大容量特高壓交流變壓器的成功研制是我國(guó)電力工業(yè)領(lǐng)域立足國(guó)內(nèi)取得的又一世界級(jí)創(chuàng)新成果。中國(guó)電科院研究人員按照“分步走”原則，積極開展設(shè)備研制工作，創(chuàng)造性地完成了兩臺(tái)150萬千伏安特高壓科研樣機(jī)研制。
“變形成功了!這進(jìn)一步鞏固了我們?cè)谌珖?guó)特高壓領(lǐng)域輸變電重大裝備研制的領(lǐng)先地位。”4月13日，在提到近日研制成功的大容量特高壓交流變壓器時(shí)，中國(guó)電力科學(xué)研究院高電壓研究所變壓器研究室主任李金忠感慨道。
1月23日，國(guó)家電網(wǎng)公司召開了方便運(yùn)輸?shù)拇笕萘刻馗邏?/span>交流變壓器研制總結(jié)會(huì)議，全面總結(jié)150萬千伏安/1000千伏特高壓交流變壓器國(guó)產(chǎn)化研制工作。該產(chǎn)品指標(biāo)優(yōu)異、性能穩(wěn)定，代表了目前國(guó)際同類設(shè)備制造的最高水平，其三相額定容量達(dá)450萬千伏安，與特高壓線路的自然輸送功率形成良好匹配，能進(jìn)一步提高特高壓變電站的經(jīng)濟(jì)性，具有重要的應(yīng)用前景。而且更重要的是，它是一臺(tái)可以“變形”的變壓器。
變壓器也能變形?在中國(guó)國(guó)家電網(wǎng)公司與巴西國(guó)家電網(wǎng)公司開展特高壓輸電技術(shù)交流過程中，曾經(jīng)發(fā)生過這樣一個(gè)故事：中方通過英文進(jìn)行介紹，巴西通過翻譯將英語翻譯為葡萄牙語，由于雙方翻譯人員都不是專業(yè)技術(shù)人員，在翻譯變壓器時(shí)，直接譯成了變形金剛(Transformer)，頓時(shí)引起現(xiàn)場(chǎng)的一片笑聲。
如今，方便運(yùn)輸?shù)奶馗邏捍笕萘孔儔浩餮兄瞥晒α耍@著實(shí)讓變壓器實(shí)現(xiàn)了一把“變形技術(shù)”。400多噸的“大家伙”，分解為17個(gè)部分，最大重量控制在80噸以內(nèi)，公路運(yùn)輸限制因素得到了徹底解決。
采用“產(chǎn)學(xué)研用”聯(lián)合研制模式
150萬千伏安/1000千伏特高壓交流變壓器能顯著提高特高壓變電站的經(jīng)濟(jì)性，并與特高壓線路輸送能力形成較好匹配，具有廣泛的應(yīng)用前景。
為了使該產(chǎn)品能夠應(yīng)用于中國(guó)可能的任意一座特高壓變電站，公司將“方便運(yùn)輸?shù)奶馗邏捍笕萘孔儔浩餮芯?rdquo;列為重點(diǎn)科研項(xiàng)目。李金忠介紹，輸送距離遠(yuǎn)、輸送容量大是特高壓輸電技術(shù)的特點(diǎn)，要充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，關(guān)鍵之一是解決變電設(shè)備研制難題，以及由此衍生的電、磁、熱、力等一系列問題。并且，因其超大容量、超大體積和運(yùn)輸重量，即使制造出來，但是受限目前的運(yùn)輸條件，也無法運(yùn)送。因此，運(yùn)輸問題也是150萬千伏安/1000千伏特高壓交流變壓器應(yīng)用亟需解決的問題。
在方便運(yùn)輸?shù)奶馗邏鹤儔浩餮兄粕希袊?guó)電科院按照“分步走”的原則，遵循設(shè)備研制規(guī)律，逐步推進(jìn)變壓器研制工作。第一步，該院解決電壓等級(jí)提高所帶來的變壓器研制難題，通過試驗(yàn)示范工程對(duì)包括特高壓變壓器在內(nèi)的各項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行檢驗(yàn)，確保各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)受長(zhǎng)期運(yùn)行帶電考核;第二步則在此基礎(chǔ)之上，攻克更大容量的特高壓變壓器研制難題。而且重要的是，大容量特高壓變壓器不僅要制造出來，還必須運(yùn)得出去!
于是，一支由公司主導(dǎo)，中國(guó)電科院和保定天威保變電氣股份有限公司聯(lián)合攻關(guān)的研發(fā)團(tuán)隊(duì)就此成立。擁有豐富的運(yùn)行、生產(chǎn)和研發(fā)經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員，采用“產(chǎn)學(xué)研用”聯(lián)合研制模式，共同解決相關(guān)制造工藝難題。工程實(shí)踐中，中國(guó)電科院依托前期試驗(yàn)示范工程所取得的攻克絕緣等方面的經(jīng)驗(yàn)，研制出更大容量的特高壓變壓器，有效攻克了特高壓輸電技術(shù)中變電容量受制約的難題。
為裝備技術(shù)走出去夯實(shí)基礎(chǔ)
2011年，整體式150萬千伏安變壓器研制成功!單臺(tái)150萬千伏安，三臺(tái)一組實(shí)現(xiàn)450萬千伏安，解決了變電和輸電能力匹配的問題。
“在研究過程中，我們采取了先單體式，再局部解體式，進(jìn)而全部解體式的技術(shù)路線來研制特高壓大容量變壓器。”項(xiàng)目部負(fù)責(zé)人說。2013年，150萬千伏安變壓器局部解體技術(shù)驗(yàn)證成功。
2014年11月28日，全部解體式大容量特高壓交流變壓器全部解體并再次組裝后一次性通過全部型式試驗(yàn)，標(biāo)志著世界上最高電壓等級(jí)、最大容量的方便運(yùn)輸?shù)奶馗邏鹤儔浩餮兄瞥晒Α?/span>
額定電壓為1000千伏，單相額定容量達(dá)150萬千伏安，代表了國(guó)際同類設(shè)備制造的最高水平，創(chuàng)造了新的世界紀(jì)錄。同時(shí)，可全部解體式的、方便運(yùn)輸?shù)拇笕萘刻馗邏航涣髯儔浩鳎鉀Q了運(yùn)輸限界對(duì)特高壓變壓器應(yīng)用的限制，形成了可整體運(yùn)輸、局部解體運(yùn)輸和全部解體運(yùn)輸?shù)漠a(chǎn)品系列。該成果具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，整體技術(shù)居國(guó)際領(lǐng)先水平。
據(jù)了解，與目前工程應(yīng)用的單相100萬千伏安特高壓變壓器相比，方便運(yùn)輸?shù)拇笕萘刻馗邏鹤儔浩鞯娜萘吭龃?50%，進(jìn)一步提高了特高壓變電站的經(jīng)濟(jì)性和輸電能力。針對(duì)目前特高壓變壓器大件運(yùn)輸難題，全部解體式特高壓變壓器最大運(yùn)輸部件重量不超過80噸，運(yùn)輸尺寸高度由4.99米下降到4.5米(上節(jié)油箱高度),完全滿足公路運(yùn)輸限界要求，運(yùn)輸不再成為限制特高壓變壓器乃至特高壓輸電技術(shù)應(yīng)用的瓶頸。以蒙西—天津南1000千伏特高壓交流輸變電工程蒙西變電站為例，整體變壓器無法運(yùn)輸，單臺(tái)運(yùn)輸成本由局部解體3000萬元可降至800萬元，極大節(jié)省了運(yùn)輸成本。
“方便運(yùn)輸?shù)拇笕萘刻馗邏?/span>交流變壓器”項(xiàng)目的成功研制，標(biāo)志著我國(guó)基本形成了特高壓變壓器序列，包括100萬千伏安、150萬千伏安不同容量，整體式、局部解體式和全部解體式滿足不同運(yùn)輸條件的特高壓變壓器，為特高壓交流輸電技術(shù)應(yīng)用提供了堅(jiān)實(shí)的裝備基礎(chǔ)。該裝備研制成功徹底解決了運(yùn)輸對(duì)特高壓工程建設(shè)的制約難題，顯著提升了我國(guó)電力裝備的整體配套能力，為國(guó)家特高壓骨干電網(wǎng)的建設(shè)提供了設(shè)備保障。此外，這也反映出我國(guó)變壓器領(lǐng)域電工裝備能力已達(dá)世界先進(jìn)水平，打破了高端變壓器裝備長(zhǎng)期處于跟蹤國(guó)外的局面，為我國(guó)電力裝備技術(shù)走出去夯實(shí)了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
