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全球首臺(tái)35千伏高壓直連調(diào)相機(jī)研制成功

來(lái)源:中國(guó)能源新聞網(wǎng) 時(shí)間:2026-04-14 10:18

  中國(guó)能源新聞網(wǎng)訊(于淼)4月10日,東方電氣集團(tuán)東方電機(jī)有限公司(以下簡(jiǎn)稱“東方電機(jī)”)自主研發(fā)的全球首臺(tái)35kV高壓直連調(diào)相機(jī)順利通過(guò)整機(jī)型式試驗(yàn),各項(xiàng)性能指標(biāo)優(yōu)異,標(biāo)志著我國(guó)在高壓無(wú)功補(bǔ)償裝備領(lǐng)域取得重大突破。

  在研制過(guò)程中,東方電機(jī)聯(lián)合中國(guó)電力科學(xué)院、清華大學(xué)、華中科技大學(xué)、西安交通大學(xué)、重慶大學(xué)、新疆電科院、南瑞集團(tuán)有限公司、新疆綠發(fā)電力能源有限公司等頂尖科研力量,成功攻克高電壓等級(jí)下的絕緣與冷卻兩大核心技術(shù)難題,將電機(jī)額定電壓從行業(yè)現(xiàn)有的最高27kV提升至35kV,實(shí)現(xiàn)了與電網(wǎng)電壓等級(jí)的直接匹配,徹底取消了中間升壓變壓器及其附屬系統(tǒng),開(kāi)辟出一條具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高壓直連技術(shù)新路,為行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新樹(shù)立了標(biāo)桿。

  與傳統(tǒng)“調(diào)相機(jī)+變壓器”方案相比,35kV高壓直連調(diào)相機(jī)優(yōu)勢(shì)明顯。在性能方面,單臺(tái)調(diào)相機(jī)可提供與現(xiàn)有2臺(tái)同容量分布式調(diào)相機(jī)同等的短路容量,動(dòng)態(tài)支撐能力提升200%以上。在成本方面,用戶初始投資成本降低約35%,占地面積減少50%。在功耗方面,提供相同短路容量下,運(yùn)行耗電僅為現(xiàn)有分布式調(diào)相機(jī)的45%。在運(yùn)維方面,設(shè)備數(shù)量大幅精簡(jiǎn),系統(tǒng)連接更簡(jiǎn)單,故障隱患點(diǎn)顯著減少,運(yùn)維成本降低50%。

  新型電力系統(tǒng)的“穩(wěn)壓器”之困

  隨著“雙碳”戰(zhàn)略深入推進(jìn),風(fēng)電、光伏裝機(jī)規(guī)模爆發(fā)式增長(zhǎng),電力系統(tǒng)加速向以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型。然而,新能源大規(guī)模替代傳統(tǒng)同步機(jī)組后,電網(wǎng)慣量下降、抗擾動(dòng)能力減弱、電壓失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)上升,成為制約新能源安全消納的突出瓶頸。

  分布式調(diào)相機(jī)是保障新型電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵裝備。傳統(tǒng)分布式調(diào)相機(jī)技術(shù)成熟、運(yùn)行可靠,通過(guò)升壓變壓器接入電網(wǎng)是長(zhǎng)期以來(lái)的主流方案。但在新能源高比例接入、場(chǎng)站數(shù)量激增的背景下,如何讓調(diào)相機(jī)更經(jīng)濟(jì)、更高效地部署,成為新型電力系統(tǒng)建設(shè)必須直面的課題。為此,東方電機(jī)創(chuàng)新提出“高壓直連”技術(shù)路徑——取消中間升壓變壓器,使調(diào)相機(jī)與電網(wǎng)直接匹配,實(shí)現(xiàn)了投資效率與運(yùn)行性能的再升級(jí)。

  從技術(shù)“無(wú)人區(qū)”到全球首臺(tái)

  在35kV高壓直連調(diào)相機(jī)的研制過(guò)程中,東方電機(jī)歷時(shí)四年,突破高壓絕緣“無(wú)人區(qū)”,破解超厚絕緣下的空氣冷卻難題,實(shí)現(xiàn)了從27kV到35kV的電壓跨越。

  針對(duì)現(xiàn)有電機(jī)標(biāo)準(zhǔn)體系對(duì)27kV以上電壓等級(jí)缺乏系統(tǒng)規(guī)定的現(xiàn)狀,東方電機(jī)從絕緣體系構(gòu)建、絕緣結(jié)構(gòu)開(kāi)發(fā)、絕緣系統(tǒng)評(píng)價(jià)等方面開(kāi)展全方位原創(chuàng)性設(shè)計(jì)。成功突破現(xiàn)有電機(jī)絕緣水平,首創(chuàng)完整的35kV空冷環(huán)氧云母絕緣與防暈技術(shù)體系。圍繞材料、結(jié)構(gòu)及工藝開(kāi)展協(xié)同創(chuàng)新,建立適用于35kV電壓等級(jí)的絕緣系統(tǒng)評(píng)價(jià)體系,實(shí)現(xiàn)全鏈條協(xié)同配套,全面提升絕緣及防暈結(jié)構(gòu)的整體可靠性。

  電壓從27kV提升至35kV,絕緣厚度顯著增加,導(dǎo)致線棒內(nèi)部熱量難以傳導(dǎo)。東方電機(jī)通過(guò)系統(tǒng)級(jí)冷卻優(yōu)化,實(shí)現(xiàn)了“超厚絕緣、高效冷卻、長(zhǎng)壽命”的平衡。在絕緣厚度顯著增加的不利條件下,優(yōu)化冷卻通道結(jié)構(gòu),確保定子線棒內(nèi)部熱量高效傳導(dǎo)至冷卻介質(zhì),從根本上解決“厚絕緣、難散熱”的矛盾。通過(guò)有效控制溫升與消除局部過(guò)熱,大幅延緩絕緣材料的熱老化進(jìn)程,使整機(jī)在35kV直連工況下具備長(zhǎng)期可靠運(yùn)行的能力。

  當(dāng)前,我國(guó)正加快構(gòu)建新型電力系統(tǒng),新能源裝機(jī)規(guī)模持續(xù)快速增長(zhǎng)。全球首臺(tái)35kV高壓直連調(diào)相機(jī)的成功研制,驗(yàn)證了高壓直連技術(shù)路線的可行性與優(yōu)越性,為新能源場(chǎng)站提供了一種高性價(jià)比、高可靠性的系統(tǒng)支撐方案,對(duì)保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行、助力實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)具有重要意義。

責(zé)任編輯:許艷

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