试验设备

大道向前跃上新高地丨一变万家亮

发布时间:2024/10/16 11:47:05   
名片目前全球交流输电最高电压等级达到千伏。实现这一电压等级,要靠变压器。千伏特高压变压器,堪称特高压技术皇冠上的明珠。摘得这一明珠的,是特变电工衡阳变压器有限公司。衡变重器成功应用于“西电东送”“疆电外送”“皖电东送”、华中环网、山东环网等国家重大项目,成为中国特高压独步世界的名片。03:35一年前,从衡阳到长沙的高速上,交警一路护送一台有个车轮的货车缓慢通行。多公里的路程,足足行路3天。货车上,一台超吨的“巨无霸”装备一时刷屏成“网红”。这个“巨无霸”,就是千伏特高压变压器,是湖南首个千伏特高压变电站潇湘站最关键的设备。在潇湘站,这样的设备有7台,全部由特变电工衡阳变压器有限公司研制。特高压,有“电力高速”之称。过去10多年间,中国电力输送方式发生根本性改变,特高压技术书写了电力跨区域、长距离、高效清洁的输送传奇。目前,中国是全球唯一掌握特高压技术,并商业化运营的国家。1一战成名,“西电”稳稳“东送”建发电厂容易,可想把电送出去,并不那么简单。形象地说,输电线路就像是一条运送电的“道路”,要想送得多,就必须得加大电压或电流,而电流太大会引起电线发热,电在输送的过程中损耗太多,于是就要升高电压来提高输电效率、降低损耗。特高压输电技术和设备研发应运而生。特高压是指直流±千伏、交流千伏及以上电压等级的输电技术。如果说常规的千伏超高压线路是“国道”的话,千伏特高压线路就是“高速公路”。据估算,一条千伏特高压的输电量是千伏线路的4至5倍,电能损耗仅为其1/16左右。5月13日,位于衡阳市雁峰区的特变电工衡阳变压器有限公司装配车间,技术工人在进行总装作业。湖南日报全媒体记者徐行通讯员马松伟摄影报道潇湘站运维班副班长杨洋介绍,潇湘站连接的千伏南昌至长沙特高压输电工程,是雅江特高压直流工程的配套工程。后者西起四川省凉山州的雅砻江换流站,东至江西省抚州市的鄱阳湖换流站。也就是说,通过潇湘变电站,我们用上了来自雅砻江的水电。南昌至长沙特高压线路的输送能力,相当于给湖南“支援”了4个百万千瓦的大电厂。“变压器好比变电站的心脏。”杨洋说,在送端电厂,为了减少电量输送的线损,变压器把电压升高;在受端变电站,变压器再把电压降下来,供工厂、居民使用。当我们在家中轻轻按动开关用电的时候,这电有可能来自千里之外的高原、水库或峡谷。电压等级大幅升降,不是对前一级别的简单放大或降低,而是关键技术和配套设备质的提升。年,中国开始全面发展特高压技术。衡变公司总经理种衍民在北戴河参加动员会,当时他怎么也没想到,中国的特高压技术会如此飞速发展,更没想到衡变公司会成为关键一员。“彼时,业界忐忑:国内连千伏级变压器生产技术和设备都做不了,被国外严密封锁;特高压领域国外同行也没有攻克,完全没有经验可以借鉴。”种衍民说,初出茅庐的衡变公司完成重组不久,技术在千伏级徘徊。技术团队远赴日本一企业学习,哪知核心生产车间被谢绝参观。“做外国人做不了的千伏!”衡变公司自此踏上自主创新之路。没资金,咬牙自筹,建成中国首个百万伏试验大厅;缺人才,三赴东欧引进国际顶级专家。“尖端技术,一点点死磕。”种衍民说。年春,晋东南至荆门千伏特高压交流试验示范工程投入运行。由衡变公司研制的世界首台千伏特高压电抗器,成功应用于这一中国首条特高压输电线路,并荣获国家科学技术进步奖特等奖。一战成名,衡变公司又拿下多个“零的突破”年,自主研制千伏特高压发电机变压器,用于安徽淮南平圩电厂,是世界首创的由发电机出口电压27千伏直接升压至千伏创新产品。年,拥有自主知识产权的±千伏换流变压器研制完成,率先实现了绝缘件等原材料的国产化,运用于祁韶特高压,技术独步全球……“特高压是庞大的系统工程,欧美发达国家研究持续多年,结果纷纷退赛,止步千伏。”种衍民说,中国坚持下来了,衡变公司摘下特高压技术皇冠上最大的明珠。目前,我国建成投运的特高压线路达28条,衡变公司参与25条,研制的千伏变压器和电抗器突破套。2毫秒驯服千伏,毫米误差雕琢重器千伏约为家用电压的0倍。如何在有限范围内实现电压安全稳定地升降?记者来到衡变公司探寻答案。3次换鞋,人和影像设备一起“吹尘”后,进入衡变线圈车间。“线圈好比变压器的心脏,由铜导线紧紧盘绕。”衡变公司技术副总监宁澔如介绍,一个单相千伏的变压器,里面需要高压、中压、低压、调压等各类线圈13个。每个线圈高3米,有导线1匝,每匝有导线30余根,导线整齐排列的同时在特定层次换位。看上去,线圈就像一座大“迷宫”。年8月20日,长沙变电站,湖南首台特高压变压器开始设备安装。南昌-长沙千伏特高压交流工程新建长沙、南昌两座特高压变电站,线路长度2×千米,将构建雅中直流返送湖南通道,为湖南提供重要能源保障。湖南日报全媒体记者徐行摄“电流在其中聪明有序流动。”宁澔如说,研发每一台变压器,设计团队都像是打一场惊心动魄的“密码破译战”,用最“笨”也最有效的方法海量计算让电流走出“迷宫”。变压器内部如何绝缘?“神器”是纸。这种特制的绝缘纸,不仅为变压器降“体重”,而且方便裁剪,可适应各个元件的不同形状。用纸做成的各种配件达到20多万件,不亚于任何一件精密的艺术品。专用纸板排列组合,设置一堵堵“墙”。这样,电压在短短20厘米距离范围内,毫秒级实现了电压从千伏降到0伏。制造全世界独一无二的重器,必须拥有独步天下的制造工艺。绕制线圈,这是变压器生产中技术含量最高的一道工序。“全世界没有任何一台机器,可以代替人工。”圈车间绕线二班班长刘龙启带领徒弟绕线,像织毛衣一样,一针一针织,不容有丝毫闪失!他把一匝铜线放在工具上卡好,确保每一匝铜线横向误差小于1毫米。目前,衡变公司参与及主持制定国家及行业制造标准余项。宁澔如说:“在特高压输电领域,可以自豪地说,中国标准就是世界标准。”3山区建“移动厂房”,破解大型变压器运输难题潇湘站变压器运输,创湖南省大件运输最高纪录。种衍民说,此次运输车车体长近米,车货总重相当于多头成年亚洲象的体重。运输途中,车组经匝道、互通、桥梁等卡点,交通、交警等多个部门协同,才顺利完成。能不能有其他更好的方式?尤其是发电端的变电站,多位于山区,山势起伏、海拔落差大、桥梁众多,这些客观现实让大型变压器运输变得十分困难。衡变公司就有了探索,让变压器器身紧凑、运输方便、运行维护简单。眼下,金沙江上游川藏界河上的苏洼龙水电站,工人们正在吊装的巨型装备就是现场组装式变压器。5月13日,特变电工衡阳变压器有限公司生产厂区一角。湖南日报全媒体记者徐行通讯员马松伟摄影报道“相当于复制一个‘移动厂房’,现场组装一个变压器。”种衍民说,特高压变压器尺寸和重量不能随着电压等级的升高而简单线性放大,需要在材料、结构和技术等方面实现新突破。这一产品填补了多项技术空白,解决了线圈组拆卸、现场套装抗短路等技术难题,尤其是现场干燥工艺等核心技术真正实现了时间短、能耗小、精度准。目前,现场组装式变压器已应用在四川、广西等变电站,解决了我国西南地区特高压建设中最为突出的运输问题,彻底打破了国外长期对我国大容量现场组装式变压器的技术垄断。新基建热潮推动下,特高压工程建设的“风口”仍在继续。青年观察驯服高电压的,可不止皮卡丘聂伟(长沙理工大学新闻与传播专业研究生)皮卡丘的招牌技能“十万伏特”,直接让对手陷入麻痹。这是动漫作品《宝可梦》中的经典场景,也是我对电压的浪漫印象。现实当中也有这样的人和物存在。我带着好奇走进特变电工衡阳变压器有限公司,发现了他们。什么是特高压变压器?它有什么用?在一个高30米、重吨的“大家伙”面前,工作人员自豪地介绍,这是世界最高电压等级最大容量特高压变压器。我的第一反应是这个“大家伙”会不会很危险?因为生活中人们对这类庞然大物比较畏惧,担心特高压变电站有辐射,看到了也会“敬而远之”。5月13日,特变电工衡阳变压器有限公司线圈车间,技术工人对变压器核心部件“铁芯”柱包裹线圈。湖南日报全媒体记者徐行通讯员马松伟摄影报道工作人员介绍,变压器产生的辐射比家用吹风机还小,完全不用担心。重要的是,这个“大家伙”大大提高了湖南电网的安全稳定水平,实现了能源的合理调配。试验室里,设计、验证、仿真、小模型、大模型、样机6个步骤,成百上千次摸索参数……车间内,工匠们绕线圈像是打磨艺术品。“22年,干一件事,专注一个专业!”衡变公司总经理种衍民的热爱,让我振奋:青年要能学习、能战斗,还要扎根,始终胸怀爱国之情。这次近距离观察,我发现这背后是电力人十多年的坚守与创新,让中国装备不断装备世界。年,李鸿章首次从国外购进发电设备和电灯时,恐怕不会想到,多年后的今天,中国特高压输电及装备技术会领跑世界。来源

湖南日报·新湖南客户端记者

孟姣燕编辑

王姚冰

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