攻克技術難題 這條能源大通道打出“特”字牌

2020年12月8日，世界首條以輸送新能源為主的能源大通道青豫直流工程順利完成極Ⅱ高端直流系統調試，系統設備性能和各項指標一切正常。值得一提的是，該站6臺±800千伏高端換流變壓器全部在位于青海省西寧市的國內首座特高壓換流變現場組裝基地成功產成。

將特高壓大型高端換流變壓器的全過程組裝和試驗全部搬到工程建設當地、搬上海拔2500米的高原，國家電網在特高壓工程建設征程中邁出了開拓創新的一步。這是世界上首次采用現場組裝技術，在變壓器工廠以外規模化組裝生產大型換流變，標志著我國全面攻克了特高壓換流變現場規模化組裝技術和高海拔環境下的制造工藝控制難題，為青豫直流工程年內全面建成投運創造了良好條件。

闖創新高地 解決供貨運輸難題

青豫直流工程的首端——特高壓青南換流站位于海拔2900米的青海省海南藏族自治州，是目前世界上海拔最高的特高壓換流站。

一般情況下，換流變均需在生產制造廠內完成器身組裝和試驗后再運至換流站，但國內換流變制造廠商主要集中在東部地區，距離青海有兩千多公里的路程。

由于高原空氣稀薄、環境惡劣，因此對換流站設備電氣性能有著更高的要求，尤其是核心設備換流變，高原氣壓低造成換流變散熱困難和外絕緣性能降低等問題，必須設計尺寸更大的換流變，超出了鐵路運輸的限值。

而通過公路進行運輸，存在橋梁荷載、收費站關卡等多重限制，為了解決設備運輸的難題，國家電網經過多方論證和深入研究，決定采用現場組裝技術，在西寧市組裝換流變，再經過短距離公路運輸送達換流站。

“變壓器制造是一項高科技、高精度、高難度的工程，對于裝配場地、設施設備、空間環境等都有著極高的要求。為此，我們將原有的西寧檢修基地改造升級為國內首個特高壓換流變現場組裝廠房，并建設全國凈空最高、海拔最高的高壓試驗大廳，二者連為一體共同組成高海拔特高壓換流變現場組裝試驗基地。”國網青海電力設備部直流處處長董立文介紹。

2018年底，這座集電氣設備組裝、試驗、檢修功能為一體的高海拔特高壓換流變組裝試驗基地落成，突破了運輸尺寸對換流變設計裕度的限制，解決了青南換流站換流變運輸供貨難題。

提前開展攻關 確保設備性能可靠

開展換流變出廠試驗，是保證換流變合格出廠最重要的“體檢”環節。國內外尚無高海拔換流變出廠試驗先例，保證試驗數據百分之百準確、出廠設備性能可靠，是工程的又一個技術難題。

為此，國網青海電力聯合中國電科院等權威機構，開展了一系列超高壓、特高壓設備絕緣性能課題研究和前瞻性技術攻關。先后完成高海拔環境下±800千伏特高壓閥廳空氣凈距試驗研究、世界首次高海拔±800千伏特高壓直流閥側套管空氣間隙放電試驗、高海拔地區兩種電壓等級電流互感器的濕耐受試驗等重要試驗，為高海拔地區設備研究提供了關鍵依據。

此外，國網青海電力著力攻克低氣壓等環境因素對設備電氣性能影響的難題，研發應用以變頻技術、諧振技術等新技術為主的高原型電源設備及配套試驗裝置，通過對試驗大廳空負載試驗系統增容，使其具備更強的高原環境適應性研究能力，從而保障出廠設備性能可靠。

開發新工藝形成系統技術方案

首次在工廠外，并且是高海拔地區生產前所未有的高原型換流變，是一項嚴峻的技術考驗。

為檢驗特高壓換流變現場組裝基地的各項功能，確保換流變組裝順暢無阻，2019年，國網公司協調換流變制造廠家專業技術團隊提前入駐基地，組裝青南換流站2臺750千伏交流變壓器。最終，組裝工作順利完成，基地通過了實戰化考核。

今年年初，青南換流站±800千伏換流變開始組裝。

換流變制造廠家天威秦變公司總工程師李紅軍介紹：“由于高原氣壓低，換流變絕緣件浸油速度慢，要花平原地區幾倍的時間。為此，我們開發了靜放期間加壓浸油新工藝，通過特殊的加壓手段提升靜放浸油速度，保證工期和質量。同時，我們持續強化關鍵工藝保障措施，在器身干燥、真空注油、熱油循環、靜放等環節全方面加強管控，讓工藝處理更可靠。”

2020年8月，在現場組裝基地內，首臺±800千伏換流變整套出廠試驗順利完成。試驗解決了溫升控制、外絕緣修正、準許局部放電量嚴苛等難題，形成系統的高海拔特高壓換流變出組裝試驗技術。

目前，青南換流站6臺±800千伏高端換流變已完成組裝并通過出廠試驗，為今后高海拔地區規模化組裝特高壓換流變積累了寶貴經驗，也為將來偏遠地區利用特高壓實現電能外送提供了全新的解決方案。