山东兄弟变压器有限公司

 调容变压器,有载调容变压器,有载调压调容变压器,S11-ZT调容变压器是一种10kv级及以下输配电系统的新型节电装置，其原理是在不中断供电的情况下，通过智能化系统跟踪负载变化，根据用电负荷的大小及供电电压的变化，自动改变变压器的自身容量，实现带电调容，保证适时适容供电，达到节能降耗的效果。

产品提出的背景

我国经济快速增长，经济发展与资源环境的矛盾日趋尖锐。对电力资源的高效利用、节能减排、已成为急需解决的一大课题。我国现行配电变压器，包括箱式变电站，绝大多数都是一种固定容量模式，变压器的额定容量均按用户单位大负荷情况来配制，变压器通常处于大马拉小车状态，造成网络无功分量过大，变压器空载损耗相对输电容量比例过大，使大量电能浪费在网络无功电流损耗及变压器空载损耗中。农村电网的平均负载率仅达到30%～40％，城市电网负载率大部分只有50％～60%，从中看出降低配电变电设备的单位输送电能的空载损耗比例是近期发展趋势，本有载调容变压器适应了变电领域向节能、智能化、高效率、稳定供电质量的发展方向，它可以通过跟踪负载变化自动改变终端配电变压器额定输出容量，适时适量保证供电，从而大幅度地降低了变压器空载损耗约40%～50%，可提高电网功率因数，降低配电网络中无功分量，减少网络损耗，减少电力电容容量，为节能型配电网络的发展开辟一个新的途径，为社会带来良好的经济效益。

有载调容变压器现状和技术发展趋势

目前，在配电变压器领域尚无大面积应用有载调容变压器。现有的配电变压器，包括箱式变电站，大都是一种固定容量变压器模式，变压器的额定容量均按用户单位大负荷情况来配制，而实际用电负荷长期达不到负荷状态，即通常处于大马拉小车状态。电力部门一直想使用一种变压器的容量随用电量大小不同而随之匹配的变压器，即在满足用电需求的前提下大限度降低变压器容量以达到减少变压器空载损耗和降低网络无功电流的目的。为了能改变变压器容量问题，国内在农村电网曾大力推广过无励磁调容变压器，其原理是在变压器断电的情况下，通过调整改变变压器内部联结组的方式，从而改变变压器的容量，可实现容量3：1或2：1的变化。采用无励磁调容存在的问题是不能适时改变变压器容量，电网质量提高也不允许常停电进行操作，且常因变压器处于低容量时负荷突然变大，造成变压器烧损。之所以采用无励磁调容技术是因为始终不能解决调容开关带电转换的难题，通常带电中转换开关大调换级电压不超过2500V，而调容需调整级电压10000V。通常开关调压时只调高压部分，电流较小而调容开关即调高压也调低压。高压需解决高电压难题，低压需解决大电流难题，且由于变压器容量小、体积小等限制，开关体积需要小型化，其内部绝缘油体积较小，要长期满足消弧需要，开关油使用寿命难题更为突出，受上述几个技术难题的制约配电变压有载调容开关成为技术领域的死区，一直无人问津。

本项目的核心问题即：有载调容开关难题，我公司的有载调容变压器开关技术解决了上述难题。产品关键技术成熟，配套技术完善，配合新农村电网建设和风力发电项目建设，具有高效节能的效果。

本产品是一种10kv级及以下输配电系统的新型节电装置，其原理是在不中断供电的情况下，通过智能化系统跟踪负载变化，根据用电负荷的大小及供电电压的变化，自动改变变压器的自身容量，实现带电调容，保证适时适容供电，达到节能降耗的效果。该产品通过自主开发有载调容调压一体化技术、同步差动拉弧调容技术和智能负载跟踪及自动化操作系统等创新技术，可实现变压器空载损耗综合下降50%-70%，供电网络无功损耗下降20%以上，无功线路损耗下降20%以上，达到领先水平。 该项目现拥有三项实用新型和一项发明（初审合格）。项目产品关键部件已通过技术监督部门的。产品实现挂网运行检测及随变压器通过型式试验。

有载调容变压器行业及市场概述

随着电力工业进入大机组、大电厂、大电网、超高压、自动化、信息化，在电力结构方面，也调整了发电、输电、配电之间的关系。在发展电源的同时，高度重视电网建设，使输电网、城网、农网均得到极大发展，极大地促进了输变电产业整体质量的提升。2006年1-12月，我国输配电及控制设备制造行业实现累计工业总产值398,921,043千元。

从市场需求来看，我国近年来电力的紧张，以及未来经济发展对电力需求的不断增强，对电力系统的建设提出了更高的要求。再加上西部大开发、西电东送及三峡工程建设对输变电设备的需求将呈现高峰局面，其中HVDC（高压直流）输电工程增多，750KV输变电网络工程将批准建设，配套的500KV及220KV多条输电网络相继开工，对500KV及以下电压等级变压器产品种类和质量需求均有大幅度的增加。因此，输配电行业在未来5-10年内将会出现飞速发展的局面

从行业销售收入及利润总额数据来看，输配电行业增速明显。“十一五”期间电网公司和南方电网公司规划总投资规模将超过1.3万亿元，相当于“十五”期间的两倍。据中国企业电力联合会统计，2006年中国电网建设保持较高规模，全国电网建设完成投资2105.75亿元，同比增长近38%。2007年电网公司和南方电网公司将分别计划完成电网投资2025亿元和413亿元，总投资较2006年增加15.78%。

预计随着行业产品成本上升，产品价格也有所上升，行业毛利率将基本稳定。在这一条件下，支撑行业景气度的主要因素在于对电力设备行业的投资力度。根据电网投资规划，未来投资的重点是骨干电网以及城市和农村电网改造。因此对于输配电行业而言，高低端设备都将获益匪浅。只要产品市场的空间足够大，大规模的电源与电网建设投入就能够给电力设备行业带来机会，该行业的增速就不会放缓。

目前，国内主要的输变电设备生产厂家众多，本公司作为专业化、高端化的输变电设备生产厂家，凭借雄厚的研发实力和成熟的技术，技术处于同行业领先水平，部分产品达到领先水平。

变压器有载调容调压装置在大幅度降低变压器和电网的空载损耗和稳定电压的上，是现有的产品无法比拟的。该项目已被电网公司电科院及变压器厂家高度重视，技术被纳入电力科学研究院承接的十一五节电计划，编入新农村建设中的电力建设规范。

根据电力公司的预测，仅农村电网预计改造变压器总量达300万台以上，年改造8-10%，对本项目产品的需求量为每年24万-30万台。而公司正式达产后的生产规模约为年产量1-2万台，因此正式达产后的产能还远远无法满足需求。

有载调容变压器市场需求程度 

本产品广泛用于油田、农村和城市电网等领域。随着社会的发展，电力市场增长潜力无疑是巨大的。公司作为电力市场主要设备变压器的配套企业有着非常光明的未来。预计公司产品销售年增长率将不低于30%。

公司目前正与电网公司合作并将达成协议，该项目产品的销售80%由中国电网公司农电部推广销售，20%由本公司自行销售。电力公司仅农村电网预计改造变压器总量达300万台以上，每年改造8-10%，即每年改造24-30万台。项目产品正式达产后的产能还远远无法满足需求。

有载调容变压器预期经济效益

近几年随着我国GDP迅速增长，发电机年装机总容量2004年为4.4亿KW；2005年为5.08亿KW；2006年为6.22亿KW；2007年为7.13亿KW。国产变压器每年产量：2004年为4.9亿KVA；2005年为5.8亿KVA；2006年为7.37亿KVA；2007年为8.5亿KVA。

变压器年产量中单台容量为6300KVA及以下容量变压器产量占30%，台数达160万台（含油浸式与干式变压器），油浸式10KV达80万台左右，能应用本研究成果的10KV油浸式变压器每年达1000万KVA，台数约10万台左右。因此应用前景是可观的。

从经济效益及社会效益看，节能减排气既定政策，每节能1KW·H，可节省标准煤0.3kg，减排CO2 0.78kg,如果变压器的空载损耗能降1W，每年可节能8.76KW·H。采用本研究成果时，一台315KVA带电调容变压器，在20%低负载率运行时，可降低总损耗113W，按一半时间量低负载率运行，年节能495KW·H，节省标准煤173kg，减排CO2 386kg,实际运行时，负载率会低于20%，实际节能远大于此数。

变压器运行预期寿命20年，20年节能9900KW·H，年节煤17300t，减排CO2 38600t。寿命期间还要增大20倍节能效果。

如果根据研究成果开发供油田与抽油机配套用100KVA带电降容，复式节能专用变压器，抽油机启动时全容量，正常运行时降容量，年节电4000KW·H，根据介绍大庆油田年需2000台，共可年节电800万KW·H，全国油田可年节省0.8亿KW·H。对建筑工地用100KVA，由于日夜负载不同，用调容变压器后，也有可观节能效果。

以上仅计算有功损耗降低后的效益，没有计算空载电流下降后无功电流下降使配电系统线路损耗降低的效益，无功电流下降使变配电线路损耗可降低20% ～25%。效益之一是节能，效益之二是减少无功补偿装置的补偿容量。全国年产调容变压器10万台，可少装20万kvar无功补偿装置。

有载调容变压器关键技术的先进性

（1）有载调容调压一体化

（2）采用同步差动拉弧技术，低压触头微电弧或无电弧状态切换设计，大大提高低压大电流触头使用寿命，减缓绝缘油老化速度，使开关小型化得以实现。其关键技术是解决变压器调容开关内部绝缘油体积较小，要长期满足消弧需要，开关油使用寿命难题。

（3）智能负载跟踪及自动化操作系统设计本装置还可在调容部分的操动机构下端与调容部分的快速机构和调压快速机构间设有使调压部分与调容部分共用一套操动机构的电磁离合器。还设有根据变压器负载电流的变化进行自动调量或根据负载电压的波动进行自动调整电压的电气控制箱。采用双路互检的方法，用智能负载跟踪变电设备的负载变化，自动发出操作指令可实现无人监视的自动化操作。

有载调容变压器产品的技术性能指标

(1) 负载率由原来的30~40%提高到70~80%；    

(2) 空载损耗综合下降50%左右，供电网络无功损耗下降20%以上，无功线路损耗下降20%以上；    

(3) 一级分接间有载切换电压达10000伏。（常规有载开关大达2500伏）；    

(4) 供电质量的电压波动范围在±2.5%（我国现在+7～-10%，美国等发达一般在+5%～-6%）。 

(5) 开关实现机械切换寿命20万次，带电切换寿命5万次，换油周期延至2年左右。 

有载调容变压器能生产的大容量及技术参数：

局限于有载调容开关的大电流，目前有载调容变压器大生产容量为630KVA，有载调容变压器各型号技术参数如下：

S11-M-ZT型有载调容变压器的技术参数

额定容量(kVA)	电压组合及分接范围			联结组标号	空载损耗(W)	负载损耗(W)	空载电流(%)	短路阻抗(%)
	高压(kV)	高压分接范围(%)	低压(kV)
160（50）	10 10.5 11	±4×2.5 ±3×2.5 ±2×2.5	0.4	Dyn11 (Yyn0)	280（130）	2590（1030）	1.6（0.9）	4.0（4.0）
200（63）					340（150）	3215（1230）	1.5（0.9）
250（80）					400（180）	3780（1480）	1.4（0.7）
315（100）					480（200）	4540（1770）	1.4（0.7）
400（125）					570（240）	5480（2130）	1.3（0.6）
500（160）					680（280）	6520（2600）	1.2（0.6）
630（200）					810（340）	8030（3060）	1.1（0.5）	4.5（4.0）
注：括号内数据为小容量方式技术参数。