圖為特高壓青南換流站±800千伏高端換流變壓器在國網青海省電力公司高海拔特高壓檢修試驗基地完成組裝。 謝莉蓉 攝
12月15日電 (李江寧 謝莉蓉 何炳勛)日前,世界首條以輸送新能源為主的能源大通道青豫直流工程順利完成極Ⅱ高端直流系統調試,系統設備性能和各項指標一切正常。值得一提的是,該站6臺±800千伏高端換流變壓器全部在位于青海省西寧市的國內首座特高壓換流變現場組裝基地成功產成。
將特高壓大型高端換流變壓器的全過程組裝和試驗全部搬到工程建設當地、搬上海拔2500米的高原,國家電網在特高壓工程建設征程中邁出了開拓創新的一步。這是世界上首次采用現場組裝技術,在變壓器工廠以外規模化組裝生產大型換流變,標志著我國全面攻克了特高壓換流變現場規模化組裝技術和高海拔環境下的制造工藝控制難題,為青豫直流工程年內全面建成投運創造了良好條件。
圖為特高壓青南換流站首臺高端換流變壓器在青海省西寧市組裝完成,運往青南換流站。 謝莉蓉 攝
青豫直流工程的首端——特高壓青南換流站位于海拔2900米的青海省海南藏族自治州,是目前世界上海拔最高的特高壓換流站。
一般情況下,換流變均需在生產制造廠內完成器身組裝和試驗后再運至換流站,但國內換流變制造廠商主要集中在東部地區,距離青海有兩千多公里的路程。
由于高原空氣稀薄、環境惡劣,因此對換流站設備電氣性能有著更高的要求,尤其是核心設備換流變,高原氣壓低造成換流變散熱困難和外絕緣性能降低等問題,必須設計尺寸更大的換流變,超出了可鐵路運輸的限值。
圖為特高壓青南換流站首臺高端換流變壓器在青海省西寧市組裝完成,運往青南換流站。 謝莉蓉 攝
為了解決設備運輸的難題,國家電網經過多方論證和深入研究,決定采用現場組裝技術,在西寧市組裝換流變,再經過短距離公路運輸送達換流站。
“變壓器制造是一項高科技、高精度、高難度的工程,對于裝配場地、設施設備、空間環境等都有著極高的要求。為此,我們將原有的西寧檢修基地改造升級為國內首個特高壓換流變現場組裝廠房,并建設全國凈空最高、海拔最高的高壓試驗大廳,二者連為一體共同組成高海拔特高壓換流變現場組裝試驗基地。”國網青海電力設備部直流處處長董立文介紹。
2018年底,這座集電氣設備組裝、試驗、檢修功能為一體的高海拔特高壓換流變組裝試驗基地落成,突破了運輸尺寸對換流變設計裕度的限制,解決了青南換流站換流變運輸供貨難題。
為解決各項技術難題,從工程設計階段起,國家電網便集中國網青海電力、變壓器制造廠家等相關力量,提前開展了大量的研究工作。針對高原環境特點,從變壓器外部絕緣、耐壓強度、溫升修正、材料選用等多方面考量和設計。
圖為特高壓青南換流站首臺高端換流變壓器運抵換流站。 謝莉蓉 攝
“首次在高原組裝頂尖的換流變產品,就像‘摸著石頭過河’,組裝過程中遇到工藝不適應的問題在所難免,我們一直在認真謹慎地對待每一個環節,邊干邊總結經驗。”換流變制造廠家天威秦變公司總工程師李紅軍介紹,“由于高原氣壓低,換流變絕緣件浸油速度慢,要花平原地區幾倍的時間。為此,我們開發了靜放期間加壓浸油新工藝,通過特殊的加壓手段提升靜放浸油速度,保證工期和質量。”
今年8月,在現場組裝基地內,首臺±800千伏換流變整套出廠試驗順利完成。試驗解決了溫升控制、外絕緣修正、準許局部放電量嚴苛等難題,形成系統的高海拔特高壓換流變出組裝試驗技術。
目前,青南換流站6臺±800千伏高端換流變已完成組裝并通過出廠試驗,為今后高海拔地區規模化組裝特高壓換流變積累了寶貴經驗,也為將來偏遠地區利用特高壓實現電能外送提供了全新的解決方案。