核心材料取得關鍵突破
110千伏干式變壓器換上“國產內核”
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收藏在天津市東麗區躍進路,微風吹在國網天津市電力公司電力科學研究院工程師劉力卿的工作服上,他和同事們戴著安全帽,手持帶電檢測儀器,帶領記者進入變電站。
他們要“體檢”的,是變電站裡的“大家伙”。這是中國首台全國產110千伏50兆伏安干式變壓器,由12個暗紅色的“大圓柱”組成,總重超過113噸。此刻,工作人員正開展帶電檢測,評估設備運行狀態,為國產大容量干式變壓器的長期穩定運行積累第一手運維數據。
材料攻關,變壓器要用“國產內核”
“這個‘大家伙’,和之前的有啥不一樣?”
面對記者的提問,劉力卿娓娓道來:“這是我們首次從材料、工藝、安裝環節,實現大容量干式變壓器的完全自主可控。它的容量更大,‘內核’也用上了國產環氧樹脂材料。”
使用環氧樹脂材料的干式變壓器,具有防火防爆、安全穩定、綠色環保等優點。隨著城市發展速度加快,容量更大、更安全的干式變壓器,將會是城市變電站的理想選擇。
然而,發展干式變壓器,繞不開“材料”這個難題。之前,高端的電工環氧絕緣材料,其核心技術長期被國外企業掌控,主要依靠進口。
“用進口方案,其實就是在替人家做實驗,國外企業可以通過大量的測試結果不斷優化材料體系,但我們沒法了解材料成分和技術。”劉力卿的語氣中透露出一絲無奈,“越是這樣,我們的產業鏈越發展不起來。”
2022年,國網天津市電力公司牽頭有關機構,攻關適用於110千伏干式變壓器的關鍵技術。近百人的項目團隊,從環氧絕緣材料起步,立志要啃下這塊“硬骨頭”。
攻關從材料配方開始。放幾種成分?性能是否穩定?成品率如何……通過反復測試調整,項目團隊成功“破譯”出配方的秘密,各項性能指標與國外材料相近。“國產內核”終於有了眉目。
工藝測試,8台樣機驗証穩定性能
材料變了,相應的澆注、固化工藝也得調整。怎麼確定工藝合不合適?兩個字,試錯。
但測試是有成本的。“一台110千伏的單相變壓器樣機,生產測試一次費用就需百萬元。”負責變壓器安裝的國網天津市電力公司東麗供電分公司躍進路變電站業主項目經理張博越說。
為了節約成本,工程師們先造出一批10千伏樣機,對其絕緣性能、抗開裂能力、抗燃燒性能等進行測試。優化工藝后,逐步提高電壓、容量繼續測試,直至迭代到110千伏。這樣的樣機,他們一共做出了8台﹔而實驗室內搭的測試模型,更是不計其數。
樣機扛不住雷電沖擊,出現局部放電現象,一度讓張博越犯了愁,“項目工程也在同步推進,不能因為這個事兒影響工程進度”。
改設計、調工藝、加強絕緣,工程師們頂著壓力步步摸索,終於按期研發出110千伏樣機,並通過了雷電沖擊等一系列測試,變壓器的穩定性通過了考驗。
研發“國產內核”和配套工藝,費了這麼大工夫,值嗎?劉力卿給出了肯定的答案。“大容量干式變壓器,特別是環氧樹脂澆注型,是未來電網改造的重要技術方向。這裡面涉及的核心技術,一定要掌握在我們自己手裡。”
標准細化,助力同類別產品研發
去年11月,全國產110千伏干式變壓器成功落地躍進路變電站,技術攻關取得了勝利。
但困擾團隊的一些問題,還沒得到完全解決。
“現行的國家標准,要麼是針對72.5千伏級別以下的干式變壓器,要麼是針對110千伏級別的油浸式變壓器,我們該用哪個標准?”劉力卿介紹,由於這是國內首次出現這一級別的干式變壓器,選擇哪個標准制定測試方案,他們也有些疑惑。
對此,根據現有測試情況,項目團隊提出了一套實驗方案,可為110千伏干式變壓器的現場實驗提供參考標准。這一方案已通過專家論証,目前正在申請團體標准。
研發還在繼續。談到未來的發展規劃,團隊成員希望讓這台國產干式變壓器發揮更大的應用示范意義。
“在安裝調試和設備運維過程中,我們記錄到一些關鍵的數據,未來還會積累更多。希望這些數據和經驗能為同類產品研發提供參考。”劉力卿說。
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