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                            中国掌握换流变压器设计制造技术的进程

                            发表时间:2020/2/15 22:00:57  浏览次数:1336  
                            字体大小: 【小】 【中】 【大】


                            换流变压器是直流输电系统最重要的设备之一,它不仅参与了换流器的交流电与直流电的相互变换,而且还承担着改变交流电压数值、抑制直流短路电流等作用。我国掌握换流变压器设计制造技术应该归功于三峡工程的建设。


                            三峡工程是起点

                            三峡电网是三峡工程的三大组成部分之一,承担着三峡电力外送的重要任务,要使机组发电⊙“送得出、落得下、用得上”。

                            原设计送电能力为华中12000 MW,华东7200 MW、川渝2000MW。三峡电网共建500kV线路9100km,其中交流输电线路总长度6900km,直流输电线〖路总长2200km,交流变电容量24750MVA,直流换流站容量ㄨ12000MW。

                            2002年起调整为:交流线路55个单项,线路总长6519km,交流变电33个单项,变电容量22750MVA,直流工程总计∑3个单项,线路3条,总长2965km,换流站6座总容量18000MW。

                            建设安排分三】个阶段:第一阶段1997~2003年关键是建「三峡至常州直流输电工程,并保证500kV交流工程配套送出◥,并加强鄂豫、鄂湘、鄂赣联网。第二阶段2004~2006年关键是○建三峡至广东直流输电工程,保证左岸电站发电送㊣ 出,建设相⊙应交流工程,第三阶段2007~2010年确保右岸电站发电送出,关键是建三峡至上海直流工程,并保证500kV交流工程配套送出。实际执〗行结果第三阶段已于2007年提前结束╲,整个三峡输变电工程2008年12月20日通过国务院验收,动态投资343.87亿元。

                            三峡电站的建¤成,我国犹如抱上了一个金娃娃。三峡3条直流线路的建成,使中国成为世界上第一个直流输电大国,并基本上学会自行设计、制造、建设、调试及运行。在资源↑配备上也以充沛的绿色水电供应缺◆电严重的苏粤沪。

                            单从输电的业绩来看,一条三峡到广东的超高压直流输电线可年ㄨ送电量140亿kWh左右,而晋东南到荆门的特高压输电线运行一年来输≡送电量仅91亿kWh。由此看来直流输电效率要比交流输电高,其中换流变压器功勋卓著。

                            我国掌握换流变压器技术的过程

                            从20世纪80年代我国先后引进法国阿尔斯卐通公司和日本日立公司交流500kV大型电力变压器的设计制造技术,并通过技术合作和项目合作等方式学习了借鉴了∑ 瑞典ABB、德国西↙门子、日本三菱、东芝、乌克兰▂扎布罗日变压器厂、奥地利伊林等国外主要变压器制造企业的设★计制造技术,已经形成了自己的大型变压器设计、制造和开△发能力,80年代初我国制造出第一台500kV变压器。

                            三峡工程开建前,我国并不具备三峡直流工程换流变压器〖的设计制造能力。为使国家重大装备制造的核心技术不再受制于别人,三峡建委决定三峡直流工程设备实行ζ 国际采购,并制定了“技贸结合、技术引进、联合设计、合作制造”的技术路线♂,运用国际招标的方式引进关键技术后消化吸收再创新,逐步实现我国换流变压器的国产化,同时∮选择我国最具优势的沈阳变压器厂和西安变压器厂作为○引进技术的受让方。

                            在招标文件的编制阶段,国务院专门设立了技术转让组,国内制造厂参加,并根据其自身的技术和产品需求,列∮出量身定衣的采购清单,以此作为国际招标的主要内容,同时组织国内相关专家评估外商技术转让的深度,并把评估结果作为评标◥的重要指标。在招标※设计中,将国外供货商向国内企业转让关键技术作为必要条件,不仅要求转让图纸,还要将相关设计软件和管理理念等▆全部转让,使国内企业能够独立进╱行换流变压器的制造。

                            招标文件中明确了三个必须:一是投标者对供货设备的经济和技术负全部责任,必须与中国有资格的企业联合设①计、合作制造;二是投标者必须向中国制造企业转让技术,并培训中方;三是中国制造企业分包份额不低于总价合同的30%(三常线)、50%(三广线)、70%(三沪线),必须由中国制造企业为主制造4台(三常线)、8台(三广线)、14台(三沪线)换流变压器。

                            在三峡第一条线三常线的招标过程中,经过严谨、科学、公正的态度,历时40天的评标,确定ABB公司和西门子公司中标,合同总金额▽为4.2亿美元,其中包括制造技术转让费1527万美元。同时签署的还有直流技术转让费和合作生产合同,融资︾协议总金额5.06亿美元。

                            具体来说三峡送端龙泉站设备全系统研究与设∑计、受端政平换流站设备(除换流变压器)由瑞典ABB总承包,政平站换流变压器由西门子公司承包。

                            西变々和沈变分别为ABB和西门子公司的分包单位,两单位在原已掌握500kV大型电力变压器技术的基础上,通过消化吸收引进技◤术,掌握↑了电气原理,结构设计与计算方法,完成计算程序及图样的转化,采购了先进的工艺设备,实现了々工艺方法的更新和调整,并结合本企业成熟□经验,加以创新,分别制造出合格换流变压器样品。产品技术经济指标先进,性能优良,运行情况良◥好,填补了国←内空白,达到了国际先进水☆平,然而售价却有一定幅度的下降。

                            西变合作生产三常线送端龙泉换流站±500kV单ㄨ相双绕组、容量297.5MVA的换流变压◆器(其中Y/Y联结和Y/D联结→各一台);沈变合作生产三常线政平换流站±500kV单相双绕组、容量283.7MVA的换流︼变压器(其中Y/Y联结和Y/D联结各一台)。就这样我国仅用⌒五年时间赶上了与发达国家±500kV换流变压器相差二十三年的差距。

                            2006年国家电网公司根据国情提出要建设±800kV特高压直流输电〖线路,因为√一回特高压直流线路可输送电力64000MW,是±500kV级直流线路输送能力的2倍,线路损耗可降低约60%,输电距离可达2500km。但高端换流变◥压器(指±800kV级及±600kV级)制造难度较大,尚需★得到国外厂商的协助。

                            国家发改委曾电告有关厂商,西门子、ABB公司闻■风而动,先期做出概念设计,并通过有关ξ试验,验证了技々术上的可行性。其中云广线最难制作的换流变压器单台容量为800kV252MVA单相双绕组,向上线则☉为800kV321MVA。与三峡项目不同,这次由我方总承包,但仍采用“技贸结合、技术引进、联合设计、合作制造”的技术路线。

                            云广线项目Ψ综合国产化率达到62.9%。向上线2010年7月8号◥双极投运综合国产化率又稍有提高至67%,充分说明我国已掌握±800kV换流变压器的制造技术。

                            直流工程一般依赖于大型水↘、火电基地。目前我国十三大水ぷ电基地中,黄河上游、乌江、红水河已开发过半;正在积极开发全沙江、雅砻江、大渡河、澜沧江;怒江因环保人士有争议暂时搁置;黑龙江中俄界河,因俄方电力过剩「,经济实力缺乏,不能积极配合中方,前期工作进度缓慢。

                            火电基地◣中皖北、黑东、云贵已开发过半,今后则将依赖山▅西、陕北、宁东、蒙西、锡盟、呼盟、哈密等火电基地。电力传输基地离受端发达地区的距离已由原1000km左右扩展〗到■2000km左右,非依赖超高压和特高ζ压直流远距离输电▽工程不可。




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