浅谈变压器设备的发展

浅谈变压器设备的发展

与100年前的国外相比，我们在20年内达到了海外产品的数量。与世界上100年的通史相比，我们的压力设备仍然“年轻”，这不可避免地出现了一些问题，如产业结构不足等。我们如何解决这些问题？本文从三个方面提出了建议。变压器设备制造企业变压器是电器工业中输变电设备的主要产品。建国以来,特别是改革开放二十多年来发展很快,1949年我国变压器的产量只有11.9万KVA,1980年达4461万KVA,2000年产量21670万KVA,2003年产量37651万KVA。2003年产量为1980年产量的8.4倍。变压器行业现有企业1200多家,产品品种2000多种,当前变压器行业正处于发展的兴旺期,一是大型变压器向大容量、轻结构、三相式、组合式方向发展;二是配电变压器向小型化、卷铁心、非晶合金、常温超导方向发展;三是城网用变压器向高阻抗方向发展;四是推广应用SF6气体绝缘变压器。总的要求是体积小、重量轻、易安装、免维护、无故障、低损耗、低温升、寿命长、无油化、不燃、防爆、低局放、抗短路、高可靠性;噪声低、振动小、环保性强,采用智能化电子装置,早期故障报警。预计到2005年变压器产品中有60%的品种达到二十世纪90年代末的国际水平,10%的品种达到世界当代水平,专家们分析,第“十一”个五年计划期间,全国将新建330KV及以上交流线路3.6万公里,变电容量1.8亿KVA,平均每年新增7000公里,3600万KVA。其中建成750KV1700公里,780万KVA,500KV3.3万公里,1.6亿KVA,330KV3800公里,1400万KVA。并建成直流线路3-4回,输电线路总长度2600-3800公里,输电容量780-1080万千瓦。变压器产品将在“十一五”期间持续快速发展,其产业地位是十分重要的。制造变压器产品的原材料除了钢板、钢材外,大量使用的有硅钢片、铜铝线材、绝缘纸板、变压器油等特种材料,加工这种特种材料的设备是变压器专用设备。所以,变压器专用设备制造业是为变压器行业提供特种工艺装备的产业,变压器企业中60%以上的工艺装备是变压器专用设备。变压器专用设备是变压器制造企业技术创新、产品开发、提高质量、提高效率、节能降耗,提高效益、装备更新、增强竞争力的物质基础。要制造高质量、高性能的变压器,就必须要用高质量的高性能的变压器专用设备,其产业地位也是十分重要的。变压器专用设备制造业经过五十多年的发展,经历了三个发展历程。第一个是创业时期,计划经济时期只有沈阳、天津、咸阳三个企业,年产值1000多万元年产量1000多吨,主要任务是为变压器厂重点基本建设服务,为中国变压器厂的创业发挥了重要作用。第二个时期是成长时期,改革开放以后,国内变压器企业从国外引进了一大批专用设备,有纵剪线、横剪线、煤油汽相干燥设备、波纹油箱生产线、低频电热干燥箱、环氧树脂浇注设备、箔式线圈绕制机、绝缘件加工中心等,据不完全统计,全行业共进口120-130台(套)设备,约花费外汇9000万美元。这些设备多数是具有国际当代水平的设备,解决了变压器企业当时生产发展的急需。也极大地开阔了变压器专用设备制造企业的眼界。变压器专用设备制造企业采用测绘仿制、仿型设计、自主研制、用户与制造厂联合研制、院所开发等方法,加速了变压器专用设备产品的开发。“八五”、“九五”期间每年都有10多种新产品投放市场,到2000年末,初步形成了铁芯加工设备、线圈加工设备、绝缘件加工设备、油箱加工设备、器身加工设备、油处理设备等六大类100多种产品,制造企业50多家,年销售额1亿多元的专用设备制造业。国产变压器专用设备国内市场占有率已达90%以上,且有少量出口,这为今后的发展奠定了良好的基础,这个时期,主要为变压器行业扩大生产能力作出了较大的贡献。第三个是创新时期,新世纪开始,变压器行业的生产能力已饱和,继续扩大生产能力只会造成能力过剩,又会形成新的不良竞争。行业领导及专家都在积极宣传大力呼吁大家把注意力转移到提高我们的产品质量上来,装备要不断更新,提高质量,降低成本,提高劳动生产率。在这样的新形势下,变压器专用设备制造业一些常规生产的为扩大生产能力服务的设备必然是逐步减少,摆在行业面前的任务是逐步走出一条科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少、人力资源优势得到充分发挥的新型工业化路子。走新型工业化道路,必须发挥科学技术作为第一生产力的重要作用,注重依靠科技进步和提高劳动者素质,改善经济增长质量和效益,鼓励科技创新,把可持续发展放在十分突出的地位。生产线可靠性差近几年来,行业专家,新闻媒体十分关心变压器专用设备的发展,先后发表了一些论文及建议,归纳起来大体上存在以下几个问题:1、低水平重复生产,生产集中度低,没有形成规模经济生产,如硅钢片纵剪生产线全国有8家企业生产,卷铁芯生产线有8家企业生产,卧式绕线机有16家企业生产,油处理设备有9家企业生产等。2、国产变压器专用设备与国外进口的变压器专用设备相比产品的技术水平低,主要反映在:产品的可靠性差,是变压器厂最头痛的重要问题。一条生产线故障,严重的将影响全厂的正常生产,分析设备产生的原因,大部分是外购件失效造成的,国产的电器元件、液压气动元件、皮带、轴承等质量不高,还有制造厂的装配质量不高造成的。自动监控水平低,这是国产设备技术水平不高的重要反映。要采用先进的传感元件,显示故障部位,以便快速排除故障。要推广数控化、光电化、变频调速技术、合理选用微机和可编程序控制器,编制易掌握的软件。制造精度低,主要是制造厂工艺装备落后,缺乏先进的数控加工设备或加工中心造成的,大部份企业采用普通机床加工,制约了加工质量的提高。外观质量差,这是大部分国产设备的通病,主要反映在设计造型不讲究,型材质量不高,焊接件焊缝不平滑,涂装不平,色彩不美,管线布置不讲究等。3、制造工艺和制造设备陈旧,缺少先进的加工和工艺手段。4、产业结构不合理,一些产品市场需求过剩,一些产品急待开发。5、行业信息不畅通,资源有效组合差,6、售后服务要进一步加强,做到快捷、优质服务,常用维修件即时供应。产生上述问题的原因,主要是我国变压器专用设备制造企业的经历还年轻,只有20多年的成长史,不像国外知名企业已走过了上百年的发展史。我国只用了20年的时间,赶上了国外上百年发展的产品品种,这是来之不易的,现在的问题是要认真学习国外的发展经验,结合国情,尽快提升竞争力。指南建议(一)企业“质量可信产品”的确定为提高产品质量,推动企业技术进步,加强产品质量和可靠性管理,加强行业自律,积极宣传和推广行业优势产品,提高企业和产品的知名度,增强市场竞争力,使企业在激烈的市场竞争中立于不败之地。中国电器工业协会于2001年起,开展了“质量可信产品”推介活动,得到了广大企业的积极响应,在电工专用设备分会认真工作的基础上,2002年2月中国电器工业协会批准了电工专用设备行业4个企业15种产品为“质量可信产品”。2004年年初电工专用设备分会对15种产品开展了“质量可信产品”的调查,调查结果表明,成效是显著的,表现在以下几个方面:1、开展“质量可信产品”推介工作是行业扶优扶强的一项有力措施。“质量可信产品”推介工作是引导企业注重产品质量,增强竞争能力,促进企业健康发展的一项重要工作,是中国电器工业协会实施品牌战略的基础工作。协会实施品牌战略的目标是:培育、支持、扶持、发展一些名优产品和名优企业,不断提高产品质量,向世界先进水平靠近,不断创新,创立中国电器的优秀品牌,不断推荐中国名牌,使中国名牌走向世界。2001年4月电工专用设备分会适时地开展的“质量可信产品”推介工作,以扶优扶强为出发点,在企业自愿参加的基础上,确定4个企业15种产品为行业第一批“质量可信产品”,通过二年来的实践表明是正确的,有成效的,起到了扶优扶强的作用。4个企业都是电工专用设备行业的重点骨干企业,2003年电工专用设备产值28839万元,占全行业产值17%,15种产品的产量2000年206台,2001年489台,2002年465台,2003年864台。2003年比2000年增长3.2倍。2、“质量可信产品”必须以自主知识产权产品为立足点,不断创新,不断提高产品质量。“质量可信产品”的条件明确要求符合质量好、信誉好、服务好的基本条件,企业已建立了基本的质量保证体系并有效运行,产品曾通过技术鉴定,曾获得奖励,严格按标准组织生产和管理,建立售前售后服务的制度。科技创新是企业发展的动力,当前,世界上新工艺新技术日新月异,产品不断更迭,电工专用设备也是如此,科技创新要落实到产品研发上,“质量可信产品”更要加快新产品研发速度,不断提高产品质量和性能,适应市场的要求,牢固树立“质量第一”、“质量要世界一流”的观念,精益求精。产品研发要贯彻“生产一代、研制一代、预研一代、构思一代”的思路,深谋远虑,要舍得加大研发投入。要保证产品质量,必须坚持基本的质量保证体系,并有效运行。4企业15种“质量可信产品”都坚持了基本的质量保证体系,并有效运行,都坚持不断的科技创新及新产品开发,形成了系列化产品,并采用了不少新技术改进原定的产品结构及性能。3、实施“质量可信产品”推介工作是品牌战略的基础,其目标要把产品推向世界,成为世界品牌。电工专用设备行业的特点是单件小批生产,产品品种上千种,一部分产品有一定的的小批量,有的品种几年轮番生产一台,因此,国外知名的电工专用设备厂都把生产发展的目标放在国际市场上,有的企业90%以上的产品出口。我国的电工专设备出口量还很少,15种“质量可信产品”2003年的出口都有较大幅度的增长。变压器专用设备制造企业西安启源机电装备股份有限公司2003年出口越南、阿联酋、土耳其、葡萄牙等国家,出口交货值1200万元,占销售收入6488万元的18.49%,为变压器专用设备制造业树立了榜样。实施品牌战略,开展“质量可信产品”的工作,其目标就是要把中国电工专用设备的优秀品牌推向全世界,成为世界知名企业,世界知名品牌。4、实施品牌战略,开展“质量可信产品”工作,可促进企业制造精品,实施精品工艺。在市场国际化的竞争环境下,用什么样的产品去参与竞争,才能迅速、稳定地占领市场,只能用精品去参与竞争,用精品占有市场,这样才能取得效益。精品是在设计合理的前提下,采用精致的工艺,并且在严格工艺管理下生产制造出来的。精品具有两层含义:一是精品具有适用性的质量;二是精品具有较高的可靠性,就是从用户的使用需要出发,对产品的性能、产品的安全性、产品的价格、交货期、服务和产品信誉等六个方面具体内容的综合体现。包括产品的可用性、安全性、有效性、可靠性、可维修性、经济性和环境等几个方面。精品包括外形美观,精品不单内在质量好,还要外形美观;这样才能充分体现出一丝不苟、精心细作的功夫。过去,我们变压器专用设备,不太讲究产品的外形美观,现在,我们面临国外市场竞争的复杂局面,一定要考虑这一内容。这就需要研究产品的工艺造型、色彩涂装、表面光洁平整,使顾客看着顺眼、用着顺心,进而增加对产品的信赖和强烈的需要,自然也就扩大了产品的市场份额。这就是靠精品占领市场、靠精品出效益的道理。对变压器专用设备制造业来说,现在变压器生产能力已饱满,一些常规的专用设备生产任务必然会减少,低水平重复生产严重,不能形成规模经济生产,只能用精品去占领市场。5、实施品牌战略,促进专用设备厂加速走专、精、新、特的发展道路。计划经济时期电工专用设备制造业大部分企业走的是“大而不全”、“大综合”的发展道路。市场经济后这种“大而弱”的企业结构都已逐步改制,“小而精、小而专”的企业逐步兴旺起来。实践证明走“专、精、特、新”的发展道路是电工专用设备制造业的成功之路,也是国外专用设备厂的普遍状况,改革开放以后,电器工业从国外引进的先进设备,极大多数是从“小而精、小而专”的知名企业引进的。现在的问题是,我们在实践中学习,在学习中再实践。(1)、要进行战略思维的转变,推动企业研发和创新能力,坚持进行制度创新,打造企业竞争活力,大力推进科技创新,产业升级,增强企业竞争能力。要实现由量的扩张向质的提高的转变,目光必须瞄准国际同行业的先进水平,立足主业进行科技创新,把主导产品做专、做精、做强,不断提高产品档次和科技含量,推进产业升级,实现从中低档传统产品向二十世纪九十年代领先水平产品和专利技术转变,使产品开发朝着智能化、网络化、电子化、数字化、模块化和机电一体化方向发展。(2)、要营销创新,拓展国内国际市场,提高企业竞争力。(3)、要人才竞争制度创新,优化企业人才结构打造企业竞争优势。(4)、要舍得加大科技投入,中国工业报2004年3月1日有篇文章发表了一些统计数字,产品研发投入占销售收入的比重低于1%,企业难以生存,占2%可勉强维持,占5%才有竞争力,供大家参考。(5)、实施品牌战略是一项长期的工作,其效应主要表现在:(1)、市场开拓力;(2)、资产内蓄力;(3)、资本扩强力;(4)、环境适应力。名牌是一种文化,是从经营者到广大员工,是共同信誉,共同遵守的共同语言和共同规范,是一种高级的特殊的文化力,一种更强大的生产力。名牌产品的条件:(1)、要强调实物质量水平;(2)、市场占有率;(3)、重视科技创新的投入,开发设施条件和成果;(4)、重视质保体系、售后服务体系,用户满意度;(5)、要重视成本、效益、盈利水平、总资产贡献率。(6)、要重视发展潜质,名牌推进战略重在培育,企业经营者具有关键的决定性的作用,这也是协会发挥重要作用的一项工作。因此,电工专用设备制造业实施品牌战略的工作仅仅是开始,协会在广大会员单位的大力支持下打算坚持不懈的抓下去。现在变压器专用设备制造企业中还没有开展“质量可信产品”的推荐工作,还没有把品牌建设提到议事日程,建议重点企业要先上一层楼抓好这项工作,促进产品质量的提高,把产品推向世界。(二)冷压焊设备的开发当今变压器行业正进入新一轮快速增长期,产业结构在加速调整,工艺技术进步在加快,新工艺新技术争相问世,加速更迭。电工特种工艺材料的需求量在增长和发展,产品的质量进一步提高,企业技术改造在不断深化,这些都为变压器专用设备制造业的新产品发展提供了良好的机遇,建议各单位都要强化调研,加强与企业的联系和合作,分会与企业加强信息的交流。抓紧开发,满足变压器行业对专用设备的五大目标要求。1、满足变压器产品质量提高的要求如变压器铁芯制造的关键设备是纵剪线和横剪线,其主要性能已接近或达到了国际先进水平,国内的变压器厂都在使用,并有少量出口。但专家们指出,变压器质量要求在不断提高,要彻底解决毛刺问题纵剪有可能应用激光切割技术,但用在纵剪线上还要突破切割速度,要达到每分钟百米以上还有难度。横剪线国外已采用液压传动,国内要采用液压传动,遇到的最大问题是液压漏油,采用液压伺服技术,元件昂贵,对系统用油要求高,给维护带来一定的困难,但一定要勇攀高峰去解决。又如在变压器发生的质量事故中由引线问题引起的绝缘与机械事故比较多,所以,引线加工很关键,引线焊接目前普遍采用火焰钎焊,或铜焊机的电阻钎焊,大型企业已采用冷压焊,国外大部分都采用冷压焊或高频钎焊,目前,高频钎焊在国内尚属空白,冷压焊设备目前已有12家专用设备厂在制造,适用于铜、铝接头焊接,产品已出口30多个国家和地区,但焊接扁线尚需作大量工作进行开发,要抓紧时间开发扁线冷焊机专用设备。又如线圈制造时保证线圈的绕紧至关重要,为使线圈承受短路机械力的能力大大提高,需要带有拉紧、径向和轴向压紧装置的卧式绕线机。目前,变压器绕线机的制造厂家较多,但控制水平有待提高,改进方向是采用变频技术使其启制动平稳,并增加径向、径向压紧装置及拉紧装置,提高自动化水平,国外开发研制了全自动绕线机、自动排线、自动张紧、提高了绕线质量,国内ZR型全自动绕线机亦已研制成功,带有纵向压紧机构的WR型卧式绕线机亦已研制出来,需要进一步努力在行业中推广。又如器身,对于大型企业来说尤其是生产220KV以上产品,为确保运行可靠基本上都须采用,先进的煤油气相干燥工艺,部分110KV生产厂家也在用汽相干燥工艺,但尚有相当一部分110KV生产厂家用变压法或热风循环工艺,过去人们普通认为110产品用汽相干燥等于大马拉小车,得不偿失,所以一般选用变压法或热风循环法。现在就不同了,110在电气性能上也要求测局放量,用户要求则更为苛刻,要求100-300pC左右,影响局放量的因素很多,器身的清洁程度是非常重要的环节,只有用煤油气相干燥才能够在干燥过程中将器身彻底地冲洗干净,并且干燥效果非常好,还能缩短干燥周期。沈阳变压器研究所搞的全自动气相干燥设备是目前国内能保证性能的最先进的一流设备,要抓紧推广全自动气相干燥设备。2、满足变压器行业产品技术发展的要求“十一五”期间变压器的发展方向是向大型超高压方面发展,这就需要专用设备制造企业适时地做好750kV级变压器立式绕线机、换位导线设备等开发的技术储备工作,一旦变压器厂需要,就有专用设备可提供。“十一五”期间,中小型变压器向节能化、小型化、低噪音、高阻抗、防爆型发展,如S9型配电变压器、卷铁心变压器、非晶合金变压器、全密封变压器、组合式变压器、干式变压器、高燃点油变压器、SF6气体绝缘变压器和直埋式变压器等,这就需要专用设备厂推广卷铁心机、特殊绕线机、R型铁心机、波纹油箱生产线等先进的专用设备来满足变压器行业的需要。其中有的专用设备已经开发,如卷铁心生产线,包括步进叠卷铁心生产线,无接缝卷铁心生产线,波纹油箱成型生产线--包括开卷、成型、剪切、波翅焊接等。R型变压器制造设备包括数控曲线剪带机和卷带机,采用工业PC的分层式开放体系结构数控系统控制,完成曲线硅钢带的剪切和铁心的绕制成型。当前非晶合金变压器,由于非晶带材特别薄只有0.03mm、特别脆,一般生产厂很难加工成铁心,所以一般都是购买现成的铁心,今后随着非晶变压器生产的发展,非晶变压器铁心设备也要研制开发。3、满足变压器行业装备更新的要求近十年来,变压器厂如雨后春笋似的迅猛出现。1983年统计为400家,1995年统计1216家。这些企业要生存和发展就必须进行技术改造,进行装备更新来适应市场的要求。这就需要变压器专用设备厂用二十世纪90年代后期先进的专用设备来对变压器工艺装备进行更新。如立式绕线机,它是110kVA以上大型变压器线圈绕制的关键设备,经专家们对13项指标评审,已达到或超过国外先进水平。又如纵剪线及横剪线,它是变压器铁心制造的关键设备,经专家们对32项指标评审,剪切角度精度、刀具寿命、剪切速度、刀刃磨一次剪切长度等5项指标接近国外先进水平,其余27项指标全部达到国外先进水平。对其中没有达到国际先进水平的项目要抓紧攻关,才能适应变压器厂装备更新的要求。一些成熟的变压器专用设备还要不断地改进配套件的质量,提高设备的可靠性及外观质量,并研究制修订行业标准--如立式绕线机、纵剪线、横剪线、煤油气相干燥设备、变压法真空干燥设备、标准等等,使我国变压器专用设备成为国内名牌,并逐步发展为国际名牌产品。近几年来变压器企业技术改造、装备更新的势头强劲,变压器专用设备制造企业的生产连续八年在增长,变压器专用设备企业一定要紧紧抓住这个大好的发展时机加快发展的步伐。4、满足变压器企业节能降耗、提高效率的要求如铁心绑扎一般都是人工用无纬玻璃粘带绑扎,这样绑扎的力量不够、也不均匀,目前个别厂家用铁心绑扎机绑扎效果良好,应逐渐推广。专用设备厂要开发推广先进的铁心绑扎机等产品。又如绝缘件加工,有不少厂家对绝缘件加工不重视,绝缘车间环境不好,这样,很难保证线圈的绝缘强度,甚至有的小企业绝缘件加工和金属件加工共用同一台设备,应该做到恒温、恒湿,绝缘纸板最好采用高密度纸板,不然也要进行密化处理,大部分厂家能做到这点,这样,就可确保绝缘、散热与耐受机械力的性能。撑条垫块必须做到去毛,倒角处理。绝缘件(撑条、垫块)国外采用专用的设备,国内多数在普遍机床上加工很不合理,特别是线圈压板等复杂绝缘件应推广加工中心设备来提高变压器厂的工艺装备自动化水平。又如铁芯叠片时为减少不必要的工时和损耗,有些变压器厂已采用不叠上轭工艺,这就需要专用设备企业推广应用定位准确的不叠上轭叠装台。5、要满足变压器专用设备扩大出口的需