助力“宁电入湘”送电投运 特变电工自研高端换流变 以“硬科技”为“超级工程”提供坚实保障

8月20日,随着双极高端系统成功送电,我国首条“沙戈荒”风电光伏大基地外送特高压通道——“宁电入湘”工程实现整体竣工,正式具备800万千瓦满负荷送电能力。该工程构建起新能源供给消纳体系样板,每年可向湖南输送超360亿千瓦时清洁电力。

“宁电入湘”工程始于宁夏回族自治区中卫市中宁换流站,一路途经甘肃、陕西、重庆、湖北四地,最终抵达湖南省衡阳市衡阳换流站,线路全长1616千米,总投资达281亿元。由于工程线路跨度大,且沿途地理环境复杂多样,施工过程中面临着诸多严峻挑战。在此背景下,特变电工凭借应对特殊环境经验深厚、“硬核”创新实力、产品品类丰富等突出优势,提供了从核心部件如±800千伏高端换流变压器、交流滤波电容器、750千伏站用变压器,到套管、输电导线、油箱等一系列定制化“超级装备”,从多个维度、全方位为“宁电入湘”工程的顺利推进保驾护航。

作为特高压设备中的“高精尖”产品,高端换流变压器是特高压直流输电工程的“核心心脏”,在电力跨区域传输中承担着交直流转换“枢纽”和电压与功率“调节器”的作用。在“宁电入湘”工程的受端衡阳换流站,高端换流变负责将高压直流电逆变为交流电,匹配衡阳本地电网电压等级,实现与用户端的无缝衔接,承担着绿电转化的核心使命。

特变电工为衡阳换流站提供了7台±800千伏高端换流变压器和7台±600千伏高端换流变压器,这是我国首批实现独立设计、独立采购、独立制造的高端换流变压器。

其中,±800千伏高端换流变压器,每台高达14.8米,重达570吨,长26.5米,宽8.4米,由特变电工自主研制,拥有完全自主知识产权。这14台“巨无霸”,像威风凛凛的将军,保证了电力源源不断地供给湖南。

作为国内少数能独立研制该设备的企业,特变电工从制造精度、安装标准及环境适应性等20多个方面对产品进行了技术提升。其中,产品出线装置、绝缘结构等近20处进行升级优化,绝缘工艺控制和散热设计做到极致。

通过数字仿真验证技术,模拟上千种方案,将网线圈焊点从传统的450多个锐减至42个,焊点操作可靠性提升10倍,结构更紧实,抗短路能力大幅增强。

由于内部绝缘结构需承受±800千伏高压,绝缘纸厚度公差需控制在极小水平,最终实现绝缘性能突破至30pC以下,目前行业内同类产品绝缘局放值多在50pC,特变电工这一指标较IEC标准严苛60%以上,远超行业标准。

此外,通过铜磁复合屏蔽、油路优化等技术实现低损耗设计,将行业平均40K的温升控制在了35K以内,极大地延长了设备使用寿命。

在生产环节,特变电工从原材料、过程控制、理化检测、产品试验、现场安装等全流程进行质量数字化管理,处处可见数据“护航”。通过层层分解制定可靠性指标和保障措施,工序检验过程记录线上运行,原材料进厂性能检测,自动生成报告,通过数字化赋能实现全过程质量的一致性精准管控,将高端换流变批量研制合格率提升至100%。

衡阳换流站作为电力受端负荷中心,必须具备灵活的电力调节能力,确保接收的新能源电力“用得上、用得安全”。交流滤波电容器是不可或缺的电力调节利器。在衡阳换流站,4450台高压并联电容器组成了一座座排列整齐的电容器塔,像“安全卫士”保护着电力传输的稳定。与此对应的是在中宁换流站,特变电工提供的3560台电容器。

这些产品全部由特变电工自主研制,代表着国内顶尖技术水准。在直流输电体系里,它们起着关键作用,如同高效“滤波器”,为直流输电系统交流侧谐波建立低阻抗通道,精准滤除干扰电流,大幅提升电能质量;同时,作为强大的“补给站”,它们为换流设备源源不断地提供容性无功补偿,降低线路电能损耗,提升输电效率。其卧式安装方式,提升了抗震性能,简化了接线,增强了变电站运行安全性。当出现故障时,这些电容器能迅速响应,将故障单元与电网隔离,保障整个输电系统稳定运行。该产品对谐波畸变率的控制能力、无功补偿响应速度、故障隔离时间等性能均处于行业领先水平。

特变电工还为工程提供了诸多关键配套产品。其中,为送端中宁换流站提供的2台750千伏站用变压器、2台配变及为衡阳换流站提供的2台500千伏站用变压器、2台500千伏调相机变压器,为变电站自身运行提供稳定、可靠的电源,进一步增强了换流站的无功调节能力,保障整个变电站的安全高效运转,作为“生命线电源设备”,为“宁电入湘”工程的两端筑起了“隐形基石”。750千伏站用变具备优异的抗短路、抗雷击、抗地震及绝缘性能,配备完善保护系统,承担着将750千伏电压降至66千伏、为换流站站用系统供电的关键任务。

针对“宁电入湘”工程中的特殊地理环境及气候要求,特变电工还为其量身设计了套管、油箱、钢芯铝绞线等产品,为电力平稳运输提供高质量保护。送端中宁换流站地处地震活跃带的特殊情况,其定制化设计的环氧树脂浸纸电容式直流套管,经内部结构优化,具备卓越抗震性能,8支双极低端±400千伏和8支±200千伏环氧树脂浸纸电容式直流套管高质量交付,为换流站安全运行筑牢根基。

为满足中宁换流站对换流变油箱尺寸大、稳定性要求高的严苛需求,特变电工专项攻关,将传统工艺迭代为高精度数控等离子切割系统,确保6台换流变油箱按时交付,保障了换流变压器核心部件的稳定运行。

此外,针对特殊地理和气候特点而研发的钢芯铝绞线产品,创新应用智能化生产体系,使用自动化设备协同作业,不仅大幅提升生产效率,更以微米级精度保障导线质量,为工程的安全稳定运行筑牢了根基。

“宁电入湘”工程全线竣工后,不仅将满足湖南用电需求、优化能源结构,更推动宁夏清洁能源大规模外送,实现跨区域能源优化配置。特变电工的核心设备也将持续护航,为国家“双碳”目标推进与能源结构转型提供坚实支撑。

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