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变压器产业:企业如何角逐未来市场?

发布日期:2019-08-26 作者:雄科 点击:

       变压器作为电网中电力传送过程的主要电力设备,是电气成套设备领域最常见的器件之一。在变压器行业,我国市场增长迅速,目前已成为国际第二大市场,从目前的市场状况来看,在智能电网建设、特高压建设及电网改造、电力工业发展的带动下,我国的变压器市场已被全面激活,未来几年将迎来迅速发展的新时期。


  变压器需求增长迅速 前景可观


  近年来,我国电力需求增长迅速,电网的高速建设和投资拉动了输变电设备的市场需求。巨额的电力建设资金给变压器行业带来了机遇和挑战,促使变压器行业得到了快速发展。


  2011年,全国变压器的产量达14.3亿千伏安,同比增长6.86%。2011年,中国变压器制造行业规模以上企业有1461家,实现销售额2901.40亿元,实现利润总额166.08亿元;资产规模为2638.40亿元,产品销售利润为339.72亿元。2013年我国变压器行业销售收入为3680.34亿元,同比增长16.07%。


  2012―2020年,我国变压器市场将在国内电网建设及改造的直接影响之下,步入一个高速发展期,产业规模还将持续增大。预计到2015年,我国变压器产量将超过20亿千伏安。


  输配电、电网建设助推变压器行业发展


  有专家分析,未来几年在输配电、电网建设的拉动下,“十二五”期间电力变压器增长率将保持在10%左右。


  据了解,“十二五”期间,国家电网公司将投入超过3000亿元用于交流特高压建设,2015年形成以“三纵三横”为核心的“三华”交流特高压同步电网,新增特高压变电站38座,变电容量2.6亿千伏安,新建特高压交流线路 2.6万千米;开发15项直流工程,总换流容量2.3亿千瓦,线路全长2.5万千米。


  国内农网改造为变压器市场需求量增加提供了强劲动力。我国新一轮农网改造升级取得积极成效,截至2013年11月,两大电网企业共完成新一轮农网改造升级和无电地区电力建设投资2761.8亿元。根据国家电网和南方电网已披露的农网改造投资目标,“十二五”期间两大电网公司总计投资将超5000亿元,其中国网预计投资近4000亿元,南网预计投资1116亿元。农网改造将直接增加电网建设投资,为电力设备制造业做大蛋糕份额,变压器产业将迎来新的发展机遇期。


  新能源发电为变压器带来新契机。从我国部分新能源发电行业来看,风电、光伏发电、垃圾发电、余热发电等的发电装机容量均保持增长。截至2012年底,全国累计风电装机容量为6083万千瓦,同比增长率达35%,光伏发电累计装机容量接近5000兆瓦,余热发电新增装机容量为800兆瓦左右。


  变压器是发电行业必备的输配电设备,需求量与电力网投资规模密切相关。新能源发电行业的快速发展,为其提供了较好的发展机会,也成为变压器制造企业抢占细分市场领域,扩大业务范围的重要方向。同时,还促进了变压器产品结构的优化和技术的革新。


  2020年全球变压器行业市场规模将超千亿


  近年来,全球输配电设备市场需求总体呈上升趋势。根据有关研究机构预测,新兴国家电站扩容,经济增长以及用电需求等多个因素将推动全球电力变压器市场,从2013年的103亿美元将增至2020年的197亿美元(约合人民币1191亿元),年复合增长率达到9.6%。


  中国、印度以及中东电力需求增长迅速,成为全球电力变压器市场增长预期的主要增长动力。另外,北美和欧洲替换、升级旧变压器的需求也成为了市场主要驱动力。“英国电网已经很落后,只有对电网进行替换与升级,国家才不会出现断电情况。同样,在欧洲的其他国家,比如说德国,电网与电子都在进行持续翻修,从而实现电网稳定供应。”有分析师如此表示。


  在业内人士看来,全球变压器市场规模增长动力强劲的因素有两方面,一方面,传统变压器的升级改造将催生很大的市场份额,落后产品的淘汰工作能够促进招投标工作的有效开展,巨大的经济效益将显现出来。另一方面,节能型、智能型变压器的研发、制造、销售、使用、维护将成为主流,全新产品必然为该产业带来全新的发展机遇。


  实际上,变压器制造行业依赖于下游的电源、电网、冶金、石油化工、铁道、城市建设等行业的投资。近年来受益于国民经济的快速发展,电源、电网的建设投入不断增大,输配电设备的市场需求明显增长,预计在较长时间内中国国内对变压器等输配电设备的市场需求仍将保持较高的水平。


  同时,国家电网的工作重心和发展战略对于整个电力产业也有重大影响,配网自动化和农网改造工作的落实将带动变压器市场需求总量、招投标数量将大大增加,全球变压器市场将逐渐对华倾斜,尖端产品的应用有望在中国取得更好效果。

基频谐振,特征类似于单相接地,即一相电压降低,另两相电压升高,查找故障原因时不易找到故障点,此时可检查特殊用户,若不是接地原因,可能就是谐振引起的。


(2)分频谐振


另一种是分频谐振或高频谐振,特征是三相电压同时升高。


另外,还要注意,空投母线切除部分线路或单相接地故障消失时,如出现接地信号,且一相、两相或三相电压超过线电压,电压表指针打到头,并同时缓慢移动,或三相电压轮流升高超过线电压,遇到这种情况,一般均属谐振引起。


4. 三相负荷的不合理分配


很多的装表接电的工作人员并没有专业的对于三相负荷平衡的知识概念,因此在接电的时候并没有注意到要控制三相负荷平衡,只是盲目和随意的进行电路的接电荷装表,这在很大程度上造成了三相负荷的不平衡。其次,我国的大多数电路都是动力和照明混为一体的,所以在使用单相的用电设备时,用电的效率就会降低,这样的差异进一步加剧了配电变压器三相负荷的不平衡状况。


5. 用电负荷的不断变化


造成用电负荷不稳定的原因包括了地II经常出现的拆迁,移表或者用电用户的增加;临时用电和季节性用电的不稳定性。这样在总量上和时间上的不确定和不集中性使得用电的负荷也不得不跟随实际情况而变化。


6. 对于配变负荷的监视力度的削弱


在配电网的管理上,经常会忽略三相负荷分配中的管理问题。在配电网的检测上,对配电变压器的三相负荷也没有进行定期的检测和调整。除此之外,还有很多因素造成了三相不平衡的现象,例如线路的影响以及三相负荷矩的不相等等。


三相不平衡有哪些危害?


1、增加线路的电能损耗


在三相四线制供电网络中,电流通过线路导线时,因存在阻抗必将产生电能损耗,其损耗与通过电流的平方成正比。当低压电网以三相四线制供电时,由于有单相负载存在,造成三相负载不平衡在所难免。当三相负载不平衡运行时,中性线即有电流通过。这样不但相线有损耗,而且中性线也产生损耗,从而增加了电网线路的损耗。


2、增加配电变压器的电能损耗


配电变压器是低压电网的供电主设备,当其在三相负载不平衡工况下运行时,将会造成配变损耗的增加。因为配变的功率损耗是随负载的不平衡度而变化的。


3、配变出力减少


配变设计时,其绕组结构是按负载平衡运行工况设计的,其绕组性能基本一致,各相额定容量相等。配变的最大允许出力要受到每相额定容量的限制。假如当配变处于三相负载不平衡工况下运行,负载轻的一相就有富余容量,从而使配变的出力减少。其出力减少程度与三相负载的不平衡度有关。三相负载不平衡越大,配变出力减少越多。为此,配变在三相负载不平衡时运行,其输出的容量就无法达到额定值,其备用容量亦相应减少,过载能力也降低。假如配变在过载工况下运行,即极易引发配变发热,严重时甚至会造成配变烧损。


4、配变产生零序电流


配变在三相负载不平衡工况下运行,将产生零序电流,该电流将随三相负载不平衡的程度而变化,不平衡度越大,则零序电流也越大。运行中的配变若存在零序电流,则其铁芯中将产生零序磁通。(高压侧没有零序电流)这迫使零序磁通只能以油箱壁及钢构件作为通道通过,而钢构件的导磁率较低,零序电流通过钢构件时,即要产生磁滞和涡流损耗,从而使配变的钢构件局部温度升高发热。配变的绕组绝缘因过热而加快老化,导致设备寿命降低。同时,零序电流的存也会增加配变的损耗。


5、影响用电设备的安全运行


配变是根据三相负载平衡运行工况设计的,其每相绕组的电阻、漏抗和激磁阻抗基本一致。当配变在三相负载平衡时运行,其三相电流基本相等,配变内部每相压降也基本相同,则配变输出的三相电压也是平衡的。假如配变在三相负载不平衡时运行,其各相输出电流就不相等,其配变内部三相压降就不相等,这必将导致配变输出电压三相不平衡。同时,配变在三相负载不平衡时运行,三相输出电流不一样,而中性线就会有电流通过。因而使中性线产生阻抗压降,从而导致中性点漂移,致使各相相电压发生变化。负载重的一相电压降低,而负载轻的一相电压升高。在电压不平衡状况下供电,即容易造成电压高的一相接带的用户用电设备烧坏,而电压低的一相接带的用户用电设备则可能无法使用。所以三相负载不平衡运行时,将严重危及用电设备的安全运行。


6、电动机效率降低


配变在三相负载不平衡工况下运行,将引起输出电压三相不平衡。由于不平衡电压存在着正序、负序、零序三个电压分量,当这种不平衡的电压输入电动机后,负序电压产生旋转磁场与正序电压产生的旋转磁场相反,起到制动作用。但由于正序磁场比负序磁场要强得多,电动机仍按正序磁场方向转动。而由于负序磁场的制动作用,必将引起电动机输出功率减少,从而导致电动机效率降低。同时,电动机的温升和无功损耗,也将随三相电压的不平衡度而增大。所以电动机在三相电压不平衡状况下运行,是非常不经济和不安全的。


如何改进三相不平衡?


01注重对三相负荷的合理分配


在对三相负荷的分配问题上,电力工作人员应当在实际的工作中将相关的数据进行认真的采集和记录,达到能够在一定程度上预测用电负荷的状态。其次,可以通过装设平衡装置的方式来达到更好三相平衡的分配问题。在一些采用低压三相四线制的地g,可以增设调整不平衡电流无功补偿装置来解决经常出现的电网中的不平衡电流现象造成的各类后果。这样的装置不仅可以补偿系统无功,而且也可以调整不平衡有功电流的作用。另外,根据实际情况中负荷矩的不同情况,适当的调整接线方式也对合理分配三相负荷有一定的影响。


02对三相负荷中不平衡电流的治理方法


根据不平衡电流电纳的补偿原理,在任何一个可以确定的时刻,主要出现了三相不接地的不平衡负载,那么他们中的每一个相负载都可以同一个电阻和电容形成并联的形式。因此,在不平衡电流治理电纳补偿理论的指导下,可以将不同性质符合的等效进行分析,确定相间和相对地的无功补偿量。当配电变压器要进行不平衡电流的补偿时,应该满足一下的几点原则。一是需要注意到电流的治理应当有两个内容,一个是补偿功率因数,一个是调节三相电流不平衡,这两者共同确定了补偿所需要的无功功率。第二点,在实际的工程施工时,应当采用全容性的治理方式,与电感补偿相区分,避免出现严重过补偿的情况。第三点是需要考虑到负荷是会随着时间的变化而变化的,基于这种特性,补偿量也应该根据负荷的变化进行适当的调整。第四点表现在装置开关和补偿设备的投切次数的限制,要在设计时将全天的优化方案进行策略的管理。总之,在进行比例调节系数额设置时,需要同时考虑功率因数的限制条件以及过补偿限制的条件。


03增设对三相负荷的检测调整


定期开设对三相负荷的检测工作也是非常必要的。在对三相符合的合理分配以及控制后,相关部门应当开设检测工作。电力的平衡不能是绝对的,只能是尽力做到相对的平衡,在实际的检测工作中,各部门应当以国家和相关部门制定的平衡度的衡量指标作为一个标准,将检测的结果进行专业的记录和分析,对各相的负荷电流进行定期的检测,以便于及时发现一些三相的不平衡状况。当在检测过程中发现有安全隐患的部位,要及时的进行调整和修改。对于检测过程中未发现问题的部位,也应当提高瞽惕。在检测结束以后,不仅需要进行数据的整理和分析,还要进行及时的反馈。这里的反馈主要是指根据检测结果推断出的三相需要进行的调整,以及对于新技术在三相中运用的可能性预测。通过合理的检测和对检测结果的深入分析,我们可以在最大程度上避免不平衡现象的出现,降低用电事故的出现。


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