深圳大鵬變電站使用的110千伏、容量5萬千伏安液浸式不燃電力變壓器。（資料圖片）

位于深圳坪山區(qū)的深圳市奧電高壓電氣有限公司（以下稱“奧電公司”）變壓器生產(chǎn)廠房里，工程師正緊張地忙碌著，一臺已經(jīng)做完試驗的電壓等級10千伏、容量1250千伏安的變壓器正準備裝車出廠。公司副總工程師侯世勇說：“這款最新研發(fā)的變壓器不燃不爆、抗沖擊能力強，適用于對消防要求高的場所。”

“奧電公司成立以來，專注于高壓電器領域，不斷創(chuàng)新突破，成功研發(fā)出集不燃防爆、低碳環(huán)保、高效散熱于一體的液浸式不燃特種電力變壓器。”奧電公司總經(jīng)理袁亞松表示，奧電目前已實現(xiàn)10千伏、110千伏、220千伏不燃型電力變壓器核心技術自主可控和所有組部件國產(chǎn)化，為我國建設智能電網(wǎng)、實現(xiàn)綠色發(fā)展提供了有力支撐。

(資料圖)

瞄準發(fā)展難題

“一直以來，業(yè)內(nèi)通過變壓器油實現(xiàn)變壓器絕緣和散熱，以保證設備安全可靠運行。但傳統(tǒng)的變壓器油燃點低，內(nèi)部一旦出現(xiàn)短路等嚴重故障，會發(fā)生燃燒甚至燃爆，造成嚴重危害。”袁亞松說。

“變壓器行業(yè)一直在尋找各種絕緣材料，希望替代變壓器油，以解決變壓器‘不燃、環(huán)保、散熱’的三大難題。”奧電公司創(chuàng)始人、董事長廖曉霞說，解決“不燃”問題是變壓器研發(fā)中的重中之重，我們要堅持技術創(chuàng)新，做安全可靠的創(chuàng)新變壓器設備，從根本上解決難題。

“當前行業(yè)內(nèi)使用的干式變壓器具有‘不燃’的特點，但主要用于35千伏電壓等級及以下的配電領域。”奧電公司副總經(jīng)理李磊介紹，還有一種六氟化硫氣體絕緣變壓器也具備“不燃”性能，用于110千伏電壓等級及以上的電網(wǎng)，但六氟化硫氣體絕緣變壓器技術源于發(fā)達國家，產(chǎn)品核心部件都需要從國外進口。

奧電公司的研發(fā)團隊深知，關鍵核心技術是要不來、買不來的，必須走自主創(chuàng)新之路。在產(chǎn)品的創(chuàng)新研發(fā)上，奧電公司設立專業(yè)團隊，細化任務分工，推行項目設計師負責制，激發(fā)研發(fā)人員積極性和創(chuàng)造性。同時，抓技術創(chuàng)新體系建設，不斷加大研發(fā)投入和新產(chǎn)品開發(fā)力度。2008年至2022年10月，公司累計投入研發(fā)費用31716.46萬元。

掌握關鍵技術

廖曉霞介紹，為提高研發(fā)能力，公司聘請我國蒸發(fā)冷卻發(fā)電機領域專家，帶領技術團隊對新型不燃絕緣材料在高壓電氣領域的應用展開研究。經(jīng)過兩年多反復設計、測試，2006年成功研制了應用氟碳絕緣冷卻液的液浸式不燃特種電力變壓器，電壓等級10千伏、容量315千伏安，同年通過電力工業(yè)電氣設備質量檢驗測試中心的型式試驗，2007年通過廣東省機械行業(yè)協(xié)會的技術鑒定，技術性能指標達到國內(nèi)領先水平。

和傳統(tǒng)變壓器相比，液浸式不燃特種電力變壓器采用氟碳絕緣冷卻液作為絕緣冷卻介質，并通過“對流+相變”雙重散熱技術對器身進行高效冷卻，具有不燃防爆、高效散熱的特點，解決了油浸式電力變壓器存在的燃燒安全隱患，破解了困擾電力變壓器行業(yè)多年的難題。

“用來絕緣的氟碳介質可回收重復利用，更加契合綠色發(fā)展理念，且過載能力強、使用壽命長、占地面積小、綜合性能強，具有廣闊的應用前景。”李磊介紹，液浸式不燃特種變壓器采用的技術路線與油變在設計、工藝、材料、生產(chǎn)等方面存在共性，油變制造企業(yè)在不改變工藝設備的情況下，可直接轉型生產(chǎn)液浸式不燃特種變壓器，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)的低成本迭代升級。目前，10千伏產(chǎn)品已廣泛應用于多個城市。

在第一代10千伏液浸式不燃特種變壓器問世后，奧電繼續(xù)創(chuàng)新研發(fā)步伐，持續(xù)開展氟碳絕緣冷卻新材料在更高電力等級變壓器中的應用研究。

奧電公司與科研院所和高校開展產(chǎn)學研深度合作，堅持技術創(chuàng)新，促進企業(yè)科技成果轉化和高層次人才孵化，為企業(yè)高質量發(fā)展積蓄動能。“我們先后邀請4位院士和眾多專家參與研究。”廖曉霞表示，2013年，奧電與高校合作開展氟碳液各相態(tài)絕緣性能研究，摸清了氟碳絕緣冷卻在液態(tài)、氣態(tài)及氣液兩相狀態(tài)下的電氣性能，為下一步的絕緣結構設計提供科學依據(jù)。

“我們還針對氣泡和液體同質問題反復研究，探索絕緣強度是否會發(fā)生降低的情況。”廖曉霞說，性能得到驗證后，2013年和供電部門共同開展了“110千伏新型氟碳蒸發(fā)液浸式變壓器試制及掛網(wǎng)試運行研究”，并于同年7月完成首臺110千伏、容量5萬千伏安的液浸式不燃特種電力變壓器投運。

“變電站是保障城市運轉和市民生活的重要基礎設施，其核心設備電力變壓器在關鍵技術上實現(xiàn)自主尤為關鍵。”廖曉霞說。

擴大應用場景

“創(chuàng)新基因一直植根于企業(yè)發(fā)展中，已經(jīng)融入到奧電人的血液和骨髓當中。”廖曉霞說。

電力需求日益增長與變電站用地日益緊張的矛盾，正成為制約大城市電網(wǎng)可持續(xù)發(fā)展的重要因素。2011年，有城市開始探索變電站“室內(nèi)化、小型化、無油化”，創(chuàng)造性地提出在城市高層建筑中嵌入式附建變電站，以解決中心城區(qū)變電站“落地難”問題。順應這一思路，奧電公司創(chuàng)新研發(fā)出110千伏液浸式不燃電力變壓器。

多年來，奧電公司在變壓器技術上的創(chuàng)新探索始終走在前列。2020年，奧電公司作為主編單位，與24家單位共同參與液浸式不燃電力變壓器系列標準編制，同年220千伏液浸式不燃電力變壓器進入《深圳市首臺（套）重大技術裝備推廣應用指導目錄》。

廖曉霞表示，奧電公司未來將以氟材料應用研究為基礎，基于它在變壓器上不燃、低碳、高效散熱的特性，將其廣泛運用在海底電纜、電抗器、電容器等高壓絕緣設備領域，不斷助力更多領域創(chuàng)新發(fā)展。 （經(jīng)濟日報記者 楊陽騰）

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