国家电网公司加快推进发展±1100kV特高压直流输电技术,可进一步提升直流输电的输电距离和容量,输电能力提升50%,由8GW提升至12GW,输电距离可达3000公里以上。设备公司于2011年启动了±1100kV特高压换流变压器关键技术研究,并于2017年依托昌吉-古泉±1100kV特高压直流输电工程,启动了±1100kV直流工程用超大容量、高可靠性换流变压器研制。
对本项目而言,在满足铁路运输的前提下,针对±1100kV直流工程用换流变压器电压等级及容量提升带来的绝缘结构复杂、漏磁温升控制、空间布局难度大等难点,确定换流变压器绝缘结构设计方案。同时,为了避免天山、宜宾换流站火灾事故,基于换流变压器爆炸着火时火情快速蔓延、危及直流系统其他设备安全特点,成功研制换流变压器储油柜、本体快速排油系统装置,并应用到实际工程中,保证设备的安全可靠运行。
(1)首次建立了±1100kV直流输电工程用单柱最大容量***的换流变压器绝缘结构模型;发明一种新式调压绕组结构,大大降低了大电流引线合成电流产生的漏磁影响;发明一种换流变压器调压引线定位装置,保证预装后引线装配时出头位置与开关出线位置一致;发明一种特高压变压器用出线装置,解决了网侧引线油箱内部占比空间大、屏蔽复杂等问题,缩小油箱内部空间,满足了铁路运输极限尺寸要求。(2)针对网侧750kV绕组端部轴向出线方式,提出绕组端部漏磁控制方案,发明一种漆包轴向组合导线;为解决高电/热耦合场绝缘快速老化问题,采用强油导向及新式密封设计结构,绕组热点温升较以往产品降低5K。(3)本项目通过进行排油管路理论验证计算与试验验证结合的方式,首次成功研制换流变压器储油柜、本体快速排油系统装置,为特高压电网直流系统设备的安全可靠运行、保证运检人员人身安全提供了有力保障。(4)针对超大容量及超远距离铁路运输要求,本项目创新性地优化关键组部件的结构设计及试验方法,确保换流变压器在生产、运输及运行等全过程链的可靠性。
该项目已获授权发明专利3项、实用新型专利6项,发表核心期刊论文2篇;2019年经中电联鉴定认为“产品主要技术性能指标达到同类产品国际领先水平”;项目获2021年国网公司科技进步奖三等奖、2021年山东机械工业科技奖二等奖和2021年度山东电工电气公司科技进步奖一等奖。项目并入选国家能源局第一批能源领域首台(套)重大技术装备项目和2021年度山东省首台(套)技术装备及关键核心零部件产品名单。
公司生产的昌吉-古泉±1100kV 特高压直流输电工程昌吉站10台换流变压器,于2019年6月已成功带电运行。实现销售收入***亿,利润约***亿。依托本项目研制成功的换流变压器快速排油装置,在泰州、临沂等换流站得到广泛应用,为特高压电网直流系统设备的安全可靠运行提供了有力保障。
评价单位:“科创中国”新型电力系统装备产业科技服务团 (中国电工技术学会)
评价时间:2022-09-02
综合评价
本项目围绕±1100kV直流输电工程用超大容量、高可靠性换流变压器展开研究,取得了一系列核心技术的创新和突破,是山东电力设备有限公司在特高压输电领域持续创新的重要里程碑,刷新了世界电网技术的新高度,开启了特高压输电技术发展的新纪元。该工程从现在的电压等级±800上升至±1100千伏,每千公里输电耗损仅为1.5%;输送容量从640万千瓦上升至1200万千瓦,每年可向华东输电660万千瓦时,按此功率输送,可点亮4亿盏30瓦的电灯;经济输电距离提升至3000至5000公里,是目前世界上输送距离最远的特高压输电工程。同时,该工程建成后,能够减少燃煤运输3024万吨,减排烟尘2.4万吨、二氧化硫14.9万吨、氮氧化物15.7万吨,对大气污染防治具有十分重要的作用。该项目已实现营业收入10.26亿元,利润1.89亿元,税收共计6677万元。
本项目具有明显的技术优势,并产生了显著的经济效益。
查看更多>