行業(yè)技術(shù)水平存在差距
中國變壓器制造行業(yè)整體發(fā)展向好,近五年產(chǎn)量均超過15億千伏安,且在全球變壓器市場中占據(jù)重要地位,生產(chǎn)的變壓器占世界變壓器市場份額的35%。然而,與發(fā)達國家相比,我國變壓器相關(guān)技術(shù)還存在一定的差距,如核心技術(shù)依賴進口、技術(shù)細節(jié)把握較差等。
變壓器制造行業(yè)的技術(shù)差距,主要是因為我國對于變壓器相關(guān)技術(shù)投入不足。而變壓器制造工藝的發(fā)展主要結(jié)合新產(chǎn)品、新結(jié)構(gòu)的特點研究出與之相適應(yīng)的工藝,并著重于新材料、新裝備的開發(fā)應(yīng)用以此來不斷提高產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性。這些新工藝的研究開發(fā)都需要大量的資金投入,投入不足必然導致技術(shù)差距不斷加大。
好在我國政府已經(jīng)意識到這種差距,正通過政策、財政支持推動變壓器制造行業(yè)技術(shù)水平的提升,縮小與發(fā)達國家的差距。在此背景下,變壓器制造技術(shù)迎來創(chuàng)新高峰期,專利公開數(shù)量顯著提升。
根據(jù)SooPAT數(shù)據(jù)統(tǒng)計,2008年以來,我國變壓器制造行業(yè)相關(guān)技術(shù)專利申請數(shù)量增長迅速,進入專利申請活躍期。2017年,我國變壓器相關(guān)技術(shù)專利申請數(shù)量為14106件,達到歷史最高值;2018年技術(shù)專利申請數(shù)量稍有回落,為10240件。
從專利分布來看,“H01F磁體;電感;變壓器;磁性材料的選擇”申請量最多,達到40251件,占比為31.86%;“H02M用于交流和交流之間、交流和直流之間、或直流和直流之間的轉(zhuǎn)換以及用于與電源或類似的供電系統(tǒng)一起...”其次,占比9.06%。
從專利申請人來看,國家電網(wǎng)公司遙遙領(lǐng)先,申請的專利數(shù)量多達7582件,占比為6.15%;保定天威集團有限公司、中國電力科學研究院緊隨之后,專利申請量分別為674件、502件。
未來朝四個方向發(fā)展
對于國內(nèi)變壓器制造行業(yè)而言,未來發(fā)展方向主要是節(jié)能降噪、高可靠性、大容量、多功能組合及智能化。
我國在損耗與噪聲研究及節(jié)能環(huán)保變壓器的制造上,已經(jīng)取得了可喜的成績,具備較高水平。然而,節(jié)能環(huán)保是變壓器研發(fā)的永恒課題,還有很多問題值得研究。例如:低損耗硅鋼片、階梯步迭鐵心接縫、箔式繞組結(jié)構(gòu)、噪聲研究的深入、環(huán)境保護要求、計算機優(yōu)化設(shè)計等新材料、新工藝、新技術(shù)的引入及其發(fā)展,將使未來的變壓器更加節(jié)能,噪音更加低。
變壓器的可靠性問題依舊較為嚴重,需要制造商和使用者共同努力才能實現(xiàn)。變壓器制造商要按照國家的相關(guān)標準生產(chǎn)出質(zhì)量好效益高的產(chǎn)品,在電磁場理論及其計算、澆注工藝、熱點溫升、局放機理、質(zhì)保體系、可靠性工程等方面進行大量的基礎(chǔ)研究,積極進行可靠性認證,進一步提高變壓器的可靠性。
大容量方面,隨著城市用電負荷不斷增加,城網(wǎng)區(qū)域性變電所越來越深入城市中心區(qū)、居民小區(qū)、大中型廠礦等負荷中心,35kV大容量的區(qū)域供電變壓器將獲得廣泛應(yīng)用。目前,我國已經(jīng)生產(chǎn)了35kV、16000kVA和20000kVA等超大容量的變壓器,若工程需要,還可以設(shè)計制造出更大容量的各種各樣的變壓器。
最后,隨著信息化技術(shù)的不斷發(fā)展,變壓器將進一步加速完善其智能化進程。特別是在智能電網(wǎng)建設(shè)速度加快和智能配電區(qū)的需求下,智能化技術(shù)發(fā)展趨勢日益明顯。從只具單一變電功能的變壓器,向帶有強迫風冷、保護外殼、功率計量、封閉母線、各種低壓側(cè)向出線、計算機接口等多功能組合式變壓器發(fā)展,到引入TTU智能化終端,具有數(shù)據(jù)處理、狀態(tài)控制、狀態(tài)顯示等功能,從而使變壓器成為一種多功能智能化、隨時處于最佳運行狀態(tài)的電力設(shè)備。