第一節(jié) 電力主變壓器定義及性質(zhì)
1、定義
主變壓器(簡(jiǎn)稱(chēng)主變)通常是指高壓、超高壓的大容量電力變壓器,主要用于電廠升壓和電能輸送的樞紐環(huán)節(jié),由此決定主變?cè)陔娋W(wǎng)運(yùn)行中起舉足輕重的作用。
2、性質(zhì)
主變壓器是用來(lái)將電廠發(fā)電機(jī)發(fā)出的相對(duì)較低電壓的電力通過(guò)主變升壓后,向輸電線路進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸,主變壓器是電廠的核心設(shè)備之一,直接影響到系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。(高電壓的電力在遠(yuǎn)距離傳輸中可以大大減少損耗)。
電廠主變壓器不同于變電站主變壓器,因?yàn)殡姀S主變壓器分接開(kāi)關(guān)位置要涉及到與發(fā)電機(jī)電壓有關(guān)保護(hù)以及廠用電電壓等等問(wèn)題。
第二節(jié) 電力主變壓器發(fā)展歷程
變壓器變壓原理首先由法拉第于發(fā)現(xiàn),但是直到十九世紀(jì)80年代才開(kāi)始實(shí)際應(yīng)用。在發(fā)電場(chǎng)應(yīng)該輸出直流電和交流電的競(jìng)爭(zhēng)中,交流電能夠使用變壓器是其優(yōu)勢(shì)之一。變壓器可以將電能轉(zhuǎn)換成高電壓低電流形式,然后再轉(zhuǎn)換回去,因此大大減小了電能在輸送過(guò)程中的損失,使得電能的經(jīng)濟(jì)輸送距離達(dá)到更遠(yuǎn)。如此一來(lái),發(fā)電廠就可以建在遠(yuǎn)離用電的地方。世界大多數(shù)電力經(jīng)過(guò)一系列的變壓最終才到達(dá)用戶(hù)那里的。
1952年,我國(guó)自主生產(chǎn)的第一臺(tái)大容量變壓器“五千號(hào)”在沈陽(yáng)變壓器廠問(wèn)世,結(jié)束了我國(guó)不能制造大型變壓器的歷史。
第三節(jié) 世界電力主變壓器 市場(chǎng)發(fā)展 及預(yù)測(cè)
一、世界電力主變壓器產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
2010年全球發(fā)電設(shè)備和輸配電設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到1428億美元,未來(lái)也將保持4%左右的增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。目前,全球發(fā)電設(shè)備和輸配電市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)異常激烈,ABB公司、德國(guó)西門(mén)子、法國(guó)阿爾斯通和德國(guó)施耐德基本占據(jù)了全球市場(chǎng)一半的份額。從地區(qū)分布看,發(fā)達(dá)國(guó)家電力發(fā)展趨于穩(wěn)定,對(duì)設(shè)備需求的份額一直處于平穩(wěn)的狀態(tài),而亞太地區(qū)由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶動(dòng)電力需求持續(xù)增長(zhǎng),成為推動(dòng)全球發(fā)電設(shè)備和輸配電設(shè)備 行業(yè) 發(fā)展的重要力量。亞太新興市場(chǎng)從2004年起一直超過(guò)全球發(fā)電設(shè)備和輸配電設(shè)備市場(chǎng)總體規(guī)模的40%。
二、世界電力主變壓器產(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢(shì)預(yù)測(cè)
國(guó)外市場(chǎng)方面,綜合來(lái)看,全球(除中國(guó))2015年的用電量將達(dá)到1.69萬(wàn)太瓦時(shí),若按照每年利用小數(shù)為5000小時(shí)計(jì)算,累計(jì)裝機(jī)容量為33.74億千瓦,未來(lái)年均需新增裝機(jī)容量8100萬(wàn)-8800萬(wàn)千瓦。200KV及以上日本累計(jì)容載比為1.13,法國(guó)為1.96,俄羅斯為1.5??紤]電壓等級(jí)的提升以及電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化,假定海外市場(chǎng)未來(lái)合理的新增200KV及以上容載比為1.8-2.2,同時(shí)考慮變壓器更新?lián)Q代,國(guó)外市場(chǎng)220KV及以上變壓器的年均需求量約為2.6億-3.2億千伏安。發(fā)展中國(guó)家剔出中國(guó)因素,2010年,發(fā)展中國(guó)家220KV及以上變壓器需求量約為0.72億千伏安,2015年增長(zhǎng)至0.87億千伏安。
第四節(jié) 主要國(guó)家或地區(qū)電力主變壓器產(chǎn)業(yè)發(fā)展及預(yù)測(cè)
非洲國(guó)家的電力生產(chǎn)和輸送能力低,成本居高不下,嚴(yán)重影響了其地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。迄今為止,很多非洲國(guó)家沒(méi)有電力設(shè)備生產(chǎn)能力,在電力設(shè)計(jì)、設(shè)備采購(gòu)、工程施工、檢修維護(hù)、運(yùn)行管理等方面基本上還是空白,仍嚴(yán)重依賴(lài)外國(guó)承包商;東南亞、中東等國(guó)家地區(qū)由于工業(yè)化現(xiàn)代化進(jìn)程相對(duì)較慢,電力建設(shè)發(fā)展多依賴(lài)西方國(guó)家和中國(guó)。
當(dāng)前以及未來(lái),中國(guó)都將是220KV及以上變壓器最大的市場(chǎng)。至2010年,全球220KV及以上變壓器市場(chǎng),中國(guó)需求量約占59%,發(fā)展中國(guó)家(除中國(guó))占13%,其它國(guó)家則約為28%。因此,當(dāng)中國(guó)需求出現(xiàn)飽和以后,海外市場(chǎng)特別是發(fā)展中國(guó)家市場(chǎng)可能并沒(méi)有想象中那樣值得期待。
第五節(jié) 中國(guó)電力主變壓器產(chǎn)業(yè)發(fā)展環(huán)境(PEST)
一、經(jīng)濟(jì)環(huán)境 分析
2005-2011年我國(guó)GDP增長(zhǎng)變化情況
單位:億元
2005-2011年我國(guó)CPI指數(shù)同比增長(zhǎng)變化情況
工業(yè)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行在平穩(wěn)較快的增長(zhǎng)區(qū)間上。從宏觀層面看,今年以來(lái),我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)正由政策刺激向自主增長(zhǎng)有序轉(zhuǎn)變,繼續(xù)朝著宏觀調(diào)控的預(yù)期方向發(fā)展。呈現(xiàn)出生產(chǎn)增長(zhǎng)較快、效益同步改善、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整穩(wěn)步推進(jìn)的良好格局。
2011年1~8月,全國(guó)規(guī)模以上工業(yè)增加值同比增長(zhǎng)14.2%。一季度增長(zhǎng)14.4%,二季度增長(zhǎng)14%,7、8兩個(gè)月分別增長(zhǎng)14%和13.5%。未出現(xiàn)令人擔(dān)憂(yōu)的大起大落局面。總體上看,工業(yè)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行實(shí)現(xiàn)了由恢復(fù)性的快速增長(zhǎng)向平穩(wěn)運(yùn)行、適度增長(zhǎng)有序轉(zhuǎn)變。
二、政策、法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)
《中華人民共和國(guó)電力 行業(yè) 標(biāo)準(zhǔn)220~500kV電網(wǎng)繼電保護(hù)裝置運(yùn)行整定規(guī)程》是電力系統(tǒng)繼電保護(hù)運(yùn)行整定的基本規(guī)定,與電力系統(tǒng)繼電保護(hù)相關(guān)的設(shè)計(jì)部門(mén)和調(diào)度運(yùn)行部門(mén)應(yīng)共同遵守;是220kV、330kV和500kV電網(wǎng)的線路、母線以及與電網(wǎng)保護(hù)配合有關(guān)的變壓器等電力設(shè)備繼電保護(hù)運(yùn)行整定的基本依據(jù);220kV及以上電力系統(tǒng)繼電保護(hù)及自動(dòng)重合閘裝置的技術(shù)要求必須與本規(guī)程的繼電保護(hù)運(yùn)行整定具體規(guī)定相符合。
按照DL400—91《繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程》的規(guī)定,配置結(jié)構(gòu)合理、質(zhì)量?jī)?yōu)良和技術(shù)性能滿(mǎn)足運(yùn)行要求的繼電保護(hù)及自動(dòng)重合閘裝置是實(shí)現(xiàn)可靠繼電保護(hù)的物質(zhì)基礎(chǔ);按照《中華人民共和國(guó)電力 行業(yè) 標(biāo)準(zhǔn)220~500kV電網(wǎng)繼電保護(hù)裝置運(yùn)行整定規(guī)程》規(guī)定進(jìn)行正確的運(yùn)行整定是保證電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行、減輕故障設(shè)備損壞程度的必要條件。
220kV、110kV、500kV-110kV主變壓器中性點(diǎn)接地方式應(yīng)遵循DL/T559-94《220-500kV電網(wǎng)繼電保護(hù)裝置運(yùn)行整定規(guī)程》和DL/T584-95《3-110kV電網(wǎng)繼電保護(hù)裝置運(yùn)行整定規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定,并兼顧各電壓等級(jí)主變壓器中性點(diǎn)絕緣水平。
三、社會(huì)環(huán)境
2010年12月份全社會(huì)用電量為3625億千瓦時(shí),同比增長(zhǎng)3%;2010年全年我國(guó)全社會(huì)用電量41923億千瓦時(shí),同比增長(zhǎng)14.56%,增幅比上年提高8.12個(gè)百分點(diǎn)。電力專(zhuān)家稱(chēng),2010年用電量增幅創(chuàng)下近年來(lái)新高,2011年中國(guó)全社會(huì)用電量達(dá)4.7萬(wàn)億千瓦時(shí),同比增長(zhǎng)11.7%,從而導(dǎo)致節(jié)能減排壓力加大。
隨著經(jīng)濟(jì)增速進(jìn)一步回落,今年全社會(huì)用電量增速將放緩至8.5%左右。我國(guó)正處在工業(yè)化發(fā)展的階段,用電量是反映經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r的一個(gè)最直接的指標(biāo)。
四、技術(shù)環(huán)境
《主變壓器技術(shù)規(guī)范書(shū)》(G-YC99-60-1)國(guó)家電力公司電力 規(guī)劃 設(shè)計(jì)總院1999年10月北京關(guān)于頒發(fā)變壓器、互感器、電抗器、運(yùn)煤自動(dòng)化設(shè)備等九本技術(shù)規(guī)范書(shū)的通知。
電規(guī)電(1999)6號(hào)根據(jù)電力勘測(cè)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化任務(wù)的安排,由東北電力設(shè)計(jì)院編制的《主變壓器技術(shù)規(guī)范書(shū)》(G-YC99-60-1)、《聯(lián)絡(luò)變壓器技術(shù)規(guī)范書(shū)》(G-YC99-60-2)、《起動(dòng)/備用變壓器技術(shù)規(guī)范書(shū)》(G-YC99-60-3)、《高壓廠用工作變壓器技術(shù)規(guī)范書(shū)》(G-YC99-60-4),河北省電力勘測(cè)設(shè)計(jì) 研究 院編制的《電壓互感器技術(shù)規(guī)范書(shū)》(G-YC99-61)、《電流互感器技術(shù)規(guī)范書(shū)》(G-YC99-62),河南省電力勘測(cè)設(shè)計(jì)院編制的《油浸式并聯(lián)電抗器技術(shù)規(guī)范書(shū)》(G-YC99-63-1)、《干式空芯并聯(lián)電抗器技術(shù)規(guī)范書(shū)》(G-YC99-63-2),華北電力設(shè)計(jì)院編制的《運(yùn)煤自動(dòng)化設(shè)備技術(shù)規(guī)范書(shū)》(G-YC99-68)等九本技術(shù)規(guī)范書(shū)已完成報(bào)批稿,經(jīng)組織審查現(xiàn)批準(zhǔn)發(fā)布,自發(fā)布之日起實(shí)施。上述設(shè)備技術(shù)規(guī)范書(shū)由國(guó)家電力公司電力 規(guī)劃 設(shè)計(jì)總院負(fù)責(zé)解釋和管理。
以上設(shè)備技術(shù)規(guī)范書(shū)是根據(jù)我國(guó)現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)編制的,適用于發(fā)電廠、變電所設(shè)備招(議)標(biāo)用設(shè)備技術(shù)規(guī)范書(shū)的典型范本和指導(dǎo)性文件,可在具體工程設(shè)備招(議)標(biāo)中使用。
第六節(jié) 電力主變壓器生產(chǎn)工藝 分析
特種變壓器生產(chǎn)主要包括鐵心制作 、絕緣件制作、繞組繞制 、夾件及緊固件制作 、油箱及儲(chǔ)油柜制作 、裝配及變壓器檢測(cè)試驗(yàn)等。金屬板材及型材在下料前要作噴、拋丸除銹處理。夾件清渣后要進(jìn)行酸洗、磷化表面處理。油箱、儲(chǔ)油柜、夾件等均要按工藝要求噴涂防銹漆和面漆。
電力主變壓器生產(chǎn)工藝流程圖
第七節(jié) 電力主變壓器產(chǎn)業(yè)發(fā)展特征
一、周期性特征
電力主變壓器屬于輸配電及控制設(shè)備制造 行業(yè) ,由于輸配電及控制設(shè)備 行業(yè) 的季節(jié)性特征,下游客戶(hù) 行業(yè) 一般會(huì)在每年年初制定全年的采購(gòu)計(jì)劃,并邀請(qǐng)本 行業(yè) 合格供應(yīng)商進(jìn)行產(chǎn)品投標(biāo),下半年中標(biāo)供應(yīng)商才對(duì)輸配電及控制設(shè)備供貨,年底前是交貨結(jié)算的高峰期,因此正常情況下第一、二季度為 行業(yè) 的淡季,第三、四季度是 行業(yè) 的旺季,具有明顯的周期性特征。
二、區(qū)域性分布
從銷(xiāo)售區(qū)域來(lái)看,華東地區(qū)和華北地區(qū)是我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展最好的區(qū)域之一,也是我國(guó)電力主變壓器生產(chǎn)的主要地區(qū),我國(guó)的電力主變壓器生產(chǎn)企業(yè)主要分布在這兩個(gè)地區(qū)。
三、產(chǎn)業(yè)鏈 研究
1、上游產(chǎn)業(yè)
電力主變壓器的上游主要是銅、取向硅鋼片等,作為生產(chǎn)變壓器主要原材料,冷軋取向硅鋼片正面臨全球缺貨的危機(jī),在國(guó)內(nèi)只有武鋼一家生產(chǎn)變壓器用冷軋取向硅鋼片,武鋼的年生產(chǎn)量只有不到30萬(wàn)噸,而我國(guó)變壓器企業(yè)一年的需求量在60萬(wàn)噸,對(duì)進(jìn)口的依賴(lài)程度很高。世界范圍內(nèi),能夠生產(chǎn)取向硅鋼片的鋼鐵公司只有俄羅斯Viz-Stal和Novolipetsk公司、德國(guó)克虜伯鋼鐵公司、日本的新日鐵和JFE公司、美國(guó)的AK鋼公司、武鋼股份[5.25-4.55%]等少數(shù)幾家大型鋼鐵公司。隨著美歐等國(guó)家的電網(wǎng)改造以及印度電力建設(shè)加速,冷軋取向硅鋼片需求量大增,加之日本市場(chǎng)減少了出口的比例,使得國(guó)際上冷軋取向硅鋼片的輸出均大量減少,國(guó)內(nèi)冷軋取向硅鋼片的進(jìn)口量一時(shí)間不增反降。
目前武鋼股份投資的二硅鋼廠的取向硅鋼片生產(chǎn)線是國(guó)內(nèi)惟一在建的取向硅鋼片生產(chǎn)線,但相對(duì)于快速增長(zhǎng)的需求,武鋼的新增產(chǎn)能并不能縮小國(guó)內(nèi)供需缺口。
2、下游產(chǎn)業(yè)
2011年是電網(wǎng)“十二五” 規(guī)劃 的第一年,同時(shí)特高壓交直流以及智能電網(wǎng)將進(jìn)入全面建設(shè)的階段,電氣設(shè)備 行業(yè) 有望迎來(lái)歷史的黃金發(fā)展時(shí)期,國(guó)務(wù)院總理溫家寶5日主持召開(kāi)國(guó)務(wù)院常務(wù)會(huì)議,決定實(shí)施新一輪農(nóng)村電網(wǎng)改造升級(jí)工程。
新能源 規(guī)劃 指出到2020年我國(guó)非化石能源占一次能源消費(fèi)的比重將達(dá)到15%,新能源已成為未來(lái)的能源發(fā)展方向。我國(guó)的新能源發(fā)電存在發(fā)電不穩(wěn)定和可協(xié)調(diào)性低等問(wèn)題,而現(xiàn)有的電網(wǎng)卻不支持大規(guī)模間歇性電源與分布式電源接入,無(wú)法滿(mǎn)足新能源發(fā)展的要求。在這種背景下,智能電網(wǎng)備受期待。智能電網(wǎng)是現(xiàn)代電網(wǎng)朝著更清潔、更安全方向的全面升級(jí),是兼容性更強(qiáng)、能源使用率更高、運(yùn)行更穩(wěn)定的電網(wǎng),是信息與能源雙向流動(dòng)的電網(wǎng),是未來(lái)電力系統(tǒng)的發(fā)展方向。
變電環(huán)節(jié)的重點(diǎn)項(xiàng)目有智能變電站的新建和改造。與傳統(tǒng)變電站不同,智能變電站應(yīng)用了電子式互感器,采納了IEC61850通信標(biāo)準(zhǔn),從源頭保證了保護(hù)的可靠性。我們認(rèn)為未來(lái)五年數(shù)字化變電站的市場(chǎng)容量在360億元左右,其中電子互感器和數(shù)字化續(xù)電保護(hù)及自動(dòng)化成套設(shè)備都將達(dá)到150億元。
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