近日,特變電工電裝集團(tuán)衡陽(yáng)變壓器有限公司(以下簡(jiǎn)稱“衡變公司”)研發(fā)并承建的南方電網(wǎng)重大科技示范項(xiàng)目——ODWFS-334000/500植物油變壓器在廣州增城500千伏變電站成功投入運(yùn)行,標(biāo)志著植物油變壓器技術(shù)首次成功應(yīng)用于超高壓主干電網(wǎng),填補(bǔ)了500千伏天然酯絕緣油變壓器實(shí)用化領(lǐng)域的行業(yè)空白,為我國(guó)構(gòu)建新型綠色電力系統(tǒng)提供了關(guān)鍵裝備支撐。
衡變公司研制的行業(yè)首臺(tái)500千伏植物油變壓器
“高電壓”意味著“高門(mén)檻”
相較于傳統(tǒng)礦物油變壓器,植物油變壓器減少碳排放超98%。本次增城站投運(yùn)的500千伏變壓器用油約65噸,全生命周期可減少碳排放72.8噸,相當(dāng)于25萬(wàn)輛燃油汽車(chē)行駛1公里的碳排放量。
項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)
礦物油28天生物降解率僅20%-31%,如有特殊情況產(chǎn)生泄漏后需數(shù)十年才能完全降解,易造成污染;而植物油28天生物降解率達(dá)97%,如有特殊情況產(chǎn)生泄漏后1-3個(gè)月內(nèi)可完成降解,極大降低環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。
此外,植物油變壓器更安全可靠,其耐高溫、過(guò)載能力強(qiáng),能更好抵御突發(fā)狀況,并可延緩絕緣件老化,有效延長(zhǎng)變壓器壽命,目前已越來(lái)越多地服務(wù)于電力供應(yīng)。
變壓器的“換血手術(shù)”
植物油變壓器技術(shù)這一關(guān)鍵核心技術(shù)的突破,是衡變公司多年來(lái)潛心研究、技術(shù)積淀的一次厚積薄發(fā)。
自2016年起,衡變公司便啟動(dòng)植物油變壓器的研發(fā)工作。歷經(jīng)三年技術(shù)積累,2019年9月,其首臺(tái)植物油變壓器(SWFZ11-63000/110)通過(guò)第三方監(jiān)試并完成國(guó)家鑒定,實(shí)現(xiàn)了從無(wú)到有的突破。
2021年7月,衡變公司成功研制DF-80000/220天然脂植物油單相變壓器試驗(yàn)平臺(tái),標(biāo)志著具備220千伏植物油變壓器的研發(fā)能力;同年8月,啟動(dòng)500千伏天然酯植物油變壓器的研制。
項(xiàng)目落地成果
500千伏變壓器電壓等級(jí)更高、設(shè)計(jì)更復(fù)雜,對(duì)絕緣介質(zhì)要求更嚴(yán)苛,植物油—紙絕緣系統(tǒng)的性能優(yōu)勢(shì)得以充分體現(xiàn)。衡變公司針對(duì)性地開(kāi)展了一系列基礎(chǔ)研究及復(fù)雜驗(yàn)證計(jì)算校核。
變壓器油如同變壓器的“血液”,既承擔(dān)絕緣作用,又負(fù)責(zé)散熱。將礦物油替換為植物油,相當(dāng)于“全身?yè)Q血”,存在材料相容性難題。
為此,衡變公司制作了53種關(guān)鍵材料159份樣件,由三家單位獨(dú)立開(kāi)展相容性試驗(yàn),通過(guò)數(shù)據(jù)分析最終確定了與植物油相容的材料體系。
“身兼數(shù)職”的植物油
植物油作為電的“隔離墻”,其絕緣性能至關(guān)重要。衡變公司通過(guò)系統(tǒng)性試驗(yàn),明確了植物油與礦物油的差異,為絕緣優(yōu)化設(shè)計(jì)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。在散熱方面,植物油黏度較高,“搬運(yùn)”熱量速度較慢,為了讓植物油同樣做好熱的“搬運(yùn)工”需通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)降低油流阻力。此外,變壓器油在運(yùn)行中會(huì)自然老化,研究表明植物油抗老化能力優(yōu)于礦物油,壽命周期更長(zhǎng)。
基于大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),研發(fā)團(tuán)隊(duì)依托原有500千伏礦物油變壓器成熟技術(shù),針對(duì)植物油的各項(xiàng)特性逐項(xiàng)開(kāi)展專項(xiàng)優(yōu)化,逐一攻克了超高壓產(chǎn)品在絕緣、散熱和穩(wěn)定性等方面的核心技術(shù)難題。
行業(yè)首臺(tái)500千伏植物油變壓器投運(yùn)現(xiàn)場(chǎng)
近年來(lái),衡變公司前瞻布局,將綠色發(fā)展理念深植于技術(shù)創(chuàng)新,持續(xù)推動(dòng)行業(yè)向資源節(jié)約、環(huán)境友好方向升級(jí)。此次示范應(yīng)用不僅是單一設(shè)備的突破,更對(duì)我國(guó)構(gòu)建新型電力系統(tǒng)、實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)具有重要示范意義。未來(lái),衡變公司將繼續(xù)專注于綠色環(huán)保技術(shù)的研發(fā)應(yīng)用,打造更加安全、低碳的輸配電解決方案,以全球視野和前沿創(chuàng)新,積極服務(wù)國(guó)家能源轉(zhuǎn)型和可持續(xù)發(fā)展大局。
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