超、特高压输变电成套设备 1998年以后,我国在输变电设备制造领域依托三峡水电站送出工程、西北750kV交流输变电示范工程,全面掌握了500kV交直流和750kV交流输变电关键设备制造技术,使国内输变电设备的设计、制造和试验能力得以大幅度提升;依托1000kV特高压交流输电试验示范工程和±800kV特高压直流输电示范工程,成功研制了具有自主知识产权的1000kV特高压交流和±800kV直流输变电成套设备,实现了我国特高压输电装备的跨越式发展,确立了我国在世界特高压输电领域的领先地位。
直流输电工程在我国起步较晚,20世纪八九十年代建成的两个±500kV高压直流输电工程的设备和技术全部依赖进口。“九五”期间,根据三峡工程输电需求,国家依托三峡—常州±500kV直流输电工程开始开展研究,消化、吸收国外±500kV直流输电成套设备技术。后来通过三峡—广东、贵州—广东、三峡—上海等±500kV直流输电工程的建设,国内制造企业在直流输电装备制造技术和制造能力方面实现了跨越。先后通过联合设计、独立制造的方式研制了换流变压器、平波电抗器和大功率晶闸管元件,本土化率从开始时的30%逐步提升,在大功率晶闸管、换流阀制造和换流站成套设备与设计技术方面取得了重大的突破,自“灵宝背靠背”工程开始,实现了成套装备100%的本土化。彻底改变了高压直流输电设备依赖进口的历史。
2003年,国家将公伯峡水电站送出官亭—兰州东750kV交流输变电示范工程成套设备及“750kV交流输变电成套设备研制”列入“十五”国家重大技术装备研制项目。这是我国首个750kV交流输变电示范工程,在建设过程中,各相关单位应用数值分析、物理仿真、真型试验和现场测试等方法,研究并掌握了750kV交流输变电工程涉及的高海拔重污秽的绝缘配合、电网稳定和主变压器等全套电气设备的设计、制造、施工、调试以及电网安全自动控制等系列核心技术;自主研制了750kV自耦变压器、电抗器、断路器、隔离开关、避雷器、变压器套管、电容式电压互感器、绝缘子、自动控制保护、杆塔及金具、扩径导线和耐热母线等设备;首次采用Q420高强钢、扩径耐热母线、六分裂扩径导线和大吨位绝缘子等,全面掌握了世界上海拔最高(海拔3000m、长度140.7km)、运行电压最高的输变电技术。该示范工程的成套设备顺利通过了满负荷试验,运行安全可靠,实现了“一次性制造成功、一次性安装成功、一次性投运成功”的预期目标。项目成果荣获2007年度“国家科学技术进步奖一等奖”。目前,750kV交流输变电关键技术研究和核心设备的研制成果在后续建设的750kV工程中被广泛应用,750kV交流输电线路已成为我国部分电网的主网架。
特高压输电技术通常是指直流电压±800kV、交流电压1000kV及以上的输电技术。一回特高压交流线路可输电电力500万kW,是500kV交流线路输送能力的5倍;一回特高压直流线路可输送电力640万kW,是±500kV级直流线路输送能力的2倍,输电距离可达2500km。 1000kV特高压交流输电技术装备依托晋东南—南阳—荆门1000kV特高压交流输电试验示范工程开展研制工作,自主完成了1000kV主变压器、电抗器、全封闭组合电器、隔离开关、避雷器、变压器套管、电容式电压互感器、绝缘子、自动控制保护以及扩径导线等主设备的研究、试验和制造任务。通过试验示范工程的建设,我国特高压交流输变电设备的自主创新取得了重大突破,全面掌握了特高压交流输变电设备的核心技术,形成了完整的技术标准和试验规范,主要产品的设计、制造和试验达到了世界领先水平,创造了多项世界第一。 ±800 kV特高压直流输电技术装备的依托工程包括云南—广东±800 kV特高压直流输电示范工程,向家坝—上海±800 kV特高压直流输电示范工程,锦屏—苏南±800 kV特高压直流输电工程,在世界上首次完成了±800kV直流输电工程的系统研究、成套设计和工程设计;确定了工程主接线、主设备型式、绝缘水平、无功配置等技术参数和方案,制定了特高压直流输电的功能规范和设备规范,首次编制了具有自主知识产权的特高压直流输电技术标准,在工程建设与设备研制中创造了多项世界第一。通过示范工程的国产化建设,使我国掌握了具有国际先进水平和自主知识产权的特高压直流输电成套设备设计制造的核心技术,工艺装备和综合试验能力跃居世界先进行列,形成了特高压直流输电设备批量生产能力,促进了国内企业创新能力、设计制造水平和管理水平的全面提升。
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