变压器的发展进程

XXXX 学 院

结 课 论 文

课题名称 电力变压器的研究进展

学生姓名 xxx 学 号 *******XXXX 专 业 供用电技术 班 级 XX供电 XX 班 指导老师 XXX

2011 年 7 月 2 日

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结 课 论 文 目 录

1变压器的现状......................................................1

2变压器品种........................................................1

3变压器的材料及设备................................................2

4变压器专用设备“十五”发展方向研究................................3

4.1按照变压器行业技术改造要求而发展................................3

4.2按照变压器行业产品技术发展的需要而发展..........................3

4.3按照变压器产品质量提高的要求而发展..............................4

4.4变压器专用设备出口前景广阔......................................4

5变压器的前景发展光明充满挑战......................................4

6参考文献．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5

7致 谢．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6

全文共 6 页 6130 字

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变压器的发展进程

XXX（学号：XXXXXXXXXX）

（XXXX学院 xx系XX级 XXX技术 （X）班 ，内蒙古 呼和浩特 邮编：（010022））

指导老师：XX

摘要:

变压器是电力系统中极其重要的输变电设备，它可以将一种电压的电能转换为另一种电

压的电能。变压器在电力设备中属于一次设备的范畴，其行业发展与电力工业的整体发展密切相关。

关键词： 变压器；现状；方向研究 一、变压器的现状

国内变压器行业通过引进国外先进技术，使变压器产品品种、水平及高电压变压器容量都有了大幅提高。国内企业生产的变压器品种包括超高压变压器、换流变压器、全密封式变压器、环氧树脂干式变压器、卷铁心变压器、组合式变压器。此外随着新材料、新工艺的不断应用，国内各变压器制造企业还不断研制和开发出各种结构形式的变压器。

随着新一轮的电力投资热潮来临，输变电设备制造企业在未来几年都将处于满负荷状态，呈现产销两旺、十分景气的局面。而作为输配电行业一个重要分支的变压器制造业更是一路高歌。由于中国西电东送，南北互供，全国联网的实施，变压器需求仍将保持平稳增长的态势。中国电器工业协会预计，2008 年变压器产量将完成11 亿kVA，同比增长22%。“十一五”后三年至“十二五”期间变压器年均产量将超过12 亿kVA。“十一五”后三年至“十二五”期间220KV 及以上等级产品年均需求将超过4.7 亿kVA（不含特高压），其中500kV 产品年均需求约为2.5 亿kVA。220KV—500kV变压器产品占变压器年新增需求的比重在40%左右。

二、变压器品种

1、配电变压器我国中小型配电变压器最初是以绝缘油为绝缘介质发展起来的；进入20

世纪90年代，干式变压器在我国才有了很快的发展。

1.1油浸式配电变压器S9系列配电变压器，S11系列配电变压器，卷铁心配电变压器，非

晶合金铁心变压器。为了使变压器的运行更加完全、可靠，维护更加简单，更广泛地满足用户的需要，近年来油浸式变压器采用了密封结构，使变压器油和周围空气完全隔绝，从而提

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高了变压器的可靠性。目前，主要密封形式有空气密封型、充氮密封型和全充油密封型。其中全充油密封型变压器的市场占有率越来越高，它在绝缘油体积发生变化时，由波纹油箱壁或膨胀式散热器的弹性变形做补偿。

1.2干式变压器干式变压器由于结构简单，维护方便，又有防火、难燃等特点，我国从20

世纪50年代末即已开始生产，但近10来年才开始大批量生产。干式变压器种类很多，主要有浸渍绝缘干式变压器和环氧树脂绝缘干式变压器两类。

2、箱式变压器箱式变压器具有占地少，能伸入负荷中心，减少线路损耗，提高供电质量，

选位灵活，外形美观等特点，目前在城市10Kv、35kV电网中大量应用。我国目前所使用的箱式变压器，主要是欧式箱变和美式箱变，前者变压器作为一个单独的部件，即高压受电部分、配电变压器、低压配电部分三位一体。后者结构分为前后两部分，前部分为接线柜，后部分为变压器油箱，绕组、铁心、高压负荷开关、插入式熔断器、后备限流熔断器等元器件均放置在油箱体内。目前有些厂家，已将卷铁心变压器移置到箱式变压器中，使箱式变压器体积和质量都有所减小，实现了高效、节能和低噪声级。

3、高压、超高压变压器目前，我国已具备了110kV、220kV、330kV和500kV高压、超高

压变压器生产能力。超高压变压器的绝缘介质仍以绝缘油为主，根据电网发展的需要，变压器的生产技术正在不断提高。SF6气体绝缘高压、超高压变压器正在研究开发。

制造水平总体讲，我国变压器技术处于国际20世纪90年代初的水平，少量的处于世界20世纪90年代末的水平，与国外先进国家相比，还存在一定的差距。 三、变压器的材料及设备

1、铁心材料20世纪70年代，武汉钢铁公司在引进消化吸收日本冷轧硅钢片制造技术生产冷轧硅钢片的基础上，于20世纪90年代又引进了日本高导磁晶粒向冷轧硅钢片（HI-B）制造技术，制造出了节能效果更好的变压器铁心材料。但是由于产品数量不能满足需求及生产工艺两方面的问题，仍然要从日本、俄罗斯以及西欧等国进口部分冷轧硅钢片。 在研制配电变压器铁心用非晶合金材料方面，我国于20世纪90年代初曾由原机械部、原冶金部、原电力部、国家计委、国家经贸委、原国家科委组成了专门工作组，对非晶合金铁心材料和非晶合金铁心变压器的设计和制造工艺开展了深入研究，研制的非晶合金铁心材料基本达到原计划指标的要求，并于1994年试制出电压10kV、容量160～500kVA的配电变压器，经电力用户试用表明，基本达到实用化的要求。

但对非晶合金材料制造工艺仍需进一步改进，才能达到批量生产的要求。1998年，上海置信公司引进了美国GE公司的制造技术，用美国非晶合金材料生产了非晶合金铁心变压

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器，目前已能生产电压10kV、容量50～2500kVA、空载损耗34～700W之间、负载损耗在870～21500W之间的非晶合金铁心变压器，而且已将此种材料应用于环氧树脂干式变压器上，进一步促进了我国非晶合金铁心变压器制造水平的提高。我国已有一些变压器厂家应用引进非晶合金材料铁心制造出的产品投入电网运行。

2、工装设备20世纪80年代以前，我国变压专用设备技术水平，整体上是比较低的，

除绕线设备有专业生产厂生产外，其余绝大部分都是企业自制的比较简单的设备，只有少数几家有简易的铁心加工纵剪线。进入20世纪80年代变压器行业开始引进国外先进的专用关键设备，如铁心纵剪线、低频电热燥系统等。到20世纪90年代，由于干式变压器的大力推广，引进了一批环氧浇注设备和箔式绕线机，几个大型生产厂还引进了绝缘件加工中心，使我国变压器生产工装装备水平大大提高。国内一些专用设备厂家经过消化吸收，也开发了纵、横间生产线等专用设备，这些国产专用设备，其功能及主要技术参数基本达到或接近国际水平，对保证我国变压器产品量，提高变压器的技术性能，提高生产效率起到了至关重要的作用。

3、变压器工艺设计近20年，对110kV及以下电压等级的油浸变压器进行了不少优化

设计，已逐步取代了64、73、79、86等标准，目前推行的是20世纪90年代后期的99标准，形成了节能变压器的新系列，使各种损耗进一步降低，替代了高能耗产品的生产。1998年国家又进一步明确，在电网中运行的64系列、73系列老旧变压器必须淘汰更新，按1979年标准生产的S7型变压器也必须停止生产。1998～2001年的城乡电网建设改造中大力推行的S9型配电变压器，符合1999年国家标准。2000年开始，在两网建设改造中还使用了卷铁心变压器。

四、变压器专用设备“十五”发展方向研究

变压器是输变电行业中的一项重要产品，变压器行业经过50年的建设，特别是改革开放20年的技术改造和发展，现已成为品种齐全，制造企业有1200多家，年产值80年亿元，年疸达14000万kVA，生产能力达2亿kVA的一个大产业。当前变压器行业正处于发展的大好时机，一是向特大型超高压方面发展；二是中小型产品向节能化、小型化、低噪音、高阻抗和防爆型方面发展。

变压器专用设备制造业是为变压器行业提供特种专用工艺装备的产业，是变压器行业发展产品品种、提高产品质量，增加生产能力、推行技术改造不可缺少的物质基础。变压器专用设备占变压咕嘟厂工艺装备总数的60%以上。近20年来，变压器行业的长足发展，也刺激了变压器专用设备的快速发展。二十年前，我国变压器专用设备相当落后。改革开放以后，变

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压器行业进口了一批国外的先进的心用设备，为国内变压器专用设备制造业的发展打开了思路。经过20年的奋斗，现在我国变压器专用设备制造业已发展成为品种上百种、制造企业10多家、年销售额6000多万元、国内市场占有率80%以上，且有少量的出口，这为以后开拓市场，打开了良好局面。预计，“十五”期间我国变压器专用设备会有进一步发展。

1．按照变压器行业技术改造要求而发展

近十年来，变压器厂如雨后春笋，1985年统计为400家，1995年统计1216家，这些企业要生存和发展就必须进行技术改造，来适应市场的要求。目前，我国变压咕嘟专用设备的主要产品技术水平已接近或达到国际先进水平。如立式绕线机，它是110kVA以上大型变压器线圈绕制的关键设备，经专家们对13项指标评审，已达到或超过国外先进水平。又如纵剪线，它是变压器铁心制造的关键设备，经专家们对32项指标评审，剪切角度精度、刀具寿命、剪切速度、刀刃磨一次剪切长度等5项指标接近国外先进水平，其余27项指标全部达到国外先进水平。又如，煤油气相干燥设备及变压法真空干燥设备是110kV以上及110kV以下变压器身干燥处理的关键设备，2000年一年内国产设备销售了煤油气相干燥设备3套，变压法真空干燥设备23套。又如换位导线设备、箔式线圈绕制机、环氧树脂真空浇注设备等，现在国内均有专业生产厂在制造，基本上挡住了进口。立式绕线机已成批出口。从2000年变压器专用设备的市场需求看，变压器厂技术改造的势头很强，因之，这些“九五”期间已成熟的变压器专用设备，“十五”期间会进一步推广，变压器专用设备的名特产品会逐步形成。

这些成熟的变压器专用设备“十五”期间还会不断地改进配套件的质量，提高设备的可靠性及外观质量。并研制修订行业标准，如立式绕线机、纵剪线、横剪线、煤油气相干燥设备和变压法真空干燥设备标准等等，使我国变压器专用设备逐步成为国内名牌或逐步发展为国际名牌产品。

2．按照变压器行业产品技术发展的需要而发展

“十五”期间变压器的发展方向是向大型超高压方面发展，西北地区已决定采用750kV。这就需要专用设备制造企业适时地做好750kV级变压器立式绕线机、换位导线设备等开发的技术储备工作，一旦国家立项安排，就有专用设备可提供。

“十五”期间，中小型变压器向节能化、小型化、低噪音、高阻抗、防爆型发展。如S9型配电变压器、卷铁心变压器、非晶合金变压器、全密封变压器、组合式变压器、干式变压器、高燃点油变压器、SF6气体绝缘变压器等。这就需要专用设备厂开发卷铁心机、特殊绕线机、R型铁心机、波纹油箱生产线等先进的专用设备来满足变压器行业的需要。其中有的专用设

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备已经在发展，如卷铁心生产线，包括步进叠卷铁心生产线，无接缝卷铁心生产线。波纹油箱成型生产线——包括开卷、成型、剪切、波翅焊接等。R型变压器制造设备包括数控曲线剪带机和卷带机也在研制中，采用工业PC的分层式开放体系结构数控系统控制，完成曲线硅钢带的剪切和铁心的绕制成型。当前非晶合金变压器，由于非晶带材特别薄只有0.03mm，并特别脆一般生产厂很难加工成铁心，所以一般都是购买现成的铁心，今后随着非晶变压器生产的发展非晶变压器铁心设备也要研制开发。

3．按照变压器产品质量提高的要求而发展

铁心制造是变压器产品的关键，为使变压器的空载损耗尽可能降低，纵剪有可能应用激光切割技术，从而彻底解决毛刺，横剪采用液压传动，速度高、噪声小。

在变压器发生的质量事故中由引线问题引起的绝缘与机械事故比较多，所以引线加工很关键。引线焊接大型企业已采用冷压焊，目前国外大部分都采用冷压焊或高频钎焊。目前，高频钎焊在国内尚属空白，冷压焊设备目前已有二家大型电缆专用设备专业生产厂在制造，品种有CBW、CW、AW、LS1、LS2、LS3型，适用于铜、铝接头焊接，产品已出口30多个国家和地区，“十五”期间冷压焊机在变压器行业将会得到推广应用。

线圈制造时保证线圈的绕紧至关重要，为使线圈承爱机械力的能力大大提高，需要带有拉紧、幅向和轴向压紧装置的卧式绕线机。目前，变压器绕线机的制造厂家较多，有四五家企业在生产，但控制水平有待提高，改进方向是采用变频技术使其启制动平稳，并增加辐向、轴向压紧装置及拉紧装置，提高自动化水平，国外开发研制了全自动绕线机、自动排线、自动张紧，提高了绕线质量。国内ZR型全自动绕线机亦已研制成功，带有纵剪向压紧机构的WR型卧式绕线机亦已研制出来，需要进一步努力在行业中推广。

绝缘件（撑条、垫块）国外采用加工中心设备，国内多数在普通机床上加工很不合理，要研制加工中心设备来提高变压器厂的工艺装备自动化水平。

4．变压器专用设备出口前景广阔。

我国变压器专用设备产品品种多，技术水平适中，价格便宜，只有进口设备价的1/5左右，适于发展中国家选用，变压器专用设备出口前景广阔。

综上分析，变压器专用设备将随着产品的更新和工艺的改进而越来越先进，随着电力工业的发展，国家继续实施城乡电网改造，“十五”期间是变压器行业发展的良好时机，给变压器专用设备制造业的继续发展带来了良好机遇。预计，“十五”期间一批高性能，高可靠性，高效率的专用设备会得到发展，创名特产品的时机逐步形成，变压器专用设备的年产量、年产值、出口交货值比“九五”会有较大的增长。

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五、变压器的前景发展光明充满挑战

近年来，电力需求增长迅猛，到2006年底，国家电网总的装机容量已达6.22亿千瓦。今年形势继续看好，估计可以达到7亿千瓦。变压器需求产量近年来呈飞速攀升之势，从2004年的4.9亿千伏安到2006的7.1亿千伏安，预计2007年可达8.5亿千伏安，行业前景一片光明。

1月29日，飞速发展的中电电气喜迎贵宾。我国输变电研究和制造行业唯一的中国工程院院士---朱英浩先生赴我集团进行为期二天的调研指导。

朱院士与集团各子公司负责人和技术人员就变压器行业发展前景和趋势进行了交流和探讨。会上，朱院士向我们详细阐述了近年来变压器的输送技术和发展趋势。他说，随着特高压技术逐步应用，变压器制造格局重新改变，部分型号变压器将处于卖方市场，110千伏的变压器国内需求缺口就在2000万千伏安左右。行业前景对我们变压器制造企业来讲，既是机遇同时也是挑战。变压器的“量”在增长，将来“质”的方面—如节能、安全和环保等方面也会提出更高的要求。国家“十一?五”计划中明确要求我们变压器能够节能百分之二十。国外变压器企业纷纷进入中国，我们要有清醒地意识到危机，但国外产品也不是十全十美的，他们也存在噪声大、损耗高等问题。我们一是要加大研发力度，二要从一些特种行业的变压器着手，挖掘新的商机。朱院士还指出：虽然变压器未来发展的主题是安全环保与节能降耗，但并不能以增加材料、增大体积等手段来提高安全性和降低损耗，这样得不偿失，对变压器结构、生产工艺以及材料进行革新才是最合理的技术发展趋势。

随后，朱院士在总顾问徐子宏工程师和各子公司总经理陪同下，参观了集团光伏生产基地和变压器生产基地，并对绕线、叠片等工艺存在的问题一一纠正，并提出了相关改进意见。最后朱院士说，随着能源危机的不断涌现，未来的市场对变压器专用设备生产企业来说，更是充满了机会和诱惑。现在国内变压器生产能力已饱和，一些常规的专用设备生产任务必然会减少，特殊行业变压器将会大行其道，我们要靠精品占领市场、靠精品出效益，这才是目前变压器设备制造业的明智战略选择。

参考文献：

[1] 周玉兰, 王俊永. 2001 年全国电网主设备保护运行分析. 电力自动化设备, 2002, 22(11): 78-82.

[2] 周玉兰, 王俊永, 王玉玲. 2001 年全国电网继电保护与安全自动装置运行情况与分析. 电网技术, 2002, 26(9): 58-63.

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[3] 周玉兰, 王俊永, 舒治淮, 程逍. 2002年全国电网继电保护与安全自动装置运行情况. 电网技术, 2003, 27(9): 55-60.

[4] 周玉兰, 王俊永, 舒治淮, 程逍. 2003年全国电网继电保护与安全自动装置运行情况. 电网技术, 2004, 28(20): 48-53.

[5] 周玉兰, 王玉玲, 赵曼勇. 2004年全国电网继电保护与安全自动装置运行情况. 电网技术, 2005, 29(16): 42-48.

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致 谢

在此论文撰写过程中，要特别感谢我的导师

xxx的指导与督促，

同时感谢他的谅解与包容。没有xxx的帮助也就没有今天的这篇论文。求学历程是艰苦的，但又是快乐的。在这几年的学期中结识的各位生活和学习上的挚友让我得到了人生最大的一笔财富。在此，也对他们表示衷心感谢。

诚挚的感谢我的论文指导老师。他在忙碌的教学工作中挤出时间来审查、修改我的论文。还有教过我的所有老师们，你们严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的榜样；他们循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪。

感谢陪伴在我身边的同学、朋友，感谢他们为我提出的有益的建议和意见，有了他们的支持、鼓励和帮助，我才能充实度过了学习生活。

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