隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)中小城市的供電網(wǎng)的特點主要表現(xiàn)在:① 供電網(wǎng)的功能已經(jīng)兼具城網(wǎng)和農(nóng)網(wǎng)的雙重特點;② 電力負(fù)荷的組成中,城鎮(zhèn)用電、商業(yè)用電和居民生活用電的比例增加很快,對供電的可靠性和經(jīng)濟(jì)性提出了更高的要求;③ 電源點建設(shè)和主網(wǎng)架得到加強(qiáng),目前110kV級地區(qū)電網(wǎng)的主網(wǎng)架已初步形成,有的縣、市已有220 kV變電所;④ 新形勢下,在城網(wǎng)及農(nóng)網(wǎng)改造工程中,提出了減少變電級次的要求,即從220kV到低壓之間逐步做到四個電壓等級即220/110(35)/10(20)/0.4kV和東北地區(qū)的220/63/10/0.4kV。⑤ 無油化、免維護(hù)和節(jié)能型設(shè)備的廣泛采用。本文就中小城市的城網(wǎng)和農(nóng)網(wǎng)改造工程中,中壓等級配電變壓器的選型談幾點看法,順便對幾種新型變壓器的技術(shù)特點作些介紹,以供參考。
　　1優(yōu)先選用低損耗的配電變壓器
　　1982年全國統(tǒng)一設(shè)計的S7和SＬ7系列變壓器曾在電網(wǎng)降損節(jié)能中發(fā)揮了一定的作用,但由于他們本身存在的過載能力差、機(jī)械強(qiáng)度低等弱點,將被新型節(jié)能系列變壓器所代替。近年來新開發(fā)的節(jié)能型低損耗電力變壓器有S8和S9兩大類,其節(jié)能效果更為顯著,已達(dá)到80年代初期的國際先進(jìn)水平。
　　S9型低損耗變壓器的線圈全部用銅導(dǎo)線繞制,器身和絕緣采用新的設(shè)計和工藝,主要規(guī)格為10/0.4kV、200～1600kVA和10～35/3.15～10kV、2000～6300kVA的產(chǎn)品。其損耗值與S7系列比較,空載損耗可降低8%左右,短路損耗可降低25%左右,節(jié)能效果較為顯著。

　　2全面推廣少維護(hù)、全密封式電力變壓器
　　我國從1988年起開始研制全密封式配電變壓器,《機(jī)械工業(yè)2000年產(chǎn)品振興目標(biāo)研究》中將開發(fā)全密封變壓器列為國家重點技術(shù)開發(fā)項目。并確定其產(chǎn)品規(guī)格為:高壓側(cè)額定電壓10～35kV,容量為6300kVA級以下。目前此類產(chǎn)品的規(guī)格范圍是:10kV級,30～2000kVA;35kV級,2000、2500、3150kVA。國內(nèi)至少已有20多個北方和南方氣候條件不同的省份得到推廣應(yīng)用,效果良好。
　　全密封變壓器的設(shè)計特點是:采用波紋油箱,不吊心結(jié)構(gòu),無儲油柜,真空注油,利用波紋油箱冷卻片(肋片)的彈性,來調(diào)節(jié)補(bǔ)償絕緣油熱脹冷縮引起體積的變化,以保持變壓器內(nèi)部油面的穩(wěn)定。對全密封電力變壓器在電網(wǎng)中推廣應(yīng)用的看法如下:
　　(1) 運(yùn)行可靠,變壓器使用壽命長。
　　由于油箱內(nèi)的變壓器油與外界空氣隔絕,有效地防止了絕緣油因吸潮和氧化而加速老化的進(jìn)程,同時也延緩了固體絕緣的老化,延長了變壓器的使用壽命。
　　(2) 便于維護(hù),減少檢修工作量。
　　全密封變壓器的結(jié)構(gòu)設(shè)計,按不需吊心檢查的要求來考慮,設(shè)備運(yùn)到現(xiàn)場后即可進(jìn)行安裝,經(jīng)交接試驗投入運(yùn)行后,在20～30年的壽命期內(nèi)不需定期檢修,也不需進(jìn)行絕緣油試驗和處理,很大程度上減少了安裝和檢修工作量。
　　(3) 減小了檢修備用容量,提高了利用率。
　　對整個供電單位來講,采用全密封變壓器可減少用于檢修替換的備用容量,增加了變壓器的年利用小時數(shù)。
　　(4) 技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益高。
　　目前全密封的BS7型產(chǎn)品與普通S7型產(chǎn)品的價格比為1.1:1,隨著工藝的改和批量的增加,其價格還在望持平或低于傳統(tǒng)產(chǎn)品。性能指標(biāo),外型尺寸和重量兩者相差不大,但可節(jié)省檢修和維修費(fèi)用及由于變壓器停電而少送電的損失。
　　(5) 清潔美觀減少了對環(huán)境的污染
　　全密封變壓器不會漏油,對保持運(yùn)行場所的潔凈將有好處。

　　3因地制宜選用干式電力變壓器
　　凡鐵心和高低壓線圈都不浸泡在絕緣油中的電力變壓器統(tǒng)稱“干式變壓器”,干式變壓器的線圈經(jīng)過樹脂處理,其包封層象玻璃鋼一樣的堅固,它的力學(xué)強(qiáng)度,承受短路的能力,對冷熱交變的適應(yīng)和防火阻燃性能比較好。因此,廣泛應(yīng)用于對防火要求較高的電力負(fù)荷中心,高層建筑、機(jī)場、碼頭、車站、地下鐵道等場合和箱式變電所。我國于80年代開始
　　生產(chǎn)干式電力變壓器,1986年頒發(fā)了GB6450－86國家標(biāo)準(zhǔn)《干式電力變壓器》,1988年又頒發(fā)了《三相樹脂絕緣干式變壓器技術(shù)條件》(SBk41003－88)。
　　通過引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)或技術(shù)合作,目前已有幾十多個廠家批量地生產(chǎn)出技術(shù)性能良好的干式電力變壓器,有些產(chǎn)品的性能同時可滿足國際電工委員會IEC726－82標(biāo)準(zhǔn)和德國工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DIN42523－87的要求,達(dá)到了國際上90年代的水平,目前干式變壓器產(chǎn)品高壓側(cè)的額定電壓可達(dá)35kV,單臺額定16000kVA,還開發(fā)了10kV以下、2000kVA以下有載調(diào)壓的干式變壓器。
　　干式變壓器的線圈絕緣的質(zhì)量是保證變壓器安全運(yùn)行的關(guān)鍵,國內(nèi)產(chǎn)品可分為三大類:

　　(1) 環(huán)氧樹脂繞注式線圈:
　　低壓圈為鋁箔繞制的圓形線圈,高壓線圈亦用鋁導(dǎo)線繞制,線圈的包封層采用以石英粉為填料的環(huán)氧樹脂在真空條件下澆注而成,包封層厚度為6～15mm。設(shè)計上選用鋁線圈的原因是因為鋁的膨脹系數(shù)比銅大,與包封層樹脂的膨脹系數(shù)相差較小,有助于防止樹脂封層的開裂。

　　(2) 薄層環(huán)氧樹脂澆注式線圈:
　　低壓線圈為圓筒式,高壓線圈為分段式,采用銅導(dǎo)線,包封層為含80%玻璃纖維的環(huán)氧樹脂,在真空條件下澆制,厚度為1～2mm。這種包封層的韌度和彈性都很強(qiáng),可隨線圈熱脹冷縮而不會開裂,有利于改善熱傳導(dǎo),選用銅導(dǎo)線是為了提高短時間的過載能力。

　　(3) 纏繞式樹脂包封線圈:
　　此產(chǎn)品為70年代中期國外開發(fā)的產(chǎn)品,采用無模成型工藝,線圈用玻璃纖維絲交叉纏繞后,用加強(qiáng)型環(huán)氧樹脂對線圈進(jìn)行包封,其絕緣結(jié)構(gòu)具有良好的電氣、防潮、防開裂和防火的性能。
　　干式變壓器的標(biāo)準(zhǔn)型是不帶罩殼的,但根據(jù)用戶的要求可以提供不同類型的罩殼,加罩殼后會使線圈的溫升提高15%～20%。干式變壓器加裝軸流式風(fēng)扇后,當(dāng)風(fēng)扇投入運(yùn)行時,輸出容量要增加35%～50%。含玻璃纖維80%的環(huán)氧樹脂的抗拉強(qiáng)度不低于鋼材的水平,與石英粉為填料的環(huán)氧樹脂對比,熱膨脹系數(shù)只有其1/5左右,而抗拉強(qiáng)度要比其大8～10倍,因此防開裂和防潮性能都很好。干式變壓器的包封層具備阻燃和自熄的特點。根據(jù)計算分析,一臺1000kVA的SCR型干式變壓器完全燃燒后產(chǎn)生的熱量僅為同容量油浸式變壓器的5%左右,因此干式變壓器的防火性能是較滿意的。有載調(diào)壓的干式變壓器有九個以下分接頭,分別接到真空有載調(diào)壓開關(guān)上。

　　4對SF6氣體絕緣變壓器的應(yīng)用
　　SF6氣體絕緣變壓器具有防火的特點,是現(xiàn)代城市電網(wǎng)改造和高層建筑、大型公共設(shè)施、電氣化鐵道、石油化工企業(yè)等供電的關(guān)鍵設(shè)備,為解決城市供電無油化創(chuàng)造了條件。建議在我國挑選出2～3個有代表性的中等城市電網(wǎng)中集中試點選用,以便進(jìn)一步總結(jié)經(jīng)驗加以推廣。

　　5進(jìn)一步總結(jié)非晶合金變壓器掛網(wǎng)試點的經(jīng)驗
　　非晶合金鐵芯主要用于小容量變壓器,上海1986年研制出我國第一臺非晶合金鐵芯變壓器,高壓繞組為10kV,單臺容量30kVA,三相無勵磁調(diào)壓,空載損耗僅27W,是同容量低損耗產(chǎn)品的1/5.7,空載電流僅為標(biāo)準(zhǔn)值的1/35,節(jié)能效果十分顯著,目前我國已有一些變壓器廠試生產(chǎn)非晶合金鐵芯變壓器,鐵芯主要從美國進(jìn)口。非晶合金鐵芯變壓器的集中掛網(wǎng)試點已在河北涿州和甘肅天水兩地實施,總結(jié)運(yùn)行經(jīng)驗,運(yùn)行效果是滿意的,主要問題是設(shè)備價格較貴,如何從節(jié)能效果上進(jìn)行抵償尚須分析研究,建議在我國南方地區(qū)再安排1～2個試點城市,進(jìn)一步總結(jié)經(jīng)驗。

　　6箱式變電所的應(yīng)用和存在問題
　　我國10/0.4kV變電所量大面廣,但幾十年來基本沿用傳統(tǒng)的土建變電所和桿上變臺兩種模式。由于土建變電所投資多、占地大、工期長,而桿上變臺的變壓器容量常常不能滿足負(fù)荷增長的需求,且安全性較差,又不夠美觀,不能適應(yīng)現(xiàn)代化城市對供電網(wǎng)采用電纜配電的要求,有些地方已經(jīng)到了非改不可的程序。近年來,在城網(wǎng)改造中,箱式變電所得到了廣泛的應(yīng)用。其優(yōu)點是投資省、安裝快、體積小、占地少、外形美觀、易于搬遷,有利于實現(xiàn)工廠化、系列化生產(chǎn),有利于實現(xiàn)自動控制和無人值守。在實踐中,也存在一些問題,主要有以下幾方面:① 有些箱式變電所不能滿負(fù)荷運(yùn)行,在夏季高溫時段,變壓器不到半負(fù)荷,箱變內(nèi)部已經(jīng)超過規(guī)定的溫度,如加裝排風(fēng)扇,又使箱變內(nèi)部積垢甚多,易于污閃;② 內(nèi)部凝露引起閃絡(luò)問題,由于箱式變電所內(nèi)部的元件和設(shè)備大部份只能用于戶內(nèi),為了防濕、防污穢、防鹽霧、防腐蝕性氣體及小昆蟲的侵襲,應(yīng)對箱式變電所進(jìn)行密封,密封空間內(nèi)的絕對濕度是不變的,但對相同的絕對濕度來說,在不同環(huán)境溫度下,相對濕度則不一樣。例如絕對濕度為30.7G/m3時,在40℃時相對濕度為60%,35℃時相對濕度為75%,空間的空氣都是干燥的,但在30℃左右時相對濕度為100%就會發(fā)生凝露,即使日溫差只有10℃左右,長江以南的梅雨地區(qū)也會發(fā)生凝露。③ 高寒地區(qū)冬季難以保溫,有些箱式變電所內(nèi)部溫度低于-30℃。基于以上情況對國內(nèi)箱式變電所產(chǎn)品的發(fā)展方向,談幾點看法:
　　(1) 箱式變電所要向多品種發(fā)展,以適應(yīng)不同氣候地區(qū)的需求。
　　(2) 農(nóng)網(wǎng)用的箱式變電所可設(shè)計為架空進(jìn)出線。
　　(3) 采用防凝露的國內(nèi)專利,使箱體具有只能由內(nèi)向外散熱,不能或很少地由外向內(nèi)傳熱的功能,對寒帶地區(qū)應(yīng)能自動保溫。
　　(4) 對箱內(nèi)電器設(shè)備要進(jìn)行篩選,簡化電氣接線。
　　(5) 質(zhì)量上要力求做到至少維護(hù)20年內(nèi)不檢修。