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变压器铜铝材料现状及发展趋势
日期:2015-06-24 10:24  点击:0

20世纪90年代,欧美普遍使用铝漆包线,而我国由于铜资源发掘困难期处在20世纪70年代前,均在电线电缆、电力变压器、电机等领域大批采用铝线或铝漆包线,从该角度分析,铝漆包线使用没有问题,只是随着铜资源的不断丰富及铜铝价格差异,业内逐渐开始使用铜线或铜漆包线,并在短期内得到极大推广。只是随着铜价波动及成本压力,铝代替的概念又浮出水面,并得到迅速发展。

在铝代铜的问题上,有些客户存在观念上的差异,认为铝代铜是技术倒替,实际上这种观点不正确,铝漆包线欧美一直在使用,而且国际电工委员会(IEC)等国际标准机构也制定了相应的铝漆包线技术标准(IEC60317-0-3、IEC60317-25、NEMA-1000等),说明了铝漆包线在技术使用上的成熟性。因此,部分客户对铝漆包线的运用不必过分担心,要正确认识铝漆包线的使用及与铜漆包线的差异,特别是困扰客户的焊接问题,制约了铝漆包线的开发与使用。经过不懈努力,不同客户根据产品性能,采取不同方式解决了此问题了,如有些客户采用压接铆接,有些采用助焊剂焊接,有些采用氩弧焊接等。总之,相信业内会开发出一种良好的焊接方式。总体来讲,铜密度是8.9,铝密度是2.7.在电阻率方面铜为0.02135,铝为0.037.铜质与铝质变压器相比,铜质变压器的抗短路、抗冲击性能等均优于铝质变压器。

变压器材料行业现状

随着国家电网电压等级的不断提高,输变电设备对发电设备的配套定额不断增加,从而促进了国民经济建设领域对电力变压器、配电变压器、工业稳压器等输电设备需求的大幅增长。

目前铜质变压器价格较贵。由于国内市场惨烈,中标价低于成本价,导致变压器价格较贵。由于国内市场竞争惨烈,中标价低于成本价,导致变压器产品质量下降、事故率上升,出现了一些企业以牺牲产品质量进行恶意竞争的现象(三季度利润率同比下降46%)。此外,国家质检总局已连续3年对变压器行业进行监督检查,根据检测结果显示,行业整体水平并未明显提升,且仍存在许多问题温升和局部不合理、损耗较大等。在这3年期间,年平均合格率均未超过80%,低于家用电器的合格率(家用电器合格率均未低于90%,基本保持在95%左右),经过对比分析,配电变压器事故呈上升趋势。近5年来,事故变压器产品逐渐增多,电网安全受到了威胁。影响产品质量的几种不良现象包括合同欺诈、导磁性能、表面绝缘、损耗、噪音超标、变压器容量“缺斤短两”。

变压器材料行业产能过剩。我国变压器制造企业约有1500家。500kv以上变压器的生产企业近30家;220kv及以上企业约50家;110kv及以下生产企业在统计范围内、具有一定规模的生产企业约130家左右。近3年来,我国年产变压器需求量均在13亿千伏安左右。而我国变压器行业的产能约30亿千伏安,其中沈、西、保三集团产能约5亿千伏安。前几年,我国电力建设发展迅猛,变压器需求量迅速增加,导致国内相当一部分变压器企业快速扩大产能,甚至个别企业产能翻番。2009年以来,国家电力建设速度放缓,国内变压器需求量有所降低,特别是国网公司、南网公司采用集中招标方式采购变压器,低价中标导致企业竞争空前激烈。

综上,在经济全球化的大趋势下,随着国内经济运行环境的日趋复杂,包括变压器制造企业在内的广大中小企业,面临着历史发展机遇和严峻挑战。“加快产业转型,增强创新能力,提高市场竞争力"成为中小企业生存和发展的主旋律。

铜铝互换需走技术创新之路

要通过材料改进(铜铝互换互用)降低变压器的损耗,在电流有效值一定的情况下,只要降低绕组等效直流电阻就可降低损耗。绕组电阻与材质、长度、截面积,甚至温度(关系很小)等有关,可采用如下方法降低绕组直流损耗。

在变压器窗口面积允许的情况下,尽量采用大一点的等效截面积漆包线(单根线不要超出穿透深度);适当减少绕组的匝数(会增加铁损),同时做到以下内容。

(1)要提高铝的硬度;

(2)采用铜包铝技术,减少肌肤效应。

一些企业已经开发出铜包铝导线,铜线处在外层,占面积15%,总比重为3.63g/cm³,考虑趋表和邻近效应,铜包铝导线的电阻率比纯铝线小很多,节省了成本,是一种充分发挥铜和铝效果的复合材料。

值得注意的是选用温度指数高、耐热等级180聚脂亚胺QZY漆包线和220聚脂亚胺QYZ漆包线,允许导线电流的密度增大、直径减少、用铜量减少、铁心窗口面积减少、用铁量减少,进而降低整体成本。特别对体积要求小的高频小功率电源变压器,采用耐热性更好的漆包线,更能显现出技术经济效益。

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