大，上年126KV GIS产量为1494间隔，而2004年达到2280间隔，增幅达到34%还多；252KV GIS也从2003年的511间隔增加到679间隔，增幅达32%还多。 　
　　超西安变压器设备制造厂不断增多，现已有18家之多。
　　超高电压SF6断路器的技术进步主要表现在如下方面： 　　
　　(1)我国已掌握了126KV自能式SF6断路器制造技术，已有十几家厂生产。产品号多达十几种。 　　
　　(2)在126KV自能式SF6断路器基础上，开发出LW11-252/3150-40252KV自能式SF6断路器。该断路器的灭弧室采用了国际上属于第二代自能技术的上、下触头在开断时反向运动的结构（双动），在几乎不增加操作功的情况下，使弧触头的刚分速度达到10m/s左右，保证了高电压下大电流的开断，同时可确保切容性电流无重击穿；采用以上灭弧原理后，单极操作时配用更轻的弹簧操动机构，分闸功低于100kgm。合闸功低于200 kgm。由于整机的机械受力较小，机械寿命达到了6000~10000次。其水平达到了国际同类产品水平。 　　
　　(3)2004年完成了550KV单断口罐式SF6断路器产品的开发，并在荷兰KEMA试验站及国家电器质量监督检验中心通过了全部开断式试验项目。其技术参数为额定电压550KV，额定电流4000A，额定短路开断50KA。该产品是我国首台550KV单断口罐式断路器，使我国成为世界上为数不多的掌握该技术的国家之一，达到了世界先进水平，并为我国进一步研制800KV、1100KV SF6断路器和GIS设备奠定了技术基础。 　　
　　(4)自行研制了具有自主知识产权的三相共箱ZF口-126/T3150-40化GIS。该方案断路器三相采用直线式布置，配用弹簧操动机构，三工位隔离接地组合西安变压器及机构采用了目前最先进的技术方案，融合了母线筒的功能。该产品采用了西高所自行研制的电压传感器和电流传感器，可全面监视系统运行状态。 　　
　　(5)252KVSF6断路器和GIS参数上一个新挡次，都达到252KV 4000A 63KA。 　　
　　总之，我国550KV西安变压器设备有大的发展空间。据部门提供的资料，2003年系统装备550KVSF6断路器164台，而2003年西安变压器行业才生产73台，2004年也只有77台（不包括外资及合资企业），缺口基本为外国产品所填补。550KVGIS的产量更少，2003年仅生产4间隔，由于国内能力及装备政策关系，三峡左岸39间隔550KVGIS全部被ABB公司中标。550KVGIS反映了一个企业的综合生产能力，它是附加值很高的高科技产品。 　
　　超领域是国内企业提高国内市场占有率的一个重要方面。超部分市场上升空间大，技术含量高，现已有引进消化的基础，需要加大研制力度，提高核心技术水平，争取在断路器、GIS和混合技术西安变压器设备产品方面扩大市场占有率。 　　
　　3． 特西安变压器设备需加大自主研发力度 　　
　　2005年初，国家电网公司在2005年工作会议上提出建设“以百万伏级交流和80万伏级直流系统组成的特国家骨干输电网架”的目标。据研究资料显示，特电网具有跨区域、大容量、远距离、低损耗输电等优点。以百万伏级交流为例，1回1000KV输电线路可替代4~5回500KV交流线路，通过减少线路回数，可节省线路走廊，而且能使输送单位容量的价格降低。 　
　　以市场换技术，寄希望于利用重点工程加快核心技术的二次开发，尽快掌握世界一流的研发技术，目前看来只是一厢情愿的美好愿望。事实证明，采用所谓以“市场换技术”的模式局限性越来越大，国外公司技术垄断的趋势越来越明显。因此，我们必须发挥行业优势，依靠自已的创新能力，研发出具有自主知识产权的核心技术。 　
　　从技术上讲，我国已自主研发出550KV单断口罐式SF6断路器，这就为研发1100KV特西安变压器设备打下了良好的基础。在世界上，当初日本先开发出550单断口SF6断路器，然后开发出1100KV双断口GIS。因此，我国在自主开发的550KV和800KV工程基础上，完全有能力开发1100KV特西安变压器设备。 　
　　在开发特（百万伏级）西安变压器设备方面，在时间紧任务急的情况下，可采取如下两途径实现国产化：其一，采用技资结合的方式，引进国外先进技术进行合作生产，逐步实现国产化；其二，采取以自主研发为主，积极进行国际合作的方式，以实现百万伏级西安变压器设备国产化。
　　目前在自主研发出550KV50KA单断口SF6罐式断路器的基础上，800KV罐式SF6断路器正在研制中，1100KV罐式断路器已进入开发论证阶段。
　　4．混合技术西安变压器设备在升温 　　
　　西安变压器设备一般为空气绝缘西安变压器设备（AIS）、气体绝缘金属封闭西安变压器设备（GIS）。20世纪末世界上出现了另一种西安变压器设备，即混合绝缘技术西安变压器设备（MIS）。它们是空气绝缘或/和气体绝缘组合的紧凑西安变压器设备。其优势是，它比AIS大大节省了占地面积，而比GIS却大大节省了费用。欧洲当时处于20世纪50年代和60年代老电站的改造时期。用此设备可节约费用和减少占地面积。 　　
　　在这三种解决方案中，AIS以优化投资成本为特征，GIS以最不的空间需求为特征，MTS则以可靠性极高的单线布置为特征。 　　
　　在2004年国际大电网会议上，对MTS的优势予以肯定。这种设备在降低费用的同时，带来极为灵活的解决方案。它减少了使用的元件数量，同时提高了可靠性。由于它使用标准化模块，可以在故障情况下，能以极短的时间恢复运行（要求<6H）。它的另一个优势是安装时间最短。在故障情况下，可以使用移开式西安变压器设备（移动车），在4H-6H内消除故障。 　
　　据不完全统计，我国已投入的500KV变电站约224座，其中采用550KV GIS的变电站仅7座。其根本原因是550KV GIS的价格昂贵，投资太大。
550KV断路器特点为： 　　
　　三菱单断口，液压机构；西开双断口，液压弹簧操动机构。 　　
　　电流互感器式为： 　　
　　常规电磁式，内置式；常规电磁式，外置式。
　　由以上可见，上世纪90年代后期世界上出现了MTS设备，而且各大制造公司都有自己的MTS产品，现国内用户已越来越多采用这种设备。国内也虽有MTS设备，但还得加大研发力度，以自主研发的更变压器厂家多MTS产品，满足市场的需求。 　　
　　5．隔离西安变压器的完善改进有成效 　　
　　40.5~550KV隔离西安变压器产量有较大幅度增长。如以2003年和2004年产量为例，2004年生产550KV级隔离西安变压器产品470组（427组），363KV级产品248组（131组），252级产品7723组（6932组），126KV级产品17554组（14796组），72.5KV级产品2612组（2292组），40.5KV级产品23329组（19826组）。括弧内给出2003年产量，以资比较。 　　
隔离西安变压器技术有了很大进步，主要表现在两个方面：一方面是自主研发出800KV隔离西安变压器；另一方面是现有产品进行完善改，更好地满足运行要求。 　　 　
　　近年来隔离西安变压器在电网中故障频发，究其原因，有制造和运行两方面。制造部门对产品设计、选材、加工工艺、组装调试及质量控制，未能给予足够重视，造成产品质量和性能难以保证。而运行部门又忽略了对隔离西安变压器的管理。隔离西安变压器实际上处于“不坏不修，坏了再修，修了还坏”的状况，没有统一法定的检修规程。 　
　　隔离西安变压器在运行中反映出的问题主要是多年来存在的四大问题：即瓷瓶断裂，操作失灵，导电同路过热和锈蚀。 　
　　根据国家公司发输电运营部“关于开展隔离西安变压器完善化工作”的通知要求，各大制造公司积极行动起来，对其产品从结构设计、制造工艺、材料选用等方面进行了完善改工作，提高了隔离西安变压器性能和可靠性。 　
　　6． 真空断路器更加辉煌 　
　　真空断路器在我国中压领域居于主导地位，特别是12KV真空断路器2004年生产238344台，增长18.7%，在12KV同类断路器中占98.85%，居绝对优势。40.5KV真空断路器13908台，略有增长，占同类产品的61.49%。而40.5KVSF6断路器占38.11%。在40.5KV级，户内真空断路器占较大优势，户外SF6仍有相当大实力。在这个电压等级，可以说真空与SF6断路器相辅相成，平分秋色。在12KV真空断路器中，2004年产量超过4000台的企业有16家，产量上万台的企业3家。这里特别要提的是厦门ABB西安变压器公司。2004年的产量在4000台以上的企业有厦门ABB西安变压器有限公司、华仪电器集团有限公司、常州森源西安变压器有限公司、正泰电气股份有限公司、陕西宝光集团有限公司电器设备厂、河南森源电气股份有限公司、天水长城西安变压器厂、安徽鑫龙电器股份有限公司、广州白云电器设备有限公司、北京华东森源电气有限责任公司、宁波耐吉科技股份有限公司、锦州锦开电器集团有限责任公司、日升电器有限公司、陕开电器有限责任公司、上海德力西集团有限公司、镇江市诚翔电器有限责任公司。 　　
真空断路器技术的进步主要表现如下： 　　
　　（1）真空断路器向方面发展了72.5KV和126KV产品，其中72.5KV真空断路器已有几十台在东北地区投运； 　　
　　（2）真空断路器向大容量方向发展了15KV120KV产品和12KV6300A80KA产品； 　　
　　（3）真空断路器的极柱绝缘经历了空气绝缘－复合绝缘－固封绝缘。这就形成三代真空断路器。 　
　　这里要介绍利用环氧树脂绝缘的固封极柱。从国外看，ABB公司1997年用固封极柱开发出VMI免维护真空断路器，之后该公司将固封极柱扩大用于VD4产品及最新的EVMI产品。ABB公司固封极柱的产量呈跃升势态，2003年的产量为6万只，而2004年就跃升到10万只。2003年和2004年ABB公司还向市场投放了两种户外固封极柱，一种是15~27KV级，另一种是38KV级。将它们用于户外重合器。 　　
　　固封极柱有以下两个优势：一是模块化设计，结构简单，可拆卸零件少，可靠性高。二是极高的绝缘杆能力。它将表面绝缘变成体积绝缘，相比空气绝缘，减少了环境的影响，大大提高了绝缘强度。它可使断路器尺寸缩小，有利于西安变压器柜小化。 　　
　　（4）真空灭弧室向小化方向发展，表现在真空灭弧室管径不断缩小，如宇光公司将12KV31.5KA真空灭弧室的管径缩小到88MM，锦州华光自主研发出U系列小化灭弧室，将管径在12KV31.5KA下缩小至85MM。真空灭弧室管径的缩小，又有利于断路器和西安变压器柜小化。 　
　　尽管我国真空断路器取得巨大进步，但世界真空断路器已趋向专用化和多功能化，对此还得付出努力，紧跟世界潮流。 　
　　7．真空灭弧室制造技术取得巨大进步 　　
　　近年来，真空灭弧室的质量有了很大提高，得益于采用新技术、新工艺、新材料，走技术创新之路。这主要表现在采用大真空炉、用一次封排工艺、采用低碳量的不锈钢制造波纹管、用铜封接取代可伐一封接，尽量少用或不用可伐等。 　　
　　一次封排工艺，提高了真空灭弧室的真空度，有效激活吸气剂，内部零件的除气更加彻底，有利于真空度的长期维持，也有利于用储存检漏法查出慢漏的真空灭弧室。一次封排工艺大大简化了真空灭弧室的结构，减少了真空密封焊缝，减少了漏气的可能性。一次封排工艺在很大程度上排除了人为因素的影响，提高了产品质量的一致性。因之，一次封排工艺，不仅提高了灭弧室的质量，同时大幅度提高了生产效率，降低了生产成本。 　
　　真空灭弧室都采用了不锈钢波纹管。以前常用的不锈钢牌号为1CR18NI9TI，现常用的牌号为0CR18NI9（或304L）。1CR18NI9TI不锈钢含碳量较高，为0.1%左右。这些碳在常温下过饱和地固溶在奥氏体中。当1CR18NI9TI不锈钢被加热至550800℃时过饱和的碳以铬的碳化物的形式在晶界上析出。晶界上的铬的碳化物很容易和酸反应造成点腐蚀和晶间腐蚀。而铬的碳化物析出温度正好包含了真空灭弧室的钎焊温度，因而灭弧室的钎焊就会造成1CR18NI9TI不锈钢铬的碳化物析出。这很容易导致在使用过程中真空灭弧室漏气。而0C18NI9或304L不锈钢的含碳量低于0.03%，这时碳的含量接近于碳在奥氏体中溶解度，因而加热不会引起铬的碳化物析出，从而可免除晶间腐蚀和点腐蚀。这就大大地减少了漏气的可能性。 　
　　波纹管的制造工艺大体有两种：一是用冷拔薄壁不锈钢直接液压成形制成波纹管（无缝波纹管）；二是用不锈薄板先用微弧焊接成薄壁管坯，然后经液压成形制成波纹管（直焊波纹管）。我国现在既能生产无缝波纹管，也能生产直焊波纹管，均可保证10000次机械寿命。 　
　　用铜一封接取代可伐一封接，可大大减少了慢性漏气率。可伐容易热处理造成晶粒>变粗，冲压加工容易引起微小的裂纹，同时焊料容易渗入可伐的晶界中，渗入晶界的焊料可能将晶界涨开，造成慢性漏气。而铜不会有类似现象，因而铜一封接的灭弧室杜绝了慢性漏气，大幅度提高了真空灭弧室的可能性。 　
　　正因为采用以上新工艺、新材料、使真空灭弧室因漏气或真空度下降造成的失效率从原来的0.3%下降到0.1%，甚至降至0.03%。这不能不说是我国真空灭弧室制造技术的巨大进步。 　　
　　8． 金属封闭西安变压器设备（西安变压器柜）有新亮点
　　西安变压器柜使用量大面广。据2004年对306个企业统计，共生产12KV西安变压器柜245564面，增长23%。产量在1000面以上的企业有43个，共生产12KV西安变压器柜220922面，占12KV西安变压器柜总量的83。18%。产量在4000面以上的企业有17家，而2003年仅11家，这17家企业已形成规模。
　　 在空气绝缘西安变压器柜方面，最近有新品问世，生产厂家增多。如西高所研发的KYN61及KYN61（A）40.5KV铠装移开式西安变压器柜已有50多家转让生产。还有上海森惠源公司研发的KGN8-1212KV铠装固定式西安变压器柜刚一问世就有20多家转让生产。这些产品采用当代最新的西安变压器柜技术。如采用模块化技术，柜体采用全组装式结构，采用新的绝缘和插接技术，采用小化真空灭弧室等。 　
　　以气体绝缘的西安变压器柜有明显增长的势头（充气柜）。充气柜比空气绝缘柜具有明显的优势。其最大优势是不受外界环境影响，如凝露、污秽、小动物及化学物质等。另一优势是因为使用压缩气体绝缘（如SF6、N2或干压空气），可大大缩小柜体外形尺寸。还有一个优势是充气柜配用性能良好的无油西安变压器，特别是免维护西安变压器如真空西安变压器，大大减少了维护工作量。 　
　　空气柜对制造提出了更高的要求，如空气柜需要激光焊接和先进的检测设备。当前西安变压器柜之竞争不再是电气和机械参数的竞争，而是质量和品牌的竞争。因此，只有采用新设备、新工艺和先进的信息管理软件，加强质量管理，才能创建企业品牌，在激烈竞争中取胜。 　
　　9．负荷西安变压器与环网柜发展空间大 　
　　2004年生产12KV负荷西安变压器107331台，较2003年的92171台增长约14%。2004年生产40.5KV负荷西安变压器747台，较2003年的119台，约为其6.27倍。 　　
　　2004年生产12KV环网柜58892间隔，产量在500间隔以上的企业有30个，共生产12KV环网柜45405间隔，占其总产量的77%。 　
　　2004年生产12KV环网柜1000间隔以上的企业有12家。
　　由以上可见，负荷西安变压器和环网柜的产量有了很大增长，但12KV负荷西安变压器与断路器之比仅为1：2.3，而国外负荷西安变压器与断路器之比为5~6：1。这说明在我国负荷西安变压器有很大的发展空间。由于环网柜内主要装负荷西安变压器，因而随着负荷西安变压器的发展，环网柜必有大的发展。 　
　　又从“国家电器质量监督检验中心2004年度发放的检验报告名录”中了解到，SF6负荷西安变压器和SF6环网柜已成主流产品，这也符合世界潮流。如德国二次配电用环网柜，90%以上都是SF6环网柜。 　　
　　SF6负荷西安变压器一股做成模块，此间有了很大发展，这表现在如下方面：（1）灭弧方法更加丰富，除了原来用得多的压气式，最新出现了灭弧栅式和旋弧式，这使灭弧更加简单，不像压气式那样由机构提供压缩功；（2）壳体原先多为浇注树脂壳体，现又出现了不锈钢壳体。不锈钢壳体强度大且可接地，更加安全；（3）原先SF6负荷西安变压器模块将母线外露。现有的装入SF6气室内，不会触电，增加安全感；（4）原先动刀位置主要靠指示，现在壳体设有大视盲，可直接观察动刀位置，更直观。 　　
负荷西安变压器有产气式、压气式、真空式、SF6式。现明显趋于SF6式，而且SF6式也有了如上述的发展。在我国，随着二次配电技术的发展，SF6负荷西安变压器和SF6环网柜必将有更大的发展，机不可失。 　
　　10． 展望 　　
　　世界和都在不断发展，尤以发展最快。在2004年举行的国际大电网会议上，国际能源机构执行主席C.MANDIL作了题为“市场改革和挑战一输送的核心作用”的讲话。根据他提供的市场今后投资情况的信息，2001~2030年间全球投资将达98410亿美元，其中发电为45190亿美元，输电为15680亿美元，配电为37550亿美元。 　　　　我国进入“十五”后期到2010年，事业将进入一个新的发展期，到2004年底我国装机容量已达到4.4亿KW，2005年将达到5亿KW。2010年将超过6亿KW，2020年将达到10亿KW。从2004年到2020年间，我国将翻一番。 　
　　我国工业的大发展，为西安变压器行业带来难得的发展机遇，西安变压器行业也有了很大进步；开发出许多新品，有的具有世界先进水平。今后要进一步增强技术自主创新能力，加大研发力度，以更加先进的优异产品装备我国的工业。