国内卷铁心变压器发展概述

电力18讯：    
作者：陈玉国 山东达驰电气股份有限公司 (274200)  邢道林 山东省商河县供电公司 (251600)
  
摘要：论文概述了国内卷铁心变压器技术的应用情况及新的发展动态，并就存在的问题进行总结、说明。在此基础上，对卷铁心变压器的发展提出几点看法。

关键词：卷铁心变压器　硅钢片　空载损耗

1　前言

我国农村电网具有负荷分散、季节性强、平均负荷率低的特点，在农网建设与改造中新装和更换的配电变压器，其技术先进性、适用性、运行可靠性与节能效果是变压器运行和制造部门普遍关注的问题。近几年，卷铁心配电变压器得到较快发展，已批量生产并有10000多台挂网运行。关于卷铁心配电变压器的技术特点、结构特征、制造工艺与应用经济性等等专题论文，也陆续见诸科技期刊。本文对国内卷铁心变压器技术的应用情况作些介绍，并就存在的问题进行总结与说明，对卷铁心变压器的发展提出几点看法。

2　发展与应用概况

2.1　农网配电变压器市场概述

我国是农业大国，80%的人口居住在农村，农村配电网占电网相当大的比例，随着农村经济的发展，农村用电量增长较快。统计资料表明，2000、2001、2002年底，全国农网仅县及县以下配电变压器数量分别为324、348、376万台，年平均增加26万台。现在，配电变压器平均单台容量约125kVA。由于其数量巨大和空载损耗的固定性，使农村电网中选择适用的节能变压器意义重大。

2.2　卷铁心变压器的技术优势

卷铁心是用硅钢片带料，连续卷制成的封闭形铁心，用其制造的卷铁心变压器有独特的优势。卷铁心变压器的制造工序主要有硅钢片的纵剪、铁心卷制、铁心真空退火、线圈绕制、器身绝缘装配、产品总装配等。

卷铁心变压器按相数可分为三相卷铁心变压器和单相卷铁心变压器，卷铁心的截面形状分为矩形截面、阶梯圆形截面、近似圆形截面R型等，按制造工艺不同卷铁心可分为断轭结构和不断轭结构等。国内生产的卷铁心变压器以不断轭结构的冷轧硅钢片卷铁心为主。

S11-M・R型卷铁心变压器适用范围广，性能水平与传统的S9型叠片式铁心变压器相比，空载损耗平均降低30%、空载电流平均下降70%、噪音水平下降7～10dB，具有重量轻、体积小、机械和电气性能优越等优点。

同国外同类产品空载损耗指标比较，比日本东芝变压器降低39%、比意大利变压器降低39.6%、比德国变压器降低11.6%。因此，我国目前的S11卷铁心变压器空载损耗方面在国际上具有领先水平。

2.3　卷铁心变压器经济、社会效益

S11-M・R型卷铁心变压器的价格高于S9变压器，但运行费用节省。综合计算表明，购置节能型卷铁心变压器替代普通变压器的投资回收年限一般只需2～3年。广泛应用，不仅可以为用户带来直接经济效益，其节能相当于减少发电量，同时可使发电厂减少排放大量CO2、SO2和氮氧化物等，减轻对大气的污染，具有良好的环境效益。

2.4　推广应用

我国在20世纪60年代开始研制卷铁心变压器，限于当时材料和技术的原因，生产厂家和产品很少。到了20世纪80年代后期，国内的一些厂家才开始生产卷铁心变压器。

20世纪90年代中期以来，卷铁心变压器逐渐快速发展，到了商业化生产的阶段。2000年，原国家电力公司农电工作部、成套设备部、电力机械局联合召开了S11卷铁心变压器应用研讨会，明确各地可根据实际情况推广使用。2002年9月，原国家经贸委以国经贸厅电力［2002］122号文发出《关于在农村电网建设与改造工程中应积极推广使用卷铁心变压器的通知》，要求在农村电网建设与改造工程中应积极推广使用这一产品。2003年11月，中国电器工业协会关于变压器行业发展的导向性意见中将配电变压器向小型化、卷铁心方向发展，作为国内变压器行业技术发展方向之一。

卷铁心变压器的生产，目前我国主要集中在电压等级10kV，容量一般在800kVA以下，较大容量1600kVA也有试制。全国现有卷铁心变压器生产厂200多家，形成一定的生产能力和实力的厂家约占总数的20%。全国卷铁心变压器的生产能力约为1600万kVA，但实际产量较低。目前，电力部门采购的卷铁心变压器以315kVA及以下的容量居多。

3　不足与问题

在肯定卷铁心变压器技术优越性的同时，也必须看到其固有的不足与问题，这往往让一些人忽略了。

3.1　产品铁心结构方面

(1)　平面三相卷铁心由于其结构因素，轭与柱的磁密不一致，中柱两端的两个三角区成为局部高磁密区。

(2)　铁心三相间磁路长度不同，磁力线在内外框中的分布也不尽相同。内环和外环因磁路长短不同，外环磁阻大于内环磁阻，内环磁通密度比外环磁通密度高出10%左右。

(3)　三相铁心每个柱中都会有三次谐波磁通。在三角区内，谐波分量相当高。一般三相卷铁心变压器的高压联结组为D接法。

上述弱点在小容量卷铁心变压器上(315kVA以下，