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智慧城市建设,电力技术升级先行

城市发展,电力先行;智慧城市建设,电力技术升级先行。当下,人工智能、区块链、云计算、大数据等前沿技术的应用,一场前所未有的产业革命袭来,可以预见的是,在万物互联的智能时代,电力革命的竞争将是全球发展的另一个战略制高点,如何抢占这一轮竞争的制高点,技术创新是突破。广州电网是全国供电负荷密度更大的城市电网之一,南方电网广州...

2020.11.27

广州漫长的用电史也见证了变压器绝缘油的变迁。100多年前,来源广、稳定性好的矿物绝缘油变压器被人类开发使用,但其燃点低容易引发电力火灾,各国一直在寻找新的替代品,先后尝试硅油、气体式变压器,最终因成本大、无法扩容等因素没能广泛普及。直到上世纪末,美国人研发出植物油变压器,并在南美、北美推广,引发世界各国关注。


为什么是植物绝缘油?答案很简单,植物绝缘油燃点高,能较大程度上缓解电力火灾事故,同时,植物绝缘油能延长变压器寿命且易降解,经济又环保,“1台110千伏植物油主变压器,比传统的矿物油变压器能节省全寿命周期成本100万元。”


时间回拨到2010年,广州供电局试图开展植物油变压器自主研发,将目标定为国内首台110千伏植物油变压器,理由是“要做就做到更好”,两年后,110千伏植物油变压器的研制正式立项。此时,国外已经掌握了110至420千伏电压等级的植物油变压器关键技术,并对中国进行技术封锁,这就意味着自主研发是异常艰难。


一般而言,植物油变压器的绝缘性能由变压器内部的植物绝缘油和绝缘纸决定,这也间接决定着变压器能承载多大的的电压等级和传输容量。但植物绝缘油有两个致命缺点,其一,因它容易降解,它的稳定性比矿物绝缘油差,被氧化后会降低其介电性能;其二,在不均匀电场等某些特定情况下,植物油抗雷电冲击的能力比较弱。


只有消除植物绝缘油的缺点才能更大限度发挥植物油变压器的优势,这也是研制植物油变压器需要攻破的难题。改善植物绝缘油稳定性的秘诀在于不断优化植物油的添加剂配方。经过广州供电局和合作方重庆大学研发人员两年多的努力,他们提炼的植物绝缘油顺利通过国内权威机构检测,关键技术指标优于进口产品。


如何应对植物绝缘油抗雷电冲击弱的特性,才是决定植物油变压器能否研制成功的关键。雷电冲击过电压试验就是最难的实验,“国外花了5、6年的时间才搞定,我们也失败了两次”,广州供电局试研院理化二班副班长宋浩永说,面对这个难题只能不断试验,寻找规律。再一个个排查风险点,不断优化设计方案和制造工艺。在这个过程中,还遇到了变压器油浸纸板被氧化后污染油品的难题。“我们重新更改变压器设计、制作工艺和技术方案,才得以解决这个问题。”


功夫不负有心人,2017年10月21日,广州供电局研制的植物油变压器顺利通过所有型式试验项目,这也意味着,广州供电局历时5年,率先打破国外技术封锁,研制出台具有完全自主知识产权的110千伏植物绝缘油大型电力变压器。2018年1月9日,这台植物油变压器在广州市花都区110千伏芙蓉变电站正式投产。


意义不止于此。这台植物油变压器的研制得到的技术经验,编入1项标准、3项行业标准以及6项团体标准,极大地推动了植物油变压器在国内的推广和应用,并迫使进口植物绝缘油价格从5万元/吨降到3万元/吨以下。2019年3月底,南方电网组织中国、国际变压器行业专家团队对此台变压器给出了“整体国际领先”的鉴定结果。

这份权威的鉴定结果是对广州供电局试研院研发团队的莫大鼓励,目前,他们正在研发220千伏电压等级的植物油变压器,预计明年挂网。同时,他们将继续向500千伏电压等级发起“进攻”。“待500千伏的植物油变压器研制成功后,那就是世界上更高等级的植物油变压器了,离这个目标的实现应该不会太久了。”宋浩永信心满满地说。



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