完成超、特高压出线设备自主化研发
时刻:2019-01-22 来历:国家电网报 作者:王琳

  

  【项目小档案】

  项目名称:超、特高压变压器/电抗器出线设备要害技能及工程运用

  首要参加单位:我国电力科学研讨院有限公司,泰州新源电工器材有限公司,常州市英中电气有限公司,保定天威保变电气股份有限公司,西安西电变压器有限责任公司,西安交通大学,特变电工沈阳变压器集团有限公司

  项目简介:我国是国际上电力变压器/电抗器制造和运用榜首大国,出线设备作为其间仅有未完成国产化的中心组件,曾长时间依靠进口。项目组历时8年,研发成功330~1000千伏全系列出线设备,使超高压出线设备及绝缘资料全面代替进口,特高压变压器/电抗器自主化率到达100%,已在7回特高压工程、国内外42回超高压工程以及高铁工程中得到运用,部分产品出口至美国、加拿大等国,大大进步了我国电力配备制造水平。

  不能让中心技能受制于人

  超、特高压变压器/电抗器是电网的要害设备,其间,出线设备因为多物理场协同优化、绝缘资料研发等技能难以打破,是仅有未完成国产化的中心组件。

  日前,由我国电科院牵头施行的“超、特高压变压器/电抗器出线设备要害技能及工程运用”项目取得2018年度国家科学技能进步奖二等奖。项目负责人李金忠介绍:“长时间以来,因为根底研讨、结构规划、资料配方和加工工艺等要素约束,国内无法制造具有满足机械和电气强度的出线设备。自1979年我国建造榜首回500千伏平武超高压输电工程起,出线设备一向依靠进口,成为限制我国超、特高压技能发展的瓶颈。”

  为了改动中心技能与工程建造受制于人的局势,国务院将“1000千伏特高压沟通输变电成套设备的研发,全面把握500千伏交直流和750千伏沟通输变电要害设备制造技能”列为国家重点科研任务,超、特高压出线设备研发被清晰列入《国务院关于加速复兴配备制造业的若干意见》《我国制造2025》。

  霸占要害技能难题

  项目组依托国家科技支撑计划、火炬计划等,将科技立异和产品研发紧密结合,对出线设备要害技能进行产学研联合攻关,完成了一系列自主立异。

  “出线设备结构尺度紧凑,电场会集且非对称,一起还要接受器身传导振荡等多应力效果,绝缘和机械结构可靠性规划难度非常大。”项目组技能专家、保变电气刘东升介绍说,“项目研讨前我国没有超、特高压出线设备规划经历,项目组从零开始,树立超、特高压出线设备的电、磁、力多物理场剖析模型,经过很多详尽的根底理论研讨及仿真剖析,终究构成油纸绝缘结构与电极形状、尺度的规划计划。”

  因为机械和电气功能要求高,超、特高压出线设备制造需运用8毫米超厚绝缘纸板及成型件。此前,国产绝缘纸板厚度最大为5毫米,密度低,强度差。因为纤维调配及形状操控技能缺乏,国内厂家长时间以来不具备出产高端电力设备用高密度厚绝缘纸板的才能。项目组技能专家泰州新源电工高步林介绍:“纸板制造中,进步密度可增强纸板的机械强度,但吸油性会随之下降,导致电气强度下降,纸板机械和电气功能的协同进步是整个职业的难题。进步纸板厚度时,因为纤维间结合力缺乏,5毫米及以上超厚纸板极易分层,处理以上问题难度很大。”

  项目组经过很多的纤维微观形状剖析和工艺办法实验研讨,把握了纸板中木浆纤维形状合作与纤维之间结合力、密度、吸油性的改变规则,提出新式多浆料配方和磨浆工艺,使浆猜中的纤维形状得到了有用操控,进步了纸板密度,而且调和了纸板密度和吸油性之间的对立。项目组研发的高密度绝缘纸板较国产惯例纸板厚度添加60%,密度添加14%,吸油性添加10%,较进口产品电气强度进步约5%、机械功能进步7%以上。

  此外,项目组技能专家孙建涛介绍,国外出线设备无独自进行电气功能实验查核的办法和手法,设备经过与变压器/电抗器本体拼装后,使用全体实验项目直接进行查验,查核不严厉。实验期间出线设备一旦发作放电,将对设备本体形成损害,经济损失巨大,因而亟须处理出线设备独立实验的难题。

  根据以上问题,项目组经过研讨杂乱油纸绝缘结构部分放电规则,发明晰多层油隙球型均压结构,模仿出线设备与变压器/电抗器本体衔接时的电场散布,电场等效程度达95%以上;以安全运转60年为方针,提出了1.5倍最高运转电压10小时长时工频耐压实验办法;结合我国实践运送条件,提出了10~500赫兹宽带随机振荡加10克冲击振荡实验计划。项目研发的独立实验系统支撑了特高压出线设备的自主研发,树立的规范系统填补了国内外在该技能范畴的空白。

  高端配备走出国门

  项目成功研发了我国首个具有自主知识产权的1000千伏特高压出线设备以及330~1000千伏电压等级全系列产品,绝缘功能更优。8毫米厚绝缘纸板及成型件在电气强度、拉伸强度、缩短率等方面均优于国外同类产品。

  自2013年9月在皖电东送特高压工程初次运用以来,已有31套我国自主研发的特高压出线设备运用于浙北—福州、锡盟—山东等7回工程中,524套超高压出线设备运用于甘肃桥湾、兰州东扩建工程、国电大渡河、金中等42回工程中。我国自主研发的出线设备还出口至美国、加拿大、白俄罗斯、印度、菲律宾、越南等国。

  中心技能的打破有用平抑了高端输变电产品的价格,特高压出线设备进口价格由每套200多万元大幅降至60万元左右,超高压出线设备由每套60万元降至12万元左右,为我国超、特高压工程节省本钱上亿元。

  项目研发的绝缘纸板、成型件及出线设备打破了国外在要害绝缘资料及组件供货范畴的独占位置,使我国特高压变压器/电抗器的自主化率到达了100%,打通了超、特高压变压器/电抗器自主化研发的最终一公里。项目效果推动了我国变压器/电抗器配备制造技能由长时间跟从发达国家迈入国际一流队伍,并完成了高端配备走出国门,对进步我国电力配备制造业水平含义严重。

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