自主創(chuàng)新鑄就大國重器

世界上電壓等級最高、容量最大的換流閥，按照1∶6的比例制作成模型后，依然是個“大家伙”。而實際應(yīng)用于世界上首個±1100千伏特高壓直流輸電工程昌吉—古泉特高壓直流輸電工程的換流閥，更是龐然大物——高14米，長7.2米，寬4.2米，重量超過10噸。

來來往往的人群感到新奇。他們有的點開換流閥模型前面的屏幕，了解換流閥的組成部分、工作原理、工程應(yīng)用等；有的通過多媒體觸摸屏觀賞壯美的特高壓工程的宣傳片。

換流閥由南瑞集團自主研發(fā)。作為直流換流閥項目團隊負責(zé)人，張翔在此次展覽中擔(dān)任講解員。“這個換流閥模型完整地呈現(xiàn)了一個懸吊式閥塔，包括頂層蔽罩、6個閥層、底層蔽罩及其他附件……”

就在一個月前，昌吉—古泉特高壓直流輸電工程已經(jīng)順利完成雙極低端系統(tǒng)調(diào)試。張翔懷著激動之情向人們描繪著這一歷史性時刻，而當(dāng)初研發(fā)的艱辛和不易也浮現(xiàn)在他眼前。

昌吉—古泉特高壓輸電工程是當(dāng)今世界上電壓等級最高、輸送容量最大、輸送距離最遠的直流輸電工程，也是技術(shù)難度最大的工程。“作為特高壓直流工程的主要設(shè)備供應(yīng)商，南瑞集團有底氣挑戰(zhàn)艱巨的任務(wù)?！痹摷瘓F繼電保護專家李海英說。

電壓等級從±800千伏提升到±1100千伏，給特高壓直流輸電核心設(shè)備——換流閥提出了更高的技術(shù)要求。“我們面臨的首要問題是如何提高換流閥的外絕緣耐壓能力。閥廳尺寸不會大幅增加，需要從換流閥的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計入手，全面研究換流閥內(nèi)外電場，并設(shè)計可靠的試驗手段，對優(yōu)化后的換流閥外絕緣進行驗證?！毖邪l(fā)負責(zé)人方太勛說。

項目組研發(fā)團隊認真分析了換流閥內(nèi)大到屏蔽罩小到螺栓的電場分布，從曲率半徑、弧度、長度、高度等多個維度優(yōu)化相關(guān)部件的結(jié)構(gòu)。最終，團隊確定了換流閥結(jié)構(gòu)，最大電場強度比原先降低了25%。

為了更接近實際工況，研發(fā)人員設(shè)計了一種用于驗證外絕緣強度的閥塔，設(shè)計、采購了超過10種試驗設(shè)備，用近兩個月時間完成3大項19小項絕緣型式試驗和4項研發(fā)試驗。

試驗結(jié)果表明，新的換流閥結(jié)構(gòu)完全滿足工程使用要求，并且保證安全。

閥電抗器是換流閥內(nèi)部的重要元器件，起到抑制電流上升速率過快、保護晶閘管的關(guān)鍵作用。直流電壓等級大幅提高后，閥電抗器內(nèi)部的鐵芯溫度也會升高。閥電抗器鐵芯如何散熱，是項目組遇到的又一個關(guān)鍵問題。

項目組優(yōu)化了閥電抗器的結(jié)構(gòu)，并設(shè)計了一種內(nèi)部鐵芯精確測溫的方法。負責(zé)研發(fā)的孫健和同事們找到了光纖作為測溫材料，能有效隔離高電壓，抗干擾性強，能準(zhǔn)確測量電抗器鐵芯溫度。測溫結(jié)果表明結(jié)構(gòu)優(yōu)化對散熱效果影響很明顯，滿足了使用要求。

問題一個個迎刃而解。在昌吉—古泉特高壓直流輸電工程雙極低端系統(tǒng)調(diào)試中，換流閥運行穩(wěn)定，額定負荷運行時各項參數(shù)都滿足設(shè)計要求。南瑞集團換流閥又一次經(jīng)受住了考驗。

“正是這樣務(wù)實、求精的工作態(tài)度換來了今天我們看到的這個模型?！睆埾枵f。對參觀者來說，這個模型體現(xiàn)著改革開放40年來我國裝備制造水平的提升。而對張翔和他的團隊來說，這還代表著他們兢兢業(yè)業(yè)勇攀技術(shù)高峰的努力。

昌吉—古泉特高壓直流輸電工程是國家“西電東送”戰(zhàn)略重點工程。能夠為這個工程貢獻自己的一份力量，張翔感到很幸運。他說，南瑞集團將繼續(xù)開展特高壓核心技術(shù)研發(fā)，持續(xù)提升自主創(chuàng)新能力，為推動電力科技進步和能源變革轉(zhuǎn)型，服務(wù)和支撐經(jīng)濟社會發(fā)展作出積極貢獻。

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