齐鲁制造会客厅｜特高压，中国能源版图的“主动脉”

从西部能源基地发出的风电、光伏电，要跨越上千公里抵达东部城市，离不开特高压电网。作为其中承担电压变换任务的核心设备，特高压变压器一头连着能源基地，一头连着城市、工厂和千家万户，常被称为电网的“心脏”。

“一台特高压变压器包含的零部件多达上万件，生产工序上千道，每一台都是名副其实的‘大国重器’。”山东电工电气集团有限公司党委副书记、总经理马玎告诉记者。

陕北-安徽特高压±800千伏直流输电工程合州站首台全自主高端换流变压器一次试验成功

在山东济南，山东电工电气所属山东电力设备有限公司已经研制200余台特高压变压器，全部实现一次试验成功、一次投运成功，并保持安全可靠运行。

这里的“一次成功”，并不是说产品最终造了出来。马玎解释，变压器出厂前要接受例行试验和型式试验，检测它能否承受运行中可能遇到的各种工况。所谓“一次成功”，就是第一次试验便全部通过，各项性能指标达到或优于国家标准及技术协议要求，不需要返工。

“我们交付的每一台设备，都关系着万家灯火、工厂运转和城市脉动。”他说。

“一次成功”从设计图纸开始

一台变压器能否通过最后的试验，答案并不是在试验大厅里才揭晓。决定结果的，是此前设计、采购、加工和装配中的每一个环节。

“我们能够连续实现‘一次成功’，首先靠的是技术。”马玎介绍，山东电工电气依托多物理场仿真验证平台，在产品制造前，对电场、磁场、温升和噪声等运行状态进行模拟，围绕绝缘结构、漏磁控制和降噪设计不断优化。由此制造的特高压变压器具有能效等级高、温升低、局部放电量小等特点。

技术方案落地，还需要人守住每一道工序。产品由首席专家主持工程设计，技术委员会全程审核；进入生产环节后，技术和质量人员跟进一线，关键工序由专家团队联合评审。质量控制还要向供应链上游延伸，从螺栓、接线端子到出线装置、套管，采购物料全部接受检验，关键原材料和组部件的监造一直延伸到二级、三级供应商。

“我们现在追求的已经不只是厂内试验一次成功，还要把服务和保障延伸到现场安装和产品运行，做到一次投运成功、长期安全稳定运行。”马玎说。世界首台320兆乏低噪声特高压电抗器研制成功

目前，山东电工电气生产的1000千伏交流变压器、±1100千伏换流变压器及并联电抗器等产品，已经应用于白鹤滩—江苏、陇东—山东等国家特高压工程。

今年以来，这套研发制造体系又催生出一批新产品。山东电工电气成功研制网侧750千伏、750兆伏安大容量柔直变，“1100千伏大容量低噪声特高压电抗器”等26项成果通过国家级技术鉴定，达到国际领先水平。

3480米主母线迎来工程“大考”

烟威特高压工程，为山东电工电气的装备带来了一场新的检验。

“这是世界首个服务核电送出的特高压工程，将实现全球首次核电站直接接入特高压电网。”马玎介绍，工程建成后，山东将形成特高压交流“双环网”，电网运行将更加稳定，电力输送和配置也将更加灵活。

在这项工程中，山东电工电气所属山东日立高压开关有限公司提供全套1100千伏GIS核心设备及技术服务，包括13个断路器间隔、577个气室。GIS即气体绝缘金属封闭开关设备，承担着控制、隔离和保护特高压电路的任务。

这批设备面临的一个突出难题，是主母线总长达到3480米。超长母线安装在室内，施工距离越长，安装误差越容易累积，同时还要严格控制现场灰尘等杂质。

金上-湖北特高压直流工程大冶站168小时试运行圆满收官，转入正式运行阶段。

“项目面对国内首次母线分段设计、省内首次全户内布置以及超长母线施工等挑战。”马玎说。为此，项目团队采用“分段间隔双向安装”方案，从不同方向同步推进安装，控制施工精度和现场洁净度；又在隔离开关与电流互感器之间增设过渡气室，使局部检修不必再让相邻主设备同时停运。

工程所在地靠近海岸，盐雾腐蚀也是设备长期运行必须面对的问题。项目团队为户外GIS设备采用C4级重防腐标准，并在所有气室上安装微水传感器，对气体压力、密度和水分含量进行实时监测。

最终，这批设备的四阶段耐压试验全部一次通过。抽象的“一次成功”，在3480米主母线和577个气室上，有了具体的落点。

把“大块头”做得更精干

特高压装备在陆地上不断刷新电压和容量纪录，山东电工电气也开始把积累的技术带向海上。

海上风电变压器长期处于高盐雾、高湿热、强振动环境中，海上升压平台的安装空间又十分有限。如何让大型设备既承受高电压，又尽可能减小体积和重量，成为研发团队首先要解决的问题。

“我们采用紧凑化和轻量化结构，就是要把‘大块头’做得更精干。”马玎说。围绕海上环境，研发团队还对高电压绝缘、局部放电控制、温升、抗短路能力和防腐工艺进行了针对性设计，让设备能够实现少维护、长寿命。

目前，山东电工电气已形成500千伏柔性直流站用变压器、220千伏低频变压器、66千伏大容量油浸式机舱变压器和干式变压器等产品。其中，企业自主设计制造的明阳巴斯夫海上升压平台220千伏风电变压器，已经一次试验成功并顺利交付。

变压器负责将海上风电升压，海底电缆则负责把电力送回陆地。2023年，山东电工电气在威海投资建设海底电缆生产基地。如今，基地全部产线已经投产，累计新签合同4.38亿元，完成加勒比海45千伏海缆、菲律宾230千伏高压电缆等项目的生产交付，500千伏大长度三芯海缆、超高压柔性直流海缆也已进入样品试制阶段。

从上万件零部件组成的特高压变压器，到横跨海陆的海上风电装备，产品和应用场景不断变化，但背后始终是同一件事：把每一道工序做好，让一台台“大国重器”顺利接入电网，把远方的清洁电能安全送到千家万户。

（大众新闻记者 王嘉一）