綜述了內(nèi)外SF6氣體絕緣干式變壓器的發(fā)展現(xiàn)狀。介紹了這種干式變壓器的結(jié)構(gòu)特點和制造工藝。對生產(chǎn)成本和市場銷售價格進(jìn)行了分析和討論。指出了SF6氣體對環(huán)境保護(hù)的影響。關(guān)鍵詞：SF6氣體絕緣干式變壓器；結(jié)構(gòu)；生產(chǎn)成本；價格；環(huán)保1前言SF6氣體絕緣干式變壓器(以下簡稱GIT)采用不燃、抗災(zāi)、安全的SF6氣體作為絕緣介質(zhì)，是目前公認(rèn)的唯一一種具有優(yōu)異抗災(zāi)性能、技術(shù)成熟、電壓可達(dá)275 ~ 500 kV、容量可達(dá)300MVA的電力干式變壓器。特別適用于人口密集、場地狹窄的地下變電站和城市變電站。GIT在外有30多年的安全運營經(jīng)驗，在制造、運營、維護(hù)方面技術(shù)成熟。因此，在目前中城市網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)型的熱潮中，不難理解這一產(chǎn)品越來越受到人們的關(guān)注。GIT的優(yōu)點到目前為止已經(jīng)在很多文獻(xiàn)[1，2，3]中有詳細(xì)描述，這里不打算重復(fù)。但是，為了更全面地看待GIT，這里強調(diào)以下幾點。(1)GIT的主要優(yōu)點1)GIT的防火性能較好。SF6氣體不可燃，其物理和化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定。相對來說，環(huán)氧樹脂是一種不燃材料，仍然有一定的燃點，所以GIT的防火防災(zāi)性能較好。(2)在防災(zāi)干式變壓器中，是唯一能實現(xiàn)高電壓大容量的。到目前為止，世界上使用的防火、防災(zāi)干式變壓器主要有兩種：干式變壓器(包括環(huán)氧澆注干式變壓器和H級開放式通風(fēng)(OVDT)干式變壓器)和GIT。但前者認(rèn)可的較高電壓為35kV，容量為20MVA。而后者可達(dá)275 ~ 500 kV和300MVA。在我目前的城市電網(wǎng)改造中，許多城市要求在市中心建立110 ~ 220 kV變電站(部分為地下變電站)，這顯然會促進(jìn)對GIT需求的增加。(GIT的陸地面積大致相當(dāng)于同容量同電壓等級的油浸式變壓器，但不需要額外的滅火設(shè)備。從這個角度來看，GIT對于節(jié)約變電站用地面積的作用不大。但在配電設(shè)備中使用GIS時，如果GIT與GIS直接相連，可以省去電纜等輔助設(shè)備，大大減少了變電站的占地面積。外很多變電站的例子都證明了這一點。(4)GIT沒有儲油罐，所以與油浸干式變壓器相比，其高度可以降低20%，非常有利于減少地下變電站的土建投資。(5)雖然GIT的整體結(jié)構(gòu)與油浸式變壓器相同，但SF6氣體的絕緣特性受高壓、低電場均勻性和含塵量的影響較大。所以GIT不僅結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且對環(huán)境門檻和生產(chǎn)車間的加工工藝要求也很高。另外，由于SF6氣的散熱和冷卻能力比干式變壓器油差，而且殼箱是加壓容器，這些都會增加干式變壓器的原材料成本，所以GIT的價格更高。信息來自： (6)。就噪聲而言，GIT的體噪聲比油浸干式變壓器平均可降低3dB左右，但風(fēng)扇噪聲較大，不能得出GIT噪聲總體較低的結(jié)論。當(dāng)不得不的時候，我們不得不選擇價格昂貴的低噪音風(fēng)扇，這種風(fēng)扇對可靠性要求很高，但目前在內(nèi)很難制造。(7)由于SF6燃?xì)馍崮芰Σ?，GIT的過載能力只有油浸干式變壓器的三分之二左右。(8)帶有載調(diào)壓的GIT，必須采用真空有載分接開關(guān)。對于這種用于高壓大容量場合的有載分接開關(guān)，目前內(nèi)很難制造，如果依賴進(jìn)口，總成本會增加。內(nèi)外2SF6氣體絕緣干式變壓器的發(fā)展根據(jù)文獻(xiàn)記載，美于1956年開始生產(chǎn)GIT，而歐洲家則從1957年開始生產(chǎn)GIT #p#分頁標(biāo)題#e#

繼美之后，日本于1967年開發(fā)了較好臺69kV和3000 kvit[4]。此后，由于日本土狹小、大城市人口密集、部分地區(qū)負(fù)荷密度極高、很多城區(qū)需要建設(shè)地下變電站、90%以上的配電裝置采用GIS等特殊情，GIT自20世紀(jì)80年代中期以來在日本發(fā)展迅速。到1994年底，日本的GIT累計產(chǎn)量已達(dá)18000MVA，形成了世界先一無二的局面。目前，日本有9家制造商可以制造氣體絕緣干式變壓器，其1995年至1996年的產(chǎn)量見表1。表1日本氣體絕緣干式變壓器產(chǎn)量(1995年4月~ 1996年3月)序列號制造商名稱總?cè)萘?MVA較高電壓等級生產(chǎn)/千伏準(zhǔn)備生產(chǎn)/千伏1東芝公司1206 275 (500) 2三菱公司1171 500 3富士電氣公司267 154 (275) 4日立公司225 154 (275) 5明典社公司143 77 6日新電氣公司111 77高月制造有限公司， 32 77 8大阪干式變壓器廠10 77 9愛知電氣公司10 33需要指出的是，日本生產(chǎn)的GIT主要滿足日本內(nèi)市場的需求，只有少量出口到其他家和地區(qū)。 前些年三菱公司出口到香港的產(chǎn)品比較多，以132kV產(chǎn)品為主；這兩年東芝主要出口北京。日本生產(chǎn)的git大部分容量小于30MVA，電壓22、33、66、77kV，只有東芝、三菱、日立、富士電氣生產(chǎn)過電壓110kV及以上的git。其中三菱生產(chǎn)了近60臺，東芝生產(chǎn)了30多臺，富士電氣只生產(chǎn)了5臺。根據(jù)較新報道[5]，三菱公司開發(fā)了較新的500千伏單相GIT樣品，容量為300/3MVA，采用SF6氣體絕緣，液冷，鐵芯采用外殼結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)對于解決大型GIT很重要

的運輸問題十分有利。預(yù)期在下個世紀(jì)，該公司還將研制出500kV、1000/3MVA的GIT。 從日本各個公司所發(fā)表的供貨記錄中可知，東芝公司從1967年到1997年共生產(chǎn)了400多臺GIT，較大容量為300MVA，較高電壓為275kV，其產(chǎn)品特點為全SF6氣體絕緣與SF6氣體冷卻。三菱公司從1979～1998年也生產(chǎn)了近400臺GIT，其大容量產(chǎn)品的特點為SF6氣體絕緣，液體冷卻。富士公司從1982～1997年共生產(chǎn)了199臺GIT，總?cè)萘繛?684MVA。單臺較大容量為40MVA。日新電機(jī)公司從1985～1996年間共生產(chǎn)了258臺GIT，總?cè)萘繛?15MVA，單臺較大容量為18MVA，年平均生產(chǎn)臺數(shù)為21.5臺。明電舍公司在1980～1997年間共生產(chǎn)了345臺GIT，但以中小容量的產(chǎn)品為主，單臺容量絕大多數(shù)都在10MVA以下，而較小容量僅為50kVA。而高岳制作所從1985～1998年總共只生產(chǎn)了133臺、總?cè)萘?18MVA的GIT，其單臺較大容量為30MVA。至于大阪干式變壓器與愛知電機(jī)公司，其生產(chǎn)規(guī)格與業(yè)績就更低了。 應(yīng)當(dāng)指出的是，日本的GIT的高速發(fā)展時期是在1991～1996年間，當(dāng)時日本全GIT的年平均產(chǎn)量均超過2500MVA。在生產(chǎn)量較大的年份，GIT的產(chǎn)量曾接近于同年油浸干式變壓器產(chǎn)量的10%［4］。近年來，由于市場飽和以及經(jīng)濟(jì)不景氣，加之GIT產(chǎn)品的出口量不多，GIT的產(chǎn)量已有下降趨勢。根據(jù)筆者近期在日本的調(diào)查，一些大公司每月的平均GIT產(chǎn)量僅1～2臺而已。 這里要特別強調(diào)的是日本并不是所有的地下變電所都采用GIT。例如在東京地區(qū)共有13個275kV的地下變電所，僅有2個變電所采用了GIT。其中有1個還是1997年底才投產(chǎn)的。在大阪與名古屋等大城市也有類似情況。再以日本第三大電力公司的中部電力公司(總?cè)萘?000多萬kW)為例，屬于該公司管轄范圍內(nèi)的已運行的GIT僅有45臺，其中275kV級的大容量GIT僅3臺，其余單臺容量均在30MVA以下。由此可見，即使在日本，GIT也僅應(yīng)用在一些特殊的場所。 對于歐美各發(fā)達(dá)家為什么很少生產(chǎn)與使用GIT(盡管這些家GIS的應(yīng)用仍是很多的)，筆者曾就此專門詢問過日本干式變壓器行業(yè)一位很的人士。據(jù)他的說法，一方面是由于GIT的價格貴，而另一方面則是由于這些家的情與日本不同所決定的。這樣的看法是否恰當(dāng)，值得我們深思。 眾所周知［1，2，3］，我在1985年前后由常州變、北京二變相繼開發(fā)成功了10kV級的GIT，但迄今為止，由于價格等原因，加之10kV級環(huán)氧澆注式干變的大量涌現(xiàn)，使得10kV級GIT的銷售一直不暢，據(jù)悉10多年間總共銷售量尚不足百臺。此外，前幾年曾有過清華大學(xué)與北京二變共同研制開發(fā)110kV級GIT的報道［2］，但迄今為止尚未見有正式產(chǎn)品投產(chǎn)的消息發(fā)表?？梢娫贕IT的這個領(lǐng)域，我的發(fā)展是緩慢的。 信息來源:http://tede.cn 在進(jìn)口方面，在80～90年代中期，我的上海、北京、廣州的有關(guān)企業(yè)曾先后從日本引進(jìn)過少數(shù)幾臺10～35kV級的GIT，但由于價格太貴(為同容量油浸變價格的5～8倍)，因而這樣的引進(jìn)難以繼續(xù)。1995年深圳供電局引進(jìn)三菱公司的3臺50MVA/110kVGIT［6］，可謂我供電部門正式引進(jìn)110kV級GIT的較好步，但這幾臺GIT的引進(jìn)價格也很貴，難于為一般供電部門所接受。到了1997～1998年，由于北京城網(wǎng)改造的飛速發(fā)展，一部分重要城區(qū)的變電所建設(shè)急需引進(jìn)110kV級GIT，這時，銷售方廠家之間都瞄準(zhǔn)了未來的中市場而展開了激烈的價格戰(zhàn)，使得北京供電局能以較為合理的價格在這兩年間先后從東芝公司引進(jìn)了十多臺50～63MVA/110kV的GIT。這樣短時間、大規(guī)模的引進(jìn)，引起了內(nèi)的許多供電部門與制造廠家的關(guān)注。 總的說來，110kV級的GIT是迄今為止尚不能實現(xiàn)產(chǎn)化的一種產(chǎn)品。 3GIT的結(jié)構(gòu)、設(shè)計特點、制造過程及對生產(chǎn)廠房和工裝設(shè)備等的要求 3.1GIT的結(jié)構(gòu)和設(shè)計特點 GIT的結(jié)構(gòu)原則上與油浸式變壓器相同，其結(jié)構(gòu)與設(shè)計上的特點主要在于絕緣與散熱冷卻兩個方面。在絕緣設(shè)計上主要有： (1)SF6氣體的絕緣強度與散熱能力均與氣體的壓力有很大關(guān)系。具體來說，在大氣壓力下，SF6氣體的絕緣強度僅相當(dāng)于絕緣油的2/3，隨著壓力的增高，它的絕緣強度將不斷增大。外現(xiàn)有GIT產(chǎn)品中，目前6～10kV級的GIT，一般采用的SF6氣體的壓力為0.12MPa，66～110kV級為0.13～0.14MPa(在滿載時較大壓力可以升到0.18MPa)，而275kV級為0.4MPa,500kV級為0.6MPa。隨著壓力的增大，其外殼(箱體)的結(jié)構(gòu)必將日益復(fù)雜。 (2)SF6氣體的絕緣強度與電場的均勻程度密切相關(guān)，在不均勻電場中，其絕緣強度將顯著降低。而在高壓干式變壓器的結(jié)構(gòu)中，要實現(xiàn)理想的電場均勻化，都是較為困難的。 (3)SF6氣體的沖擊比較之干式變壓器油要小，因而在沖擊下的絕緣強度對整個GIT的絕緣設(shè)計影響較大，為此，應(yīng)當(dāng)采用沖擊性能較好的繞組(如糾結(jié)式繞組等)。 (4)SF6氣體的相對介電常數(shù)為1，當(dāng)與其他的固體絕緣材料組合成混合的氣膜絕緣結(jié)構(gòu)時，氣體部分所分擔(dān)的電壓較大，為此應(yīng)盡量選用相對介電常數(shù)較低的固體絕緣材料(如NOMEX紙及其壓制品)。 SF6氣體的散熱冷卻能力較差，這又是GIT特別是大容量GIT結(jié)構(gòu)上的另一個難點。盡管大多數(shù)GIT都按E級絕緣來設(shè)計，其繞組平均溫升為75K，但為了避免繞組的心臟部分的局部溫升過高而形成較大的溫度梯度，這部分的絕緣材料有時需選用耐熱溫度可達(dá)到C級的NOMEX紙及其制品。在冷卻方式上，一般63MVA以下的GIT均采用SF6氣體冷卻的方式，中小型產(chǎn)品采用自冷式，較大容量產(chǎn)品采用強氣循環(huán)冷卻方式。但在100MVA以上的大容量產(chǎn)品中，東芝公司仍采用SF6氣體強氣循環(huán)冷卻，而三菱公司與日立公司則均采用氣體絕緣、液體(C8F16O)冷卻的方式，其間又有噴射式與隔離式兩種之分，其結(jié)構(gòu)可參見參考文獻(xiàn)［3］。 基于上述的絕緣與冷卻兩方面的特點，針對目前的GIT的結(jié)構(gòu)，歸納起來，應(yīng)注意下列特點。 (1)GIT的主絕緣一般采用氣膜組合絕緣的方式。由于SF6氣體的散熱性能較差，匝絕緣一般采用PET聚脂薄膜或NOMEX紙。處在繞組內(nèi)層溫升較高部位的墊塊、撐條等，要求采用耐熱溫度高的用NOMEX紙或聚脂纖維壓制而成的絕緣件。因而GIT的繞組在絕緣材料方面的費用要大大超過油浸式變壓器。 (2)如前所述，SF6氣體為保證一定的絕緣強度，必須保持一定的壓力。目前為了不致使受壓容器的結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，對一般在63MVA/110kV及以下的GIT，其箱體均可以按壓力不超過0.2MPa的受壓容器來處理。這種結(jié)構(gòu)的箱體厚度增加不多，但當(dāng)SF6的壓力提高到0.4MPa及以上時，其箱體結(jié)構(gòu)就復(fù)雜化了。但無論前者或后者，由于都是受壓容器，對其密封結(jié)構(gòu)都必須給予專門的考慮。目前，日本在GIT的密封技術(shù)方面已相當(dāng)成熟，其年泄漏率已小于千分之一，大大低于IEC標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的值。 (3)由于SF6氣體的散熱性能較差，相應(yīng)GIT的散熱器的尺寸就較大，而且還是受壓容器，因此在散熱器方面的費用也較大。當(dāng)采用強氣循環(huán)方式時，要求采用高可靠性、低噪聲、耐腐蝕的專用風(fēng)機(jī)，而這種風(fēng)機(jī)由于尚不能產(chǎn)，價格也是昂貴的。 (4)要求采用真空有載調(diào)壓分接開關(guān)以及GIT的專用控制保護(hù)組件，這些部件中有的要求進(jìn)口，從而將使產(chǎn)品成本增加。 (5)為了均勻器身內(nèi)部電場以及減少器身內(nèi)部可能出現(xiàn)的塵埃與金屬微粒量，除了在設(shè)計上采取一定措施外，主要應(yīng)在生產(chǎn)廠房的環(huán)境條件以及工藝管理、質(zhì)量管理等方面嚴(yán)加控制。但在GIT的工藝與質(zhì)量管理方面，我目前尚缺乏這方面的技術(shù)。 3.2GIT的生產(chǎn)制造過程 關(guān)于GIT的生產(chǎn)制造過程可參見圖1，這里不擬詳述。分析該圖不難發(fā)現(xiàn)，較之油浸干式變壓器，GIT的制造過程還是較復(fù)雜的。 圖1SF6GIT的制造工藝流程 續(xù)圖1 3.3對GIT生產(chǎn)廠房(車間)的環(huán)境要求 為了防止塵埃、金屬微粒等在制造過程中混入GIT器身內(nèi)部從而影響其絕緣性能，對GIT生產(chǎn)廠房的環(huán)境條件要求是較嚴(yán)的。根據(jù)日本的經(jīng)驗，對生產(chǎn)110kV級GIT的廠房(車間)在環(huán)境條件方面的要求如表2所示。具體而言，對一個已能生產(chǎn)110kV油浸變的工廠，必須先先按表2的要求對廠房進(jìn)行技術(shù)改造之后，才有可能生產(chǎn)GIT。 表2對GIT生產(chǎn)車間的環(huán)境要求 繞線及絕緣車間 裝配車間 總裝車間 防塵等級/μm·m-3 ≤35.32×105 ≤35.32×105 ≤35.32×105 相對濕度/% ≤80 ≤80 ≤50 溫度/℃ ≤30 ≤30 ≤30 3.4GIT生產(chǎn)用工裝設(shè)備 除了與SF6氣體的處理、回收以及特性試驗等有關(guān)的裝置及儀器設(shè)備外，GIT生產(chǎn)廠的工裝設(shè)備基本上與油浸干式變壓器廠相同。 4GIT的生產(chǎn)成本分析以及市場銷售價的探討 在敘述之前，先先應(yīng)當(dāng)指出一點：目前在我，干式變壓器(主要是環(huán)氧澆注干變)的生產(chǎn)規(guī)模已達(dá)到世界領(lǐng)先的水平，干變的產(chǎn)量已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過日本。加之，干變的生產(chǎn)能力還遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于市場的需要量，由于供大于求，市場競爭促使價格日益降低。近十多年的運行實踐還證明，干變不僅免維護(hù)，而且運行也很可靠。目前干式變壓器已被電力部門及廣大用戶所接受。因此，在可以生產(chǎn)干變的領(lǐng)域，GIT與之相比無論在結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度、制造的難度或是在價格等方面，都難于與之相競爭。在進(jìn)行下述分析時，對10kV級以及35kV的20MVA以下的GIT均不予以考慮。在這個范圍內(nèi)，除了極個別對防火、防潮要求很高、以及很特殊的場所，均不考慮GIT的應(yīng)用。 具體來說，以下的成本分析主要針對35kV級20～31.5MVA以及110kV級20～63MVA，而以110kV為重點。 4.1110kV級GIT生產(chǎn)成本的分析 為了研究110kV級產(chǎn)GIT的生產(chǎn)成本，我們先先對110kV20MVA以及110kV63MVA兩個典型的產(chǎn)品進(jìn)行了初步設(shè)計。其中除真空有載分接開關(guān)以及部分專用組件需要進(jìn)口之外，絕大部分原材料都可以實現(xiàn)內(nèi)采購。根據(jù)設(shè)計所決定的各部分原材料消耗量，再按市場售價計算出各部分的材料成本并較終計算出這兩個產(chǎn)品的總成本。表3為各部分成本在總成本中所占的比例。 從表3可以看出，在總成本中占比例較大的是繞組及引線部分，這主要是由于絕緣材料的價格昂貴所致。容量愈大，散熱問題愈突出，這部分成本所占比例也愈大。而有載分接開關(guān)的價格與容量關(guān)系不大，當(dāng)容量增大后，它所占比例反而降低。另外還可以看出，箱體(外殼)盡管是受壓容器，但當(dāng)壓力＜0.2MPa時，這部分費用在總成本中所占的比例并不大。 表3110kV級GIT各部分成本所占比例單位：% 各部分成本的百分比 產(chǎn)品規(guī)格 鐵心及 夾件 繞組及 引線 箱體 有載分接 開關(guān)及控 制柜 冷卻 設(shè)備 套管等 組件 SF6 氣體 總計 20MVA/110kV 25 30.5 4.2 21 10 5 4.3 100 63MVA/110kV 27.5 40.5 4 11.5 9 3.5 4 100 注：清潔場所的工作要求，按受控的環(huán)境防塵等級，根據(jù)每0.02832m3含大于0.5μm的微粒而定。 4.2110kV級GIT市場銷售價的探討 為了探討產(chǎn)GIT的市場銷售價，先先必須了解從日本進(jìn)口的GIT的價格。 關(guān)于進(jìn)口GIT的價格，可分為兩個階段。在1996年之前約為產(chǎn)油浸式變壓器價格的5～8倍，這樣的價位，內(nèi)絕大多數(shù)用戶都認(rèn)為是難于承受的。但從1997年起，由于前述的原因，情況有了突變，1997～1998年間進(jìn)口的50～63MVA/110kV的GIT的價格降為約相當(dāng)于產(chǎn)油浸變價格的3～3.5倍。 因此，筆者認(rèn)為，產(chǎn)110kVGIT的市場銷售價應(yīng)定位在油浸干式變壓器售價的2～2.5倍為宜，其理由如下： (1)由于進(jìn)口產(chǎn)品價僅為3～3.5倍，產(chǎn)品的售價只有較高不超過2.5倍，才可能為用戶所接受。 (2)根據(jù)筆者計算結(jié)果的分析，當(dāng)GIT的售價為油浸變的2倍時，廠家仍可獲得一定的利潤(該利潤率將略高于目前110kV油浸變的平均利潤率)，但如售價低于2倍，則難于保證廠家獲利。不言而喻，如GIT的售價達(dá)到2.5倍，廠家將獲得較為豐厚的利潤。 (3)上述的價格定位，也是考慮了目前產(chǎn)干式變壓器的價格水平，而這樣的價格，已為廣大用戶所接受。 較后，還要附帶說明一點，即在日本內(nèi)，GIT的售價僅為同容量油浸變售價的1.4倍左右。那么，為什么在中卻為2～2.5倍?因為這是以日本的油浸變售價為基礎(chǔ)來計算的。由于原材料價格等兩有較大出入，而日本油浸變售價本身就高出中油浸變售價許多的緣故。 5SF6氣體在環(huán)境保護(hù)方面的問題給GIT的發(fā)展帶來某些不確定因素 如前所述，SF6氣體是一種無色、無臭、無毒、不燃、防災(zāi)性能十分優(yōu)越的氣體，特別是它具有優(yōu)越的絕緣與滅弧性能，多年來已在斷路器、GIS、GIT等輸變電設(shè)備領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。實踐證明，它的分解物無毒，在運行檢修中也都是安全的。另外，它不會破壞臭氧層，對土壤和水也不構(gòu)成威脅。長期以來，人們并未對它的前景感到過擔(dān)憂。 但是，SF6又是在化學(xué)上極其穩(wěn)定的一種氣體，它在大氣中的壽命約為3200年［9］。特別是SF6具有很強的吸收紅外輻射的能力，也就是說，SF6是一種有很強溫室效應(yīng)的氣體。如以100年為基線，其潛在的溫室效應(yīng)作用為CO2的23900倍［7］。加之目前排放到大氣中的SF6氣體正以8.7%的速率在增長。應(yīng)當(dāng)指出，SF6的溫室效應(yīng)作用以往并非沒有發(fā)現(xiàn)，只不過由于現(xiàn)存于地球大氣中的SF6氣體的濃度非常低，故認(rèn)為它的影響較小，未給予認(rèn)真的考慮之故［7，8］。 事情的變化發(fā)生在20世紀(jì)90年代初，隨著世界范圍內(nèi)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展和人類活動的增加，由于溫室效應(yīng)氣體的不斷排放而促使地球升溫，并直接威脅到人類的生存，從而日益引起了全球的關(guān)注。從1995年起由聯(lián)合發(fā)起召開了“聯(lián)合氣候變暖框架公約締約(FCCC)會議”，參加者主要為所有發(fā)達(dá)家及部分發(fā)展中家的代表，我也是該會議的成員。該會議自1995年起每年都要開會，來商討防止地球變暖的對策。在1996年7月于日內(nèi)瓦召開的該締約第2次會議(簡稱COP2)上，明確將CO2、CH4、N2O、PFC、HFC以及SF6這6種氣體定為必須加以限制的溫室效應(yīng)氣體，但該次會議未明確規(guī)定限制的指標(biāo)。到了1997年12月，該締約會議于日本京都召開第3次會議(簡稱COP3)，會后發(fā)表了著名的“京都議定書”，明確指出了減少溫室效應(yīng)氣體向地球的排放，先先是各發(fā)達(dá)家的責(zé)任。并明確規(guī)定了各發(fā)達(dá)家，對上述6種溫室效應(yīng)氣體的排放量的削減指標(biāo)，即：如以1990～1995年間的平均排放量為基準(zhǔn)，到2008～2012年時，美應(yīng)減少7%，歐洲應(yīng)減少8%，日本應(yīng)減少6%。我雖屬發(fā)展中家，未被列入應(yīng)削減的對象，但由于近年來中經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，也有一些家在會上提出應(yīng)把中列入削減對象之內(nèi)，但未獲通過［9］。 根據(jù)京都議定書的精神，各發(fā)達(dá)家自1998年度起，紛紛研究了各自應(yīng)采取的措施。以日本政府為例，在通產(chǎn)省的組織下，經(jīng)與制造業(yè)的行業(yè)協(xié)會以及各電力公司協(xié)商，提出了下列的應(yīng)對措施［9］。 5.1減少SF6氣體往大氣中的排放量，提高氣體的回收率 這里說的往大氣中的排放量并不是指GIS、GIT類設(shè)備的自然泄漏量。如前所述，這種泄漏量每年還不到1/1000，完全可以忽略不計。這里所指的泄漏量主要是指產(chǎn)品在制造過程中由于充氣、排氣、試驗的排放量，產(chǎn)品在安裝及現(xiàn)場調(diào)試時的排放量，以及當(dāng)運行時因設(shè)備檢修的排放量等。對上述這些排放量不應(yīng)讓它不加限制地排于大氣中，而應(yīng)通過專用回收裝置加以回收并經(jīng)處理后得以再利用。 具體來說，日本在1997年末的SF6氣體的回收率為60%，也就是說還有40%的SF6氣體排往大氣。為達(dá)到京都議定書中所提出的要求，日本要求研制新的氣體回收裝置，改進(jìn)制造工藝，以使到2000年時回收率達(dá)到90%，到2005年時達(dá)97%。 5.2研究SF6的代用氣體 這項研究的目的，是盡量不用具有或少用具有溫室效應(yīng)的SF6氣體。實際上，對用N2氣體代替SF6或?qū)2/SF6混合氣體的研究，早在若干年前就已開始，但就應(yīng)用于實際的產(chǎn)品而言，迄今并未取得突破性的成果。研究表明，當(dāng)用N2來代替SF6時，如用于GIS中，將使它的尺寸增大1～1.6倍，且壓力需提高2倍才行，因而是難于為用戶所接受的。采用SF6/N2混合氣體同樣存在一些尚待解決的問題［8］。 信息來自:輸配電設(shè)備網(wǎng) 基于上述情況，目前尚難以預(yù)測未來在環(huán)保方面是否將會對SF6制品(GIS、GIT等)提出更加嚴(yán)格的要求與限制或出臺一些新的更加嚴(yán)厲的政策，從而給這類產(chǎn)品未來的發(fā)展前景增加了某些不確定因素。 基于上述這種不確定性，根據(jù)近期筆者在日本所做的調(diào)查，他們除了采用上述的加強回收、減少排放量等具體應(yīng)對措施之外，還盡量考慮今后在能不用SF6氣體時就盡量不用或少用，也就是說要致力于減少SF6氣體的總使用量。當(dāng)然GIS的巨大優(yōu)點(主要是縮小變電站的占地面積)是其他裝置無法代替的，況且迄今日本的變電所中95%都是采用的GIS。因而，對GIS今后主要致力于研制開發(fā)縮小尺寸，減少SF6用量的新型GIS以及SF6斷路器，并逐步淘汰舊的產(chǎn)品。另外，在開關(guān)方面，盡量在110kV級以下均采用真空斷路器。對于氣體絕緣干式變壓器，有部分專家則認(rèn)為，由于它與油浸變相比在縮小占地面積方面的優(yōu)點并不十分突出，只要能解決防火、防災(zāi)問題，油浸變完全可以代替GIT，今后應(yīng)當(dāng)更加慎重地考慮對GIT的使用。 6結(jié)論 (1)SF6氣體絕緣干式變壓器是迄今在防火、防災(zāi)型干式變壓器中唯一能制造為高電壓、大容量，且技術(shù)成熟的干式變壓器。在當(dāng)前我城網(wǎng)改造的熱潮中，它正日益受到人們的關(guān)注。 (2)產(chǎn)GIT的研制和開發(fā)應(yīng)重點放在110kV級20～63MVA的產(chǎn)品上。既要重視一些基礎(chǔ)研究，又要重視GIT的制造工藝與質(zhì)量管理，而正是在這方面我尚缺乏成熟的技術(shù)。現(xiàn)有的油浸變生產(chǎn)廠的生產(chǎn)車間只有在按要求進(jìn)行認(rèn)真的技術(shù)改造后才可能滿足制造GIT的需要。 信息來源: (3)產(chǎn)110kV級GIT的銷售價應(yīng)定位為同容量油浸變價格的2～2.5倍。這一價位既可保證廠家獲取一定利潤，預(yù)期又可以為用戶所接受。 (4)盡管GIT已有30多年的制造與運行經(jīng)驗，但它迄今在世界的干式變壓器市場中所占的比重并不大，它仍屬于一種處于不斷發(fā)展中的產(chǎn)品，它目前的應(yīng)用地區(qū)仍然具有很大的局限性，對它的優(yōu)缺點必須有一個全面的認(rèn)識。 (5)SF6氣體在環(huán)保方面存在的問題，無疑將給GIT今后的發(fā)展帶來某些不確定的因素。 作者簡介：尹克寧(1935-)，男，四川人，西安交通大學(xué)教授，長期從事干式變壓器設(shè)計、制造、運行以及高壓輸變電設(shè)備等方面課題的研究。 參考文獻(xiàn)： ［1］應(yīng)百川.氣體絕緣干式變壓器的發(fā)展動向［J］.電工技術(shù)，1989，(1)：1～3. ［2］徐政，李慶民，張節(jié)容等.110kVSF6氣體絕緣干式變壓器的開發(fā)研究［J］.干式變壓器，1997，34(3)：11～17. ［3］陳宗器，丁伯雄.SF6氣體絕緣干式變壓器綜述(上、下)［J］.干式變壓器，1999，36(7)：33～37；(8)24～28. ［4］不燃性.難燃性干式變壓器調(diào)查專門委員會.不燃性.難燃性干式變壓器の現(xiàn)狀ヒその動向［J］.日本電氣學(xué)會技術(shù)報告，1993，(459)：1～15. 信息來自:#p#分頁標(biāo)題#e#