兵器装备天威集团研制成功世界首台电压等级最高、容量最大1000MVA/1000kV特高压交流变压器

  兵器装备天威集团研制成功世界首台电压等级最高、容量最大1000MVA/1000kV特高压交流变压器

  兵器装备天威集团研制成功世界首台电压等级最高、容量最大1000MVA/1000kV特高压交流变压器

  2011年12月16日，世界电工界再次把钦佩的眼光投向中国，世界上第一条电压等级最高、输电能力最强、技术水平最先进的特高压交流输电工程1000kV晋东南南阳荆门特高压交流试验示范工程扩建工程于当天上午11时投入商业运行。中国电网为世界电工发展史掀开了崭新的一页。国际大电网会议（CIGRE）专家觉得，“中国的特高压技术代表了目前世界上输电技术的制高点。”通过特高压交流试验示范工程，中国已经取得了450多项自主知识产权的特高压技术，相关国际组织已经把中国特高压推荐为国际标准电压，国际电工标准领域开始倾听中国的声音。

  这项举世瞩目工程的完成，凝结了中国兵器装备集团公司成员企业保定天威集团有限公司干部职员的智慧和贡献。他们为该工程研制的世界最高电压等级、最大容量1000MVA/1000kV特高压交流变压器，是特高压输电技术的最核心设备。变压器的性能直接影响输电线路效率，其性能的稳定性直接决定线路输电能力的稳定性。

  特高压输电技术具有大容量、远距离、高效率、低损耗、少占地等突出优势，是解决我国远距离、大规模电力输送难题的最优方案。用特高压方式输送电力已成中国的战略决策。“十二五”期间，中国将建成“三纵三横”特高压交流骨干电网和11项特高压直流输电工程。但目前特高压输电技术尚属世界性难题，被誉为世界电工界的“珠穆朗玛峰”。前苏联、日本、美国、德国、意大利等国均着手进行了特高压输电技术探讨研究，前苏联和日本还曾建设特高压输电工程，但都没有实现规模化应用，未形成技术标准和规范，且建成的特高压输电工程日前都处于降压运行状态。

  而从100多年的输电历史看，以前输电领域的每一次电压升级，中国都是被动的接受者，当历史发展到了特高压时代，中国有了定义的机会，中国能否抓住呢？

  一生从事电力研究的中国工程院院士薛禹胜说出了全行业的心声：“发达国家在特高压领域研究的挫折与停步，对中国来说是一个机会，一个验证自己的机会，一个主动发声的机会，一个全面超越的机会。当然，这是世界性难题，这是电工界的珠穆朗玛峰，极具挑战性。”

  这也是天威的坚定信念和矢志追求。为了这一天，天威几代人薪火相传，进行了长期充分的准备。

  上个世纪80年代，提出“砸锅卖铁”也要上500kV变压器并取得成功，企业因此成为业内知名企业。

  2004年10月，天威研制成功我国首台具有完全自主知识产权的500MVA/750kV超高压变压器，打破了750kV等级变压器一直由西方发达国家垄断的局面，步入了中国一流输变电企业行列。2005年11月，国家出入境检验检疫局认定天威生产的大型变压器为“免验产品”，成为行业第一家，到目前为止也是唯一一家获此殊荣的企业。

  上个世纪五十年代，天威在学习消化前苏联输变电技术中起步，上个世纪九十年代初和九十年代末，又分别引进消化了以日立、东芝为代表的日本技术，以西门子为代表的德国技术，通过对这些技术的揣摩对比分析，天威兼收并蓄，博采众长，形成了自身的技术特色和竞争优势。

  天威集团技术中心副主任、天威保变总工程师张喜乐认为，前苏联技术让天威在输变电研制上扫了盲、入了门；日本技术的精细让天威产品告别了傻大笨粗的形象；德国技术的严谨培育了天威系统化思维、规范化行为、流程化习惯。

  天威长期的技术积累，良好的运行业绩得到了国家电网公司的充分认可。2004年9月，国家电网公司副总经理陈金行专程到天威参观即将验收的中国第一台750kV变压器，他对天威的自主创造新兴事物的能力大加赞赏，并要求天威为1000kV特高压交流变压器的研制生产做准备。“看过天威保变自主研发的750kV变压器，坚定了国网公司要上1000kV特高压的信心。”

  国家电网公司的信任给天威上下以巨大的鼓励，时任天威保变副总工程师、设计处处长的刘东升说：“老外没有做成功，我们中国人为什么就不能做？”他义无反顾立下“军令状”，按期完成设计任务。他们创新工作，不断挑战自我，比较了20多种结构及形式的设计的具体方案，创造性地解决了电气原理、整体结构、特高压绝缘设计及特大型大件运输等20多项关键技术难题。2005年5月，天威如期上交了初步设计的具体方案，在随后的29个月时间里，天威又反复与国家电网公司及相关方面专家交流完善，确定了最终技术方案。天威的设计的具体方案，受到了评审专家团队的一致好评。专家团明确要求参与竞争的企业参照天威方案对其设计的具体方案做调整优化。目前，天威1000MVA/1000kV特高压交流变压器整体结构方案获得国家发明专利。

  2006年12月26日，天威中标晋东南南阳荆门特高压交流示范工程变压器项目，成为晋东南变电站全部4台1000kV特高压交流变压器供货商。2008年7月16日，天威研制的世界首台1000kV特高压交流变压器通过全部试验项目考核，天威用45个月时间走过国外同种类型的产品十年的研制历程，实现了输变电技术由追赶者到领先者的重大跨越，打造了特高压变压器国际竞争的金色名片。

  到目前为止，天威已为该试验示范工程与扩建工程研制了7台1000kV特高压交流变压器，变成全球上少数几家能够生产1000kV变压器的企业。

  成功成就人，失败检验人。2008年3月，1000kV特高压交流变压器进行的首次试验，成了检验天威人是有真功夫，还是假把式的时刻。而恰恰在这个关键环节，出现了绝缘击穿问题。

  这次失败不仅震惊了所有天威人，也引起国家电网公司的震动。负责特高压项目的国家电网公司副总经理舒印彪至今仍清楚地记得天威首次试验失败时的感受：“一星期之前，沈变做试验发生击穿问题，一星期后，保变的试验又出现同样的问题，一听到这一条消息，我汗都出来了，整个心都慌了。慌在啥地方呢？就是我们对1000kV特高压交流变压器的设计与方案都进行了认线kV变压器时细多了、深多了、也透多了，但还是出了这么大的问题，真感到心里没底了。甚至怀疑我们上特高压的决策是否托大了、草率了。”

  张喜乐认为，保变、沈变首次试验都在同样的问题上失败，正说明特高压变压器研制难，比预见和想象的都难，不愧为是世界性难题。同时也反映了我们在1000kV特高压交流变压器的把握和理解上存在空白，技术上存在死角。

  通过公司内外专家的共同深入剖析问题，研究分析，梳理思路，他们锁定引发击穿的原因主要在于绝缘结构的细节处理；而在以前的变压器设计中，这一些细节根本不会影响到产品的性能。这也提醒他们，在特高压复杂严峻的工作环境下，任何细节都要认真考虑，任何环节都要接受严酷检验。终于在一个星期后，产品顺利通过了绝缘试验。

  变压器特别是特高压变压器的生产制造是典型的小批量个性化生产方式，装备自动化程度不高，80%靠管理。世界首台1000kV特高压交流变压器的制造对天威生产组织及工艺保障能力提出了前所未有的高要求，是必须迈过去的又一道坎。“中国机械行业技能大师”张文志介绍，天威对生产组织、工艺流程、管理模式、条件保障等方面做了系统优化，狠抓了以下五个方面工作。一抓条件保障。以研制生产1000kV特高压交流变压器为契机，加强完善了设计研发平台、加工制造平台、试验验证平台建设，特别是在特高压产品研制方面，形成了规模化生产能力，可满足后续特高压工程建设对特高压变压器和电抗器的大量需求。二抓体系完善。天威成立了以公司CEO为组长、公司班子成员为成员的项目领导小组，公司总工程师为项目经理的项目管理组，企业内部各单位一把手为组长的专项工作组三级管理体系。成立了项目攻关课题组，设立了项目管理办公室，建立了完善的工作、考评机制，统一协调项目实施过程中的很多问题。编制了科学合理、严谨可行的生产计划，在设备制造全过程执行严格的质量控制和工期控制措施，确保生产工作顺顺利利地进行。三抓过程控制。首次开展产品全程纪实活动，将每道工序的生产进度、质量控制、问题处理过程等情况、步骤详细完整记录，有效控制操作的流程的每一个细节，保证产品的顺利进行，积累原始数据及资料，为后续及同种类型的产品的生产提供借鉴和经验。四抓重点环节。抽调生产骨干组成1000kV特高压变压器装配工作小组。工作小组积极备战，针对各项要求对照实物核实图纸，提前清理作业现场、认真清点零部件，充分准备所需物品，对变压器每个部位所用物料数量、规格做到心中有数。用酒精、白布彻底擦拭各安装部位，用面团和磁铁清理每个角落。为减少器身暴露时间，设计、工艺人员反复讨论，决定把分两天装配的计划取消，改为出炉一次装成。五抓信息化建设。天威以现代化管理理念为指导，以数字、信息技术为手段，通过对物资流、资金流、信息流的优化整合，对天威生产经营活动实行全过程、全系统的动态控制，全力打造“数字天威”。公司不仅在大型变压器研发和产品设计上完全实现了CAD作业,生产流程上也引进了制造资源规划（MRP）的思想,实施计算机集成制造系统（CIMS）,形成了通畅高效的生产信息流。天威信息化建设的目标就是要在实现异地协同设计、网上资源共享的基础上，实现作业标准化、管理流程化，既能有效发挥集团整体优势，又能在扩张时向麦当劳等快餐店一样迅速完成复制。