2018年中國電工材料暨電機變壓器原材料交易峰會，將于9月6-7日在江蘇常州舉行。會議旨在研討銅桿、電磁線、銅排、銅帶等電工行業(yè)客戶面臨的機遇與挑戰(zhàn)、下游電力行業(yè)需求、市場經(jīng)營風(fēng)險控制、新產(chǎn)品開發(fā)及新能源電機、變壓器對電磁線企業(yè)新要求等問題。中國銅業(yè)營銷中心副總經(jīng)理馬靜就變壓器用銅材的選材和發(fā)展趨勢發(fā)表主題演講。

中國變壓器行業(yè)現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢

新能源配套變壓器有廣闊市場空間

我國能源結(jié)構(gòu)以化石燃料為主，由此形成的環(huán)境、資源壓力日趨嚴(yán)峻，推動能源轉(zhuǎn)型、建設(shè)清潔能源體系已刻不容緩，“十二五 ”期間，新能源發(fā)電取得了長足進步。

風(fēng)力發(fā)電

第三大電源: 技術(shù)最成熟、經(jīng)濟性最高、最具發(fā)展?jié)摿η一緦崿F(xiàn)商業(yè)化的可再生能源技術(shù)之一，是我國繼水電、煤電之后的第三大電源。

新趨勢: 小規(guī)模陸上風(fēng)電場向大功率、海上風(fēng)電發(fā)展；風(fēng)電建設(shè)由集中“三北”向東部、南部發(fā)展；并網(wǎng)、消納問題得到持續(xù)改善，風(fēng)力發(fā)電成本下降、同時國家電價補貼政策出現(xiàn)收縮，風(fēng)電產(chǎn)業(yè)由政策驅(qū)動型向市場驅(qū)動型轉(zhuǎn)變。

風(fēng)電發(fā)展“十三五”規(guī)劃: 至 2020 年底風(fēng)電并網(wǎng)裝機容量達 2.1 億千瓦，風(fēng)電年發(fā)電量達到 4,200 億千瓦時，占全國總發(fā)電量的 6%；優(yōu)化風(fēng)電建設(shè)區(qū)位配置、推動風(fēng)電消納、提升風(fēng)電技術(shù)水平、完善風(fēng)電行業(yè)管理體制。

對變壓器的需求和要求較高: 每臺風(fēng)力發(fā)電機都需要配置一臺箱式變電站；還需若干臺并網(wǎng)輸電的高壓主變壓器及站用中低壓變電設(shè)備；節(jié)能性要求較高、需具有故障率低、免維護的特點、需要能夠承受海鹽長期腐蝕，對可靠性要求很高。

太陽能發(fā)電

太陽能優(yōu)勢：永久性、 儲量大、 清潔無污染等特點， 是目前應(yīng)用技術(shù)比較成熟、資源分布最為廣泛的可再生能源。

《太陽能發(fā)展“十三五”規(guī)劃》到 2020 年底，太陽能發(fā)電裝機達到 1.1 億千瓦以上，發(fā)電量達 1,500 億千瓦時。 太陽能 產(chǎn)業(yè)尤其是分布式光伏電站和太陽能熱發(fā)電將得到持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。

每 2 臺 500 千瓦發(fā)電機組配置一臺 1 千伏安變壓器， 電站也需若干臺并網(wǎng)輸電的高壓主變壓器及中低壓變電設(shè)備， 太陽能電站建設(shè)對變壓器需求較高。

配套變壓器逐步向大容量、集成化發(fā)展，集中式光伏電站通常安裝在荒漠或高原，要有較強環(huán)境適應(yīng)能力。

核能發(fā)電

核電與火電、水電并稱世界三大電力供應(yīng)支柱，是世界上最主要的非化石能源之一。“華龍一號”首堆示范工程——福清核電站 5 號機組正式開工建設(shè)， 標(biāo)志著中國自主核電技術(shù)的飛躍發(fā)展。

《電力發(fā)展“十三五”規(guī)劃》提出推進沿海核電建設(shè)，至 2020 年核電裝機容量達到 5,800 萬千瓦。

我國堅定實施核工業(yè)“走出去”戰(zhàn)略，積極參與國際競爭，與英國、巴基斯坦、羅馬尼亞、阿根廷、南非等國家的核電合作項目已陸續(xù)啟動，“一帶一路”沿線國家中，共 17 個國家計劃發(fā)展核電，規(guī)劃機組數(shù)達 120 臺，海外市場空間十分廣闊。

核電站使用變壓器包括：維持機組運轉(zhuǎn)的核島用變壓器，連接機組的常規(guī)島用變壓器，及輸電用高壓變壓器及中低壓站用變電設(shè)備，總體上核電站對變壓器的質(zhì)量要求比較高。核電變壓器市場預(yù)期將保持穩(wěn)定增長趨勢。

配電網(wǎng)建設(shè)拉動中低壓設(shè)備需求

《電力發(fā)展“十三五”規(guī)劃》，提出配電網(wǎng)設(shè)的目標(biāo)和相應(yīng)舉措：著力解決配電網(wǎng)薄弱問題，促進智能互聯(lián)，提高新能源納能力，供電質(zhì)量達到國際先進水平；推進配電自動化建設(shè)，實現(xiàn)配電網(wǎng)可觀可控；到 2020 年基本建成城鄉(xiāng)統(tǒng)籌、安全可靠、經(jīng)濟高效、技術(shù)先進、環(huán)境友好、與小康社會相適應(yīng)的現(xiàn)代配電網(wǎng)，“十三五”期間配電網(wǎng)投資將累計不低于 1.7 萬億元。

“十三五”期間巨額的配電網(wǎng)建設(shè)投資， 將直接推動中低壓變電設(shè)備市場發(fā)展，尤其是節(jié)能效果好、智能化程度高的變壓器產(chǎn)品會體現(xiàn)較強的競爭優(yōu)勢。根據(jù)財富證券對配電網(wǎng)建設(shè)中投資結(jié)構(gòu)的統(tǒng)計，設(shè)備采購約占總投資的 30%，而設(shè)備采購中，變壓設(shè)備約占 59%，由此推算“十三五”期間配網(wǎng)變壓器市場容量將超過 3,500 億元，發(fā)展?jié)摿κ挚捎^。

軌道交通發(fā)展催生牽引變壓器新需求

隨著“十三五”期間高鐵及城市軌道交通建設(shè)進一步加速，牽引變壓器、軌道供電變壓器及其它信號設(shè)備電源變壓器等需求將大幅提升，加之國家推進軌道交通設(shè)備國產(chǎn)化的政策扶持，相關(guān)企業(yè)面臨良好的發(fā)展機遇。

電動汽車充電體系建設(shè)拉動變壓器市場

《電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展指南2015-2020》，提出：在 2020 年建成包括充換電站 1.2 萬座，充電樁 480 萬座，滿足 500 萬臺電動汽車充電需求。

交流充電樁額定電壓為 250/440 伏，直流充電樁額定電壓為 750/110 伏，因此汽車充電站需要配備專用的變壓器設(shè)施。隨著未來各主要城市汽車充電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)加速，將有力拉動相關(guān)變壓器設(shè)備市場。

2018農(nóng)網(wǎng)改造再掀熱潮

2018年起，國家電網(wǎng)將持續(xù)加大農(nóng)村電網(wǎng)投入。新一輪農(nóng)網(wǎng)改造升級工程規(guī)劃總投資5222億元，計劃五年全部完成。多重機遇疊加效應(yīng)將會顯現(xiàn)，2018年節(jié)能高效非晶變壓器在下輪農(nóng)網(wǎng)改造中會重新走上前臺。按照國家部署，到2020年，我國農(nóng)村地區(qū)基本實現(xiàn)穩(wěn)定可靠的供電服務(wù)全覆蓋，供電能力和服務(wù)水平明顯提升，農(nóng)村電網(wǎng)供電可靠率達到99.8%，將建成結(jié)構(gòu)合理、技術(shù)先進、安全可靠、智能高效的現(xiàn)代農(nóng)村電網(wǎng)。

變壓器的分類

變壓器是利用電磁感應(yīng)的原理來改變交流電壓的裝置，主要構(gòu)件是初級線圈、次級線圈和鐵芯（磁芯）。

主要功能有：電壓變換、電流變換、阻抗變換、隔離、穩(wěn)壓（磁飽和變壓器）等。根據(jù)不同的分類標(biāo)準(zhǔn)，變壓器分為不同的產(chǎn)品類型，目前主要有五種分類標(biāo)準(zhǔn)。

變壓器用銅材的應(yīng)用現(xiàn)狀和趨勢

變壓器應(yīng)用趨勢

變壓器組成部件元部件如線圈、引線、調(diào)壓裝置、銅閥、冷卻系統(tǒng)等需要用到無氧銅桿、漆包線、銅母線、銅帶等各種銅材。

銅鋁導(dǎo)體在變壓器繞組中的性能對比

鋁導(dǎo)體與銅導(dǎo)體之間的焊接工藝較差，接頭焊接質(zhì)量不易保證，一定程度上影響了鋁導(dǎo)體的可靠性；鋁的密度僅為銅的30%左右，所以鋁導(dǎo)體配電變壓器要較銅導(dǎo)體配電變壓器要輕；

鋁導(dǎo)體硬度較低，故其表面毛刺較易消除，故制成變壓器后，其由于毛刺產(chǎn)生的匝間或?qū)娱g短路的概率減少。

銅導(dǎo)體的電阻率僅僅是鋁導(dǎo)體的60%左右，相同容量和相同參數(shù)情況下，鋁導(dǎo)體變壓器體積通常要較銅導(dǎo)體變壓器大，不過此時變壓器的散熱面積也有所增加，所以其對油溫升較低；

鋁導(dǎo)體的熔點較銅導(dǎo)體低許多，所以其在短路電流的溫升限值為250℃，較銅導(dǎo)體的350℃低，所以其設(shè)計電密要較銅導(dǎo)體低，變壓器導(dǎo)線截面積要大，故體積也較銅導(dǎo)體變壓器大；

由于鋁導(dǎo)體的抗拉、抗壓強度較低，機械強度差，故鋁導(dǎo)體變壓器承受短路能力不如銅導(dǎo)體變壓器，在進行動穩(wěn)定計算時，鋁導(dǎo)體的應(yīng)力應(yīng)小于450kg/cm2，而銅導(dǎo)體的應(yīng)力限值為1600kg/cm2，承受能力大幅提高；

鋁導(dǎo)體的比熱為銅導(dǎo)體的239%，但是考慮到二者密度和設(shè)計電密的差異，實際二者的熱時間常數(shù)相差并不如比熱差值體現(xiàn)的那么大，故對其制成干式變壓器的短時過載能力影響并不大。