10月15日，山東電力設(shè)備公司自主研制的世界首臺(tái)三相一體±400kV/150Hz強(qiáng)抗短路升壓換流變壓器順利通過全部出廠試驗(yàn)。
· 三相一體±400kV/150Hz強(qiáng)抗短路升壓換流變壓器
三相一體±400kV/150Hz強(qiáng)抗短路升壓換流變壓器是設(shè)備公司為中國(guó)科學(xué)院合肥等離子體物理研究所NNBI裝置研制的特殊換流變壓器，聚變堆主機(jī)關(guān)鍵系統(tǒng)綜合研究設(shè)施（簡(jiǎn)稱CRAFT）作為《國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)“十三五”規(guī)劃》中優(yōu)先部署的大科學(xué)裝置，建成后將為我國(guó)開展聚變堆核心部件研發(fā)和建設(shè)提供重要技術(shù)支撐，而CRAFT-NNBI高壓電源系統(tǒng)中的±400kV/150Hz強(qiáng)抗短路升壓換流變壓器是其中的重要一環(huán)，可實(shí)現(xiàn)低壓側(cè)與高壓側(cè)之間的電氣隔離，為后級(jí)高壓整流器提供高電壓輸入，為后級(jí)的核聚變反應(yīng)創(chuàng)造條件。
目前，國(guó)內(nèi)外均無該種型號(hào)及運(yùn)行工況的換流變壓器，也均無研制成功的先例及經(jīng)驗(yàn)。此次±400kV/150Hz強(qiáng)抗短路升壓換流變壓器順利通過試驗(yàn)，可以進(jìn)一步為常規(guī)換流變壓器的設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)理論依據(jù)，并對(duì)分析解決后續(xù)換流變壓器的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的問題具有重要指導(dǎo)作用，對(duì)公司長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展具有重要戰(zhàn)略意義。
項(xiàng)目難度
該項(xiàng)目技術(shù)難度遠(yuǎn)大于常規(guī)換流變壓器，需要解決150Hz下的高電壓外施絕緣耐受能力問題、直流耐壓?jiǎn)栴}、高抗短路能力問題（50秒內(nèi)短路50次及1000秒內(nèi)短路200次的頻繁短路）、多次短路沖擊后的變形積累問題、三倍頻下噪聲控制問題、150Hz工作頻率的漏磁控制及結(jié)構(gòu)件渦流損耗加劇問題、150Hz工作頻率下介質(zhì)發(fā)熱散熱及復(fù)雜絕緣結(jié)構(gòu)的自冷溫升控制等一系列技術(shù)難題。
項(xiàng)目設(shè)計(jì)
針對(duì)項(xiàng)目要求的特殊點(diǎn)，該換流變壓器通過合理設(shè)計(jì)繞組導(dǎo)線形式，確定線圈的軸向油道分布、匝間電容補(bǔ)償結(jié)構(gòu)和端部靜電環(huán)結(jié)構(gòu)，提高繞組絕緣可靠性和抗短路能力；通過對(duì)線圈引出線絕緣結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化布置，確保換流變壓器絕緣結(jié)構(gòu)的絕緣裕度；通過研究150Hz工作頻率下?lián)Q流變壓器的漏磁控制方案，有效控制變壓器局部熱點(diǎn)。
生產(chǎn)過程
生產(chǎn)過程中公司各部門緊緊圍繞產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝、制造、質(zhì)檢、物資保障等環(huán)節(jié)進(jìn)行了全面細(xì)致的策劃與跟蹤閉環(huán)。研發(fā)團(tuán)隊(duì)結(jié)合以往換流變成功案例，對(duì)主材、組件選型進(jìn)行了全面細(xì)致的比對(duì)，綜合選用品質(zhì)高、故障率低、服務(wù)好的組件，深入開展鋼材在50Hz和150Hz工況下的電磁特性對(duì)比研究，同時(shí)，研究制定了線圈繞制和恒壓干燥，線圈裝配、器身整體套裝以及高真空汽相干燥、真空熱油循環(huán)、真空注油等各個(gè)階段的工藝技術(shù)和質(zhì)量控制方案。試驗(yàn)中心針對(duì)該項(xiàng)目設(shè)計(jì)參數(shù)，結(jié)合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制定試驗(yàn)方案，并依據(jù)以往特高壓產(chǎn)品試驗(yàn)過程中積累的經(jīng)驗(yàn)，優(yōu)化方案，保證試驗(yàn)的準(zhǔn)確、有效，有力的支撐了產(chǎn)品試驗(yàn)的一次成功。
首臺(tái)三相一體±400kV/150Hz強(qiáng)抗短路升壓換流變壓器的研制成功，再次彰顯了山東電力設(shè)備公司雄厚的技術(shù)實(shí)力，對(duì)開拓市場(chǎng)、提升公司在變壓器行業(yè)的影響力具有里程碑級(jí)的戰(zhàn)略意義。
