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配電變壓器的短路承受能力測試是一項至關(guān)重要的評估程序，旨在驗證其在突發(fā)短路故障情況下的性能表現(xiàn)和結(jié)構(gòu)完整性。根據(jù)IEC（國際電工委員會）IEC 60076-5和GB/T 1208《變壓器》等國際及國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)，該測試項目對確保配電系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行具有決定性意義。 在進行配電變壓器的短路承受能力測試時，首先需要按照規(guī)定的測試條件搭建實驗平臺，包括選擇合適的測試變壓器模型、配置必要的測量儀器和設(shè)備，并確保所有測試環(huán)境滿足既定的技術(shù)規(guī)范。 接下來，通過精確控制的方式在變壓器的低壓側(cè)引入預(yù)定的短路電流，該電流的幅值和持續(xù)時間均應(yīng)嚴(yán)格遵循IEC和GB/T標(biāo)準(zhǔn)中的測試參數(shù)要求，以模擬真實的短路故障場景。
在測試過程中，利用高精度的電流、電壓和功率傳感器實時監(jiān)測并記錄變壓器各相的電流、線電壓、零序電壓以及功率的變化情況，同時密切關(guān)注變壓器的溫度變化、機械應(yīng)力和絕緣性能的表現(xiàn)。 測試結(jié)束后，根據(jù)收集到的數(shù)據(jù)，運用專業(yè)的數(shù)據(jù)分析軟件和計算模型對變壓器的短路耐受能力進行深入評估。具體包括但不限于計算變壓器在短路狀態(tài)下的溫升曲線、預(yù)測其絕緣壽命、評估其對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響以及判斷其是否存在結(jié)構(gòu)損壞的風(fēng)險。 最后，將測試數(shù)據(jù)與IEC和GB/T標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的限值進行對比，以驗證變壓器是否滿足規(guī)定的短路承受能力要求。如果測試結(jié)果顯示變壓器在規(guī)定的測試條件下表現(xiàn)出色，那么它就被認為是合格的，可以安全地投入到電力系統(tǒng)中運行；反之，如果測試結(jié)果不符合標(biāo)準(zhǔn)要求，則需要對變壓器進行設(shè)計優(yōu)化或制造工藝改進，并在問題得到解決后重新進行測試，直至通過為止。 此外，為了確保測試的準(zhǔn)確性和可靠性，建議采用多次重復(fù)測試的方法來驗證數(shù)據(jù)的一致性，并在可能的情況下使用不同批次的變壓器樣本進行交叉驗證。同時，對于測試過程中出現(xiàn)的任何異常情況，都應(yīng)當(dāng)進行詳細的記錄和后續(xù)的技術(shù)分析，以找出原因并提出相應(yīng)的解決方案。 綜上所述，配電變壓器的短路承受能力測試是一項復(fù)雜而精細的工程技術(shù)活動，它要求測試人員具備扎實的理論基礎(chǔ)、豐富的實踐經(jīng)驗和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度，同時需要依賴于先進的測量設(shè)備和分析技術(shù)。通過這項測試，可以有效地評估配電變壓器在極端工況下的性能表現(xiàn)，為其在實際運行中的安全穩(wěn)定提供有力的技術(shù)支持。 |
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近年來，隨著全球能源結(jié)構(gòu)的持續(xù)優(yōu)化和電力行業(yè)的快速發(fā)展，變壓器能效提升已成為行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。同時，銅價的不斷上漲對取向硅鋼市場也產(chǎn)生了深刻的影響。本文將圍繞這兩大因素，對取向硅鋼的需求進行分析，并展望其未來發(fā)展前景。 一、變壓器新國標(biāo)發(fā)布 近日，全國標(biāo)準(zhǔn)信息公共服務(wù)平臺發(fā)布重要公告，備受業(yè)界關(guān)注的國家標(biāo)準(zhǔn)《電力變壓器能效限定值及能效等級》(GB 20052-2024）正式發(fā)布，并將于2025年2月1日正式實施，該標(biāo)準(zhǔn)將全面替代舊版標(biāo)準(zhǔn)（GB 20052-2020），在提高電力變壓器能效水平，推動電力行業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展方面具有里程碑意義。
（一）新舊標(biāo)準(zhǔn)對比解讀 GB20052-2020 本標(biāo)準(zhǔn)適用于三相10kV電壓等級、無勵磁調(diào)壓、額定頻率為50Hz、額定容量30kVA～2500kVA的油浸式配電變壓器和干式配電變壓器；三相35kV～500kV電壓等級、額定頻率為50Hz、額定容量為3150kVA及以上的油浸式電力變壓器。本標(biāo)準(zhǔn)不適用于充氣式變壓器和高阻抗變壓器。 GB20052-2024 本標(biāo)準(zhǔn)適用于三相10kV電壓等級、無勵磁調(diào)壓、額定頻率為50Hz、額定容量30kVA～2500kVA的油浸式配電變壓器和干式配電變壓器；三相35kV～500kV電壓等級、額定頻率為50Hz、額定容量為3150kVA及以上的油浸式電力變壓器；三相6kV~35kV電壓等級、無勵磁調(diào)壓、額定頻率為50Hz、額定容量500kVA及以上的新能源發(fā)電側(cè)（光伏用、風(fēng)電用、儲能用）油浸式和干式變壓器；三相66kV電壓等級、無勵磁調(diào)壓、額定頻率為50Hz、額定容量3150kVA～630000kVA的新能源發(fā)電側(cè)（光伏用、風(fēng)電用、儲能用）油浸式變壓器。本標(biāo)準(zhǔn)不適用于充氣式變壓器、塔筒變壓器、機艙變壓器。 （二）能效提升對牌號提升的比例預(yù)測 2022和2023年新能源發(fā)電測變壓器硅鋼片用量約80萬噸/年， GB20052-2024實施后，各個牌號調(diào)整量預(yù)測如下：
在2023年，全國硅鋼生產(chǎn)總量達264萬噸，其中高牌號（95以上）產(chǎn)量為129萬噸，低牌號（100及以下）產(chǎn)量為135萬噸；具體用途方面，其中有80萬噸硅鋼應(yīng)用于新能源項目，55萬噸用于其它低牌號項目。 隨著變壓器新國標(biāo)的實施，預(yù)計2025年度95級以上牌號需求量將增加60萬噸，100-130牌號的需求量比例將從52%降至28%。與此同時，中高牌號（95以上）的需求量比例從48%上升至72%，變動幅度達24%（以2023年產(chǎn)能為基準(zhǔn)計算，實際2025年的市場規(guī)模將遠超此數(shù)據(jù)）。 二、銅礦市場供需分析 （一）長期分析 銅礦的品位下降以及開采成本的上升，加之資本支出的制約，導(dǎo)致銅礦供給增長受到限制。當(dāng)前礦山持續(xù)開采的同時，銅礦開采邊界品位呈現(xiàn)逐年下降趨勢。從資本支出的角度來看，可以發(fā)現(xiàn)，2024年至2026年期間銅礦的增產(chǎn)情況，在很大程度上取決于2019-2021年的資本支出水平，而那一時期的資本支出水平相對較低，從而使得未來幾年的銅礦供給相對緊張。 從長期來看，銅礦的供給高峰可能出現(xiàn)在2028年（近期資本支出高峰為2023年），且增產(chǎn)的強度將遠低于上一個供給高峰期，即2013年的資本支出高峰。 （二）中期分析 2024年至2026年全球礦產(chǎn)供給增量有限。站在礦企的方面來看，全球Top15礦企2024年計劃產(chǎn)銅1269.4萬噸，產(chǎn)量占全球 50%+，同比增長1.6%，增量約20萬噸。產(chǎn)礦國方面，全球Top8產(chǎn)礦國2024年預(yù)計產(chǎn)銅1605萬噸，約占全球 60%，同增2.8%，增量44萬噸。 全球角度看，2024-2026年銅精礦增量預(yù)計分別為71、28和38萬噸，增速逐漸放緩，行業(yè)供給拐點或在2025年。 （三）短期分析 南美等多地礦企與工人的薪資協(xié)議于2023年底或2024年初到期，智利某礦區(qū)已發(fā)生無限期罷工。預(yù)計此類事件將在2024年集中爆發(fā)，因罷工事件的影響，從而可能導(dǎo)致2024年供應(yīng)水平低于預(yù)期。供給拐點可能提前至2024年中，甚至更早到來。
近期紐約期銅飆升至歷史新高，和其他交易所的期銅形成巨大的價差，震撼了全球銅市場，并引發(fā)空頭大量搶購銅運往美國。截止發(fā)稿日，倫銅盤中站上11104.5美元/噸，滬銅最高沖上88940元/噸。 預(yù)計2024至2026年，銅市場供需平衡分別為18、-66和-103萬噸。銅價未來兩年有望創(chuàng)新高。高盛集團預(yù)測2024年銅價將破1.2萬美元/噸，2025年達1.5萬美元/噸。在銅價急劇上漲的背景下，我們有理由相信，在變壓器行業(yè)，調(diào)整銅鐵使用比例已經(jīng)迫在眉睫。 三、電力需求分析預(yù)測 （一）風(fēng)電光伏儲能增長預(yù)測 1、光伏 2023年全球光伏新增裝機預(yù)計達到346Gw，其中中國新增裝機為216.88Gw。預(yù)計到 2025 年全球及中國新增裝機有望分別攀升至 580 GW和300GW，對應(yīng)光伏全球復(fù)合增長率33.8%，中國復(fù)合增長率19.1%。
2、風(fēng)電 2023 年全球新增風(fēng)電裝機約 118GW，其中中國新增風(fēng)電裝機 75.9Gw。到 2025 年全球及中國新增風(fēng)電裝機有望分別達到 135 和 95Gw，對應(yīng)風(fēng)電全球復(fù)合增長率7.2%，中國復(fù)合增長率12.5%。 （二）全球電網(wǎng)改造機遇涌現(xiàn) 歐洲：2023年年底，歐盟委員會公布《電網(wǎng)行動計劃》，擬投入5840億歐元，用于檢修、改善和升級歐洲電網(wǎng)及其相關(guān)設(shè)施。 英國：英國國家電網(wǎng)電力系統(tǒng)運營商(ESO)公布了一份題為《2030年以后》(beyond 2030)的文件，提議到2035年對電網(wǎng)進行580億英鎊(約合5310億元人民幣)的投資。 美國：隨著AI科技的飛速發(fā)展和數(shù)字化轉(zhuǎn)型的深入推進，算力正成為現(xiàn)代社會發(fā)展的重要驅(qū)動力。然而，美國媒體關(guān)注到算力上升可能引發(fā)電網(wǎng)崩潰的危險。美國電網(wǎng)系統(tǒng)連接著城市和鄉(xiāng)村，為民眾提供電力。但近期，電網(wǎng)面臨變壓器短缺的挑戰(zhàn)。
國泰君安證券預(yù)計2023-2030年間全球電網(wǎng)投資年平均約5000億美元，年均復(fù)合增長率為7.9%-8.0%。 四、高磁感取向硅鋼競爭力凸顯，變壓器行業(yè)面臨新挑戰(zhàn)與機遇 俄烏沖突使歐洲認識到發(fā)展清潔能源的重要性，AI算力飛速增長導(dǎo)致電力需求猛增，加之美國電網(wǎng)老化，變壓器平均壽命高達30-40年（設(shè)計壽命25年）。在清潔能源需求的推動下，全球?qū)︼L(fēng)電、光伏、儲能等發(fā)電設(shè)備的變壓器需求猛增。未來10年，全球變壓器行業(yè)將會面臨巨大的機遇。 中國GB20052-2024強制能效標(biāo)準(zhǔn)即將實施，使得中高牌號（95以上）硅鋼的需求將從48%提高到72%，加之全球銅資源短缺，銅價趨勢性上漲。因此，從變壓器設(shè)計成本角度考慮，調(diào)整銅鐵比，提高中高牌號硅鋼用量，成為變壓器制造商必須關(guān)注的首要問題。 綜合諸多因素，全球中高牌號取向硅鋼將迎來至少2-3年趨勢性上漲，并且高磁感（HiB）取向硅鋼在變壓器市場中將更有競爭力。 五、新形勢下，高磁感取向硅鋼（HiB）競爭力突顯 中國位居全球硅鋼產(chǎn)量之首，占世界總產(chǎn)量的一半以上。取向硅鋼分為CGO和HiB兩種，其中CGO的生產(chǎn)難度較低，而HiB則相反。HiB生產(chǎn)過程中的最大難點在于每道工序之間的動態(tài)匹配，這要求在研發(fā)和供應(yīng)鏈上摸清所有的工藝窗口，并具備全流程的控制和生產(chǎn)管理能力，強調(diào)各工藝流程的“雙命中”和最終產(chǎn)品的“牌號命中率”。
HiB和CGO在性能上最大的區(qū)別在于磁感，HiB的磁感在1.88T以上，CGO一般低于1.86T（典型值）。另外，在相同厚度條件下，HiB工藝能實現(xiàn)更低的單位鐵損，且在煉鋼環(huán)節(jié)能耗較低。在雙碳背景下，HiB工藝更符合低碳指標(biāo)要求。 湖南宏旺作為國內(nèi)民營硅鋼廠中規(guī)模領(lǐng)先且全面采用HiB工藝的冷軋硅鋼企業(yè)，其硅鋼產(chǎn)品的磁感典型值穩(wěn)定在1.89-1.93之間，典型鐵損則控制在0.68-0.92之間。 隨著GB20052-2024新國標(biāo)的正式實施，湖南宏旺生產(chǎn)的HiB取向硅鋼將覆蓋全牌號，滿足新的能效標(biāo)準(zhǔn)要求。 |
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