西電集團：從“技術追趕”到世界領先

　　從20世紀80年代開始，到目前為止，我國已建成和正在建設的大小直流輸電工程有24個，電壓等級從±50kV到±800kV；輸送容量從50MW到7200MW；總容量達63420MW，成為世界上直流輸電工程最多、電壓等級最高、輸送容量最大的國家。在這些不同電壓等級和輸送容量的已建或在建直流輸電工程中，中國西電集團公司（以下簡稱“西電集團”）都參與了設備研發和制造工作，并取得了驕人的成績，產品性能達到目前國際領先水平或先進水平。目前，西電集團已形成了直流輸電工程的系統研究、成套設計、設備研發、制造、試驗、現場安裝和調試、售前與售后服務以及執行合同的能力。

　　成績的取得得益于西電集團始終堅持對直流輸電換流站成套設備的超前謀劃、系統部署、自主開發和技術創新。

　　超前謀劃敢為人先：5000A/±1100kV特高壓直流輸電晶閘管換流閥研制成功

　　2012年7月7日，國家能源局和中國機械工業聯合會組織專家在西安對西電集團自主研制的世界首套“KGWF-5000A/±1100kV特高壓直流輸電晶閘管換流閥”進行了產品技術鑒定。國務院三峽辦、國家能源局以及國家工業和信息化部、國家工程院、國家電網公司、南方電網公司、西安交通大學、廣東電力設計研究院等單位的20多位領導和專家出席了鑒定會。

　　KGWF-5000A/±1100kV特高壓直流輸電晶閘管換流閥是西電集團根據國家電網“十二五”初期建設中國第一條±1100kV特高壓直流輸電工程的規劃，于2010年立項，在±800kV/5000A換流閥自主研制的基礎上開發研制的。經過一年半的科研攻關，2012年4月2日，隨著最后一項型式試驗的順利通過，標志著西電集團成功研制了目前世界上電流最大、電壓等級最高的換流閥。

　　鑒定會上，鑒定委員一致認為：西電集團針對±1100kV特高壓輸電工程換流閥進行了系統的設計，采用8.5kV/5000A電觸發晶閘管，研制了換流閥的關鍵部件和閥控制監測設備（VCM），具有自主知識產權；建立了±1100kV換流閥設計計算和仿真平臺和換流閥在各種電壓下電場仿真模型，研究了電場分布特點，優化設計了換流閥結構；提出并采用全等效模擬負載進行±1100kV換流閥絕緣型式試驗的方法，攻克了±1100kV電壓等級下雜散電容、電感影響試驗等效性的多個技術難題。該產品在荷蘭KEMA公司見證下通過了國家高壓電器質量監督檢驗中心進行的全部型式試驗,各項性能滿足國家相關標準和產品技術條件的要求。與會專家同時認為，西電集團在國際上首次成功研發了±1100kV換流閥，對于中國特高壓直流輸電技術的發展具有重要意義，總體技術指標處于國際領先水平。

　　通過±1100kV換流閥的自主研發，共獲得專利授權6項，獲得專利受理4項，專有技術1項。

　　在此之前，根據西電集團科技發展戰略規劃以及國家特高壓直流輸電發展趨勢，西電集團于2012年1月成功完成了“KGWF-5000A/±800kV特高壓直流輸電晶閘管換流閥”的自主研制并在國家高壓電器質量監督檢驗中心完成了全部型式試驗,各項性能滿足國家相關標準和產品技術條件的要求。該產品于2012年1月10日順利通過了國家能源局鑒定。鑒定委員會一致認為，±800kV特高壓直流輸電晶閘管換流閥產品擁有自主知識產權，總體技術水平達到國際領先水平，對中國遠距離直流輸電關鍵設備實現自主化、國產化具有重大意義。

　　2012年9月30日，西電集團成功中標哈密至鄭州±800kV/5000A特高壓工程哈密南站極2換流閥，西電集團自主研制的KGWF-5000A/±800kV特高壓直流輸電晶閘管換流閥將首次應用到特高壓直流工程。

　　迎難而進不懈努力：國內首支±800kV特高壓干式直流套管研制成功

　　近日，西電集團與西安交通大學聯合攻關、自主研制的±800kV特高壓干式直流套管，以其優良的性能在國家絕緣子避雷器質量監督檢驗中心順利通過型式試驗，這標志著我國首支擁有自主知識產權的±800kV特高壓干式直流套管在西電集團誕生。

　　近年來，高電壓等級直流套管一直依賴進口，價格昂貴。±800kV特高壓直流套管作為換流變壓器及閥廳的重要組件，在技術、工藝、試驗等方面都具有極大挑戰性和創新性，是一個世界性難題，已成為制約我國特高壓直流輸電發展的瓶頸。一直以來，引進國外±800kV直流套管的技術非常困難，有關±800kV直流套管的設計和制造技術及公開報道更是罕見。

　　因此，掌握±800kV特高壓干式直流套管設計制造核心技術，對提升我國電力設備制造企業的制造水平和與國外產品的競爭能力，打破國外壟斷，擺脫國外的制約，實現特高壓直流套管的國產化都具有重要意義。

　　針對我國特高壓直流輸變電工程對直流套管的重大需求以及國家電網公司、南方電網公司提出“電力設備向無油化發展”的要求，2006年西電集團與西安交通大學成立科研攻關小組，投資數億元，積極承擔了特高壓干式直流套管的研發任務，采取校企聯合研發模式，充分發揮各單位的資源優勢和實力，從材料、工藝、設計等基礎研究、關鍵技術的突破與掌握、產業化等方面開展研發，進行了大量的基礎性研究工作：建立了具有自主知識產權的特高壓直流套管優化設計平臺；開發了特高壓直流套管材料配方工藝體系；配置了生產高壓直流套管的關鍵制造設備；建成了世界一流、國內領先的高壓直流套管研制基地，系統解決了各種場地問題、材料界面處理、產品結構設計、制造工藝及研發基地和生產線建設、產品試驗等問題，實現了特高壓直流套管關鍵技術的創新和突破，掌握了膠浸紙干式直流套管關鍵核心技術，順利完成了±800kV特高壓干式直流套管的制造，并于2012年10月順利完成所有型式試驗項目。

　　通過本項目的實施，形成了產、學、研、用協同攻關的研發體系，培養了一批從事高壓直流套管設計、工藝、檢測等方面的專業人才，形成了一大批具有自主知識產權的科研成果。申請國內專利3項，制定國家技術標準1項；國內外核心期刊和會議上發表科技論文4篇，向國外發表1篇。在項目實施過程中，通過不同電壓等級的中間樣品套管的制造與試驗，逐級達到了±800kV特高壓干式直流套管產業化的技術路線。期間，先后研制出具備自主知識產權的±20kV、±50kV、±90kV、±600kV干式直流穿墻套管；±125kV、±186kV、±200k、±500kV干式換流變套管；在此基礎上，研制成功550kV及以下級各類干式變壓器套管；126kV、252kV、363kV、550kV、1100kV干式油-SF6套管、油-油套管等，部分產品已經掛網運行，目前運行狀態良好。

　　±800kV特高壓干式直流套管的研制成功，解決了高壓直流套管制約我國直流輸電發展的瓶頸問題，打破了國外技術壟斷，并具有良好的市場前景，必將產生重大的社會效益與經濟效益。同時，對實現特高壓直流重大裝備國產化，振興我國裝備制造業將起到有力地助推作用。

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