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早在 2009 年,国家电网公司就已经前瞻性地关注这些问题,将特高压升压变列为重点科研攻关项目,并牵头联合电源和设备企业协同攻关。特变电工沈变副总经理钟俊涛从那时开始参与这项工作。“大家都感到中间缺少一个环节,如果每个电源都两级升压,从电网运行可靠性和经济性方面考虑,都不是很理想。”钟俊涛说。
特高压升压变压器属于电源企业工作范畴,但国家电网公司积极倡导支持,在立项后马上组织几家设备企业共同研发样机。这一切都来自于推动我国电力工业发展的责任心。
钟俊涛心里很忐忑,研发过程中会不会遇到一些难以解决的问题?当时开了几次会讨论,最后形成统一意见,一定要做这件事。这对国家和行业都意义重大。章义发说:“这个工作是国家电网公司推动的,我们是抓住了这个机会,大家都有主动的意识,可以说是在探索电力工业进步、引领技术方向,大家都愿意做工作。”
做好里子
一个新的电压等级,一个新的设备类型,总会面临很多新的技术问题。
作为特高压升压变压器技术研究项目的负责人,国网电科院副总工程师伍志荣谈起项目难点:我国 500 千伏、750 千伏电压等级均可通过发电机升压变压器一次升压输电。500 千伏、750 千伏级发电机升压变压器技术在我国已经成熟。但对于特高压升压变来说,由于电压等级的提高,在型式、结构、参数技术方面要求更高,与 500 千伏、750 千伏发电机升压变在绝缘水平、过电压要求等方面也存在着很大的差别。特高压升压变在国外仅有苏联曾经生产过 4 台,可供借鉴的经验不多。
实现技术创新,除了需要具备突破的勇气,还得有底气。国家电网公司交流建设部王晓宁博士说,特高压升压变不是凭空想象出来的,是过去发电机变压器成功成果和特高压交流变压器研究成果的结合。500 千伏、750 千伏发电机升压变已经很成熟,设计、制造、运行、维护经验有助于特高压升压变的研究。已成功投运的特高压交流变压器,也为特高压升压变的研究打下了坚实的技术基础。
从设计开始,特高压升压变就需要解决各种各样的技术难题,例如:低压 27 千伏直升 1000 千伏导致的传递过电压问题特别突出,漏磁和局部过热的控制难度很大,还有由于工作及短路电流大导致的抗短路问题,以及全新绝缘结构、线圈结构和出线结构等一系列设计难题。
当电压等级有一个比较大的飞跃时,实践中总会出现一些预想不到的问题。钟俊涛说:“虽然有预案,但还是会碰到意料不到的问题。比如局部过热的问题,电场、磁场强度达到一定量才会发生,小容量的变压器就不存在这个问题。但是,究竟达到多大量时才需要考虑呢?这就需要经验积累和大量的实验数据来分析,才能做到。”
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