浅谈国内换流变压器发展历程
1. 引言
众所周知，在直流输电系统中，换流变压器是最重要的设备之一，它不仅参与了换流器的交流电与直流电的相互变换，而且还承担着改变交流电压数值、抑制直流短路电流等作用。此外特高压换流变压器容量大，由其组成的换流站额定功率为5200～6400MW，额定电流为3250～4000A。换流变压器的额定电压分为±800kV、±600kV、±400kV、±200kV四档，型式为单相、双绕组、油浸式，设备复杂，投资昂贵，单台平均突破4000万元。西门子公司提供向上线的±800kV换流变压器单台售价高达1亿元。因此，换流变压器的可靠性、可用率以及投资对整个直流输电系统起着关键性的影响。2. 发展历程2.1 三峡工程
我国换流变压器的研制与生产始于20世纪70年代末。当时，西安西电变压器厂（以下简称西变）为我国第一条自行设计的舟山直流输电线路成功地提供了±100kV换流变压器。80年代,西变结合葛上±500kV直流输电工程，引进了ABB公司的HVDC换流变压器的设计制造技术，在此基础上,西变承接了该工程使用的换流变压器全部设计和制造任务。
我国掌握换流变压器设计制造技术应该归功于三峡工程的建设。三峡工程开建前，我国并不具备三峡直流工程换流变压器的设计制造能力。为使国家重大装备制造的核心技术不再受制于别人，三峡建委决定三峡直流工程设备实行国际采购，并制定了“技贸结合、技术引进、联合设计、合作制造”的技术路线，运用国际招标的方式引进关键技术后消化吸收再创新，逐步实现我国换流变压器的国产化，同时选择我国最具优势的沈阳变压器厂和西安变压器厂作为引进技术的受让方。
西变合作生产三常线送端龙泉换流站±500kV单相双绕组、容量297.5MVA、电压比（525/3）/（210.4/3）kV的换流变压器（其中Y/Y联结和Y/D联结各一台）；沈变合作生产三常线政平换流站±500kV单相双绕组、容量283.7MVA、电压比（500/3×1.25%）/（200.4/3）kV的换
流变压器（其中Y/Y联结和Y/D联结各一台）。就这样我国仅用五年时间赶上了与发达国家±500kV换流变压器相差23年的差距。
2004年8月31日，沈变公司宣布研制生产了中国第一台拥有自主知识产权的±500kV直流输电用换流变压器。这台换流变压器具有节能、降耗等特点，技术难度非常高，制作工艺复杂，目前已经投运于国家“西电东送”重点工程灵宝线。
2006年，沈变在国内率先自主生产了±500kV直流换流变压器。换流变压器是±500kV超高压直流输电工程中的关键设备之一，也是交、直流输电系统联接两端口换流站和逆变站的核心设备。
2009年4月20日，常州西电变压器有限公司首台灵宝背靠背超高压500kV换流变压器一次试制成功。
2008年初，沈变公司承接的由南方电网公司承建的贵州至广东第二回直流输电工程换流站14台±500kV换流变压器全部一次投运成功，产品各项性能参数超过西门子处于世界领先水平；6月3日，沈变公司为中俄直流背靠背联网工程研制的±500千伏直流换流变压器首批产品成功发运。产品完全由沈变公司自主设计、自主验证、自主采购，独立制造，实现了完全意义上的自主化。2.2 云广与向上工程
2006年国家电网公司根据国情提出要建设±800kV特高压直流输电线路，因为一回特高压直流线路可输送电力64000MW，是±500kV级直流线路输送能力的2倍，线路损耗可降低约60%，输电距离可达2500km。但高端换流变压器（指±800kV级及±600kV级）制造难度较大，尚需得到国外厂商的协助。西门子、ABB公司闻风而动，先期做出概念设计，并通过有关试验，验证了技术上的可行性。其中云广线最难制作的换流变压器单台容量为800kV252MVA单相双绕组，向上线则为800kV321MVA。与三峡项目不同，这次由我方总承包，但仍采用“技贸结合、技术引进、联合设计、合作制造”的技术路线。
2009年，12月6日特变电工沈变为向上线奉贤站生产的±800kV换流变压器顺利通过关键绝缘试验，各项性能指标优异，部分试验项目试验
结果优于国外企业同类产品。12月8日云广线楚雄站（海拔1850m）使用的±800kV换流变压器成功升压至额定电压800kV。12月2日西电西变为向上线制造的ZZDFPZ-321100/500-400换流变压器一次性通过全部出厂试验，空载和负载损耗、空载电流、温升等主要性能指标均优于国标和技术协议要求，其中局部放电量小于50PC，达到了国际先进水平。12月19日西电常变通过400t运河码头，将一台向上线换流变压器发往西川向家坝。10月，保变首台±800kV换流变压器在秦皇岛基地试制成功。目前云广线单极已于12月28日单极投运，2010年6月18号双极投运，项目综合国产化率达到62.9%。向上线2010年7月8号双极投运综合国产化率又稍有提高至67%，充分说明我国已掌握±800kV换流变压器的制造技术。表1为已建和在建换流变压器各厂中标情况。
线路名
三常三广贵广一回灵宝三沪贵广二回高岭德宝云广向沪呼辽荆枫银青黑河两渡锦屏
台数2828281428281328565628282814
表1 国内已在建换流变中标情况西变沈变保变228
8
144414
142
13142高14低7高7低2高7低2高8低4高14低2高6低
28
28
143高4低
7
西门子1220
14
12
1410高10高ABB1220
7高10高
2011年6月25日，沈变公司为青海—西藏±400kV直流送电项目拉萨换流站研制的首批三台±400kV换流变压器举行了发运仪式。这是我国自主研发的应用在世界最高海拔换流站的换流变压器。
目前，南方电网公司糯扎渡、溪洛渡特高压直流项目与锦屏—苏南±800kV特高压直流输电工程使用的换流变压器正在生产当中。
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