三峡电站主变压器

●500KV/840MVA主变压器

三峡电站居于全国联网中枢,连接华东电网、华中电网和南方电网,是国家“西电东送”的重要电源点。升压变压器是为三峡电站 700MW机组配套的主变压器,是仅次于水轮发电机组的重要核心设备。升压变压器低压侧经封闭母线直接连接发电机出口,高压侧通过GIS连接外部输送网络,主要作用就是将三峡电站发电机出口电压等级从200kV 直接升为 500kV,将发电机发出的电能送入500kV 电网。

三峡枢纽发电机升压变压器是当时国内外电压等级高、单台容量最大的三相升压变压器,其主要技术难点是特大容量引起的漏磁大,即由于漏磁大产生的涡流损耗和结构损耗问题、局部过热问题、短路机械强度问题、产品的运行可靠性问题、由于容量大引起的运输问题等。 三峡水电站由左岸电站、右岸电站、地下电站,共安装32 台单机额定容量为777.8MVA、最大容量840MVA 的水轮发电机组,全电站共需 33台主变压器(1台备用)。

【技术转让】

三峡左岸电站所用 15 台 840MVA/500kV 变压器,采用了国际招标、国内分包的方式,且国家通过技贸结合的方式出资为国内制造厂家引进了西门子变压器技术。通过与西门子公司签署三峡840MVA发电机变压器的分包供货合同和技术转让协议,国内制造厂家获得了大量840MVA 变压器研发用的核心技术文件。在左岸电站所用 15 台变压器中,保变生产4 台,沈变生产2 台,西门子公司生产 9 台。

保变电气大楼

国内变压器制造厂家,通过研制三峡变压器项目,并凭借国家“九五”、“十五”、“十一五”科研攻关计划,开展了“三峡工程输变电成套设备研制”、“三峡工程用大型变压器研制”等多个科研课题项目。保变经过公司技术骨干的多年努力,先后完成了多项关键技术难题,彻底实现了关键技术的国产化。重变应用 ABB变压器技术,成功中标右岸电站12 台主变。保变在左岸成功技术引进的基础上,公司结合自身技术,通过再创新的模式,成功中标了地下电站全部六台产品的合同订单。经过反复的设计方案论证和计算分析,最终成功研制出了合格的产品,并按时保质保量的在三峡大坝顺利安装就位。

保定天威SSP-840MVA/550KV发电机变压器

【国产化历程】

设计技术国产化:针对设计超高压特大容量变压器产品,采用了西门子的计算方法和部分计算分析软件,公司结合自身特点,充分合理吸纳西门子先进技术,进一步开发软件应用,从而使公司的产品开发能力得到进一步提升。

关键组部件国产化:三峡项目发电机变压器的成功研制,也进而带动了相关产业的国产化工作。

制造工艺国产化:在工艺制造方面,充分消化吸收了西门子公司的先进制造工艺,如导线对接焊、线圈真空淋油恒压处理、气囊的使用、油箱等部件荧光试漏等新工艺,并结合自身工艺特点,编制了适合内部体系运行的工艺文件。公司结合西门子的先进工艺,更改了公司内部部分工艺流程和操作方法,大大提高了生产效率,提高了标准化操作作业水平,从而降低了因个人操作水平的不同而导致可能会出现的质量问题的安全隐患。

【国产化成果】

制造装备能力的提升:为了确保三峡产品的质量达到在西门子公司工厂生产的水平,同时也考虑到三峡产品的重要程度,国内制造厂家斥亿元的巨资,一次性购买了具有世界先进一流水平的生产、试验设备,这使得国内生产、试验条件大幅度的跃上了一个新台阶,达到了西门子公司的生产水平。

因了三峡工程,随着国内厂家制造装备能力的提升,相应之试验能力、研发能力和管理水平亦全面提升。

创新:大型高压电气设备国产化 |大国机电梦(9d)

沈阳变压器厂实验室

针对三峡变压器研制,国内厂家通过充分消化吸收西门子先进技术,结合自身特点开创性的开展了大量的相关问题的研究,形成了大量的科研成果,为今后超高压特大容量变压器产品的设计提供了理论和方法依据,这些技术成果填补了国内外的空白,具国际先进水平。并且在消化、吸收西门子技术的基础上,国内厂家通过再创新的方式,自主开发制造出了三峡地下电站用840MVA/500kV 变压器,并已顺利通过全部出厂试验项目。通过产品的研制,取得了一系列在变压器技术领域具有突破性的技术成果。

譬如:西北电网750kV 电力变压器研制、晋东南-荆门1000kV 特高压变压器的研制。

●500KV全封闭组合电器(GIS)设备

【引进吸收】

三峡工程全封闭组合电器(GIS)是三峡电力外送的关键设备,其国产化经历了如下三个过程:左岸引进国外先进技术,消化吸收,学习和掌握制造技术,以国外为主成套供货,国内企业分包; 右岸以国内为主成套供货,国外企业分包,但部分核心部件仍进口;地下电站自主创新,自主设计,自主制造,完全实现国产化,国内企业独立成套供货。

左岸电站GIS室

左岸电站GIS 共 39间隔,由ABB 公司主包,西安西电开关电气有限公司(以下简称西开)、新东北电气(沈阳)高压开关有限公司(简称沈开)分包部分设备的生产制造,积累了大量生产制造经验。西开共承担3 个间隔的GIS。沈开共承担5个间隔的550kV GIS。国内公司分五批交货,并于2003 年 10 月 5 日全部完成交货。

在这五批产品生产过程中,国内公司均顺利通过ABB 公司及法国BV 公司的质量认可,并获得ABB 公司、法国BV 公司及三峡总公司的发货许可证。

右岸电站GIS共36个间隔,由西开电气、沈开公司主包,ABB 公司分包部分设备的生产制造,其中西开电气中标18 个间隔,沈开公司中标18 个间隔。国内公司分二批交货,并于2006 年 6 月 30 日全部完成交货。

地下电站GIS 共 17 个间隔。全部由西开电气中标并独立供货。西开电气在消化吸收引进技术的基础上,进行了再创新,首次采用拥有自主知识产权、控制保护一体化的GIS 技术,技术方案通过了国务院三峡办、中国机械工业联合会合以及三峡总公司的联合评审,最终获得了“地下电站550kV GIS17 个间隔及其控制保护设备的供货合同”。

三峡地下电站自投运以来,GIS设备运行良好。通过三峡地下站 550kV GIS 工程,国内公司实现了自主创新、自主设计、自主制造、独立供货,实现了550KV GIS 全面国产化。、

【三峡GIS国产化效益】

西开左岸电站GIS

以制造、提供三峡500kV全封闭组合电器为目标,西开电气在“七五”、“八五”基建技改项目奠定的生产500kV GIS 基础上,自1995 年至 2010 年十余年间,围绕主导产品、三峡工程配套产品及核心技术,持续进行了卓有成效的制造资源整合及技术改造。期间进行的主要项目有:《500kV全封闭组合电器项目》(大水电专项)、《超高压(特高压)开关设备产业化项目》、《铝合金铸件生产基地建设项目》和《液压机构生产基地建设项目》等。

伴随装备能力提升,相继彰显的实力提升是:高电压等级开关设备设计、 工艺技术、试验检测技术、管理水准。(待续)