
近日,国内台采用全套国产化芳纶缘纸与成酯油缘案的 110kV 变压器,在南电网广西城港 110kV 江山变电站正式投运。该装备由江苏华朋集团有限公司牵头研制。项目以产学研度协同模式,通缘原材料研发、变压器整机设计、基础机理研究、电网工程示范应用全创新链条,攻克端变压器缘系统长期依赖的 “卡脖子” 难题郑州保温护角专用胶,实现核心缘材料整套案自主可控。
国内台采用全套国产化芳纶缘纸与成酯油缘案的 110kV 变压器
芳纶缘纸被誉为变压器域的 “纸中黄金”,搭配燃点成酯缘油,是制造耐热、强过载、环保阻燃型变压器的核心缘组。长期以来,能芳纶缘纸、压成酯缘油核心技术与利体系被海外企业垄断,国内相关装备采购成本、供货周期被动,持续存在供应链安全隐患。与此同时,传统纤维素缘纸加矿物油的技术路线耐热上限偏低,难以满足新型电力系统对设备小型化、短时重载运行、滨海湿环境、火安全升的现实需求。
在该项目落地之前,国内行业大多局限于单缘材料国产化尝试。将国产芳纶缘纸与国产成酯油配套集成,完整应用于 110kV 电压等主变压器,尚成熟工程实践。两类材料分属两条立国产化产业链,缺乏长期协同运行数据,二者共存环境下的化学相容、多场耦下缘老化规律、油流散热匹配特、突发短路工况结构稳定等系列关键技术问题悬而未决,成为制约新型环保变压器产业化的大障碍。
为补齐技术短板,江苏华朋集团牵头组建跨域创新联体,搭建 “装备制造龙头 + 电网科研机构 + 校科研平台 + 上游材料企业” 的产学研协同攻关体系,各明确分工、同步进,开启为期三年系统技术攻关。
江苏华朋集团作为项目总牵头单位,负责项目总体案规划、变压器缘结构创新设计、特种制造工艺开发、样机装配集成以及型式试验组织实施。研发团队摒弃简单照搬缘系统结构的思路,充分考量国产芳纶缘纸、国产成酯油区别于产品的物理、电气特,从底层重新规划绕组匝间缘、层间缘、主缘布置形式;针对成酯油黏度、流动换热能力与矿物油的差异,重新优化器身油路向结构;同步迭代真空干燥、真空浸油整套生产工艺曲线,适配国产芳纶纸的孔隙特征与浸润特,从设计、工艺两端规避适配风险。
南电网电力科学研究院立足电网线应用需求,明确滨海工况耐潮湿、火、短时过载、占地集约等量化技术指标,建立整套缘系统可靠评价试验规范;全程参与案评审、样品试验评估,协调落实广西城港 110kV 江山变电站作为国内个示范工程站点。设备投运后,南网科研院持续开展运行数据采集、状态监测,长期考核整套国产化缘体系在真实电网负荷波动环境下的运行稳定。
重庆大学电压与缘技术实验室
重庆大学电压与缘技术实验室承担核心基础理论攻关任务,聚焦国产芳纶纸与成酯油材料相容这要技术卡点。科研团队搭建项试验平台,批量开展上千组对比试验:通过长期加速老化试验,观测油纸界面是否产生有害物质、介电能是否持续衰减;借助多物理场耦仿真,研判压绕组内部电场分布,抑制局部场强集中隐患;模拟不同温升区间油热交换规律,为结构油路优化提供理论依据;开展电动力冲击模拟试验,研判短路故障时芳纶缘构件抗撕裂、抗位移能力,厘清材料劣化机理,万能胶厂家为整机优化设计提供坚实理论支撑。
重庆大学电压与电工新技术教育部实验室
产业链上游材料企业同步度参与迭代研发。烟台民士达特种纸业股份有限公司提供国产化芳纶缘纸,根据阶段试验反馈持续调整材料,提升芳纶纸在成酯油中长期浸泡下的尺寸稳定与耐老化能;国内压成酯缘油业制造企业持续优化油品基础组分与添加剂体系,降低油品与芳纶材料发生不良反应的风险,不断完善缘油适配指标。
整个研发进程循序渐进郑州保温护角专用胶,分为五大关键阶段稳步进。
阶段为需求论证与材料筛选阶段。联各梳理电网工况约束条件,收集多厂商国产芳纶纸、成酯油样品开展摸底试验,初步筛选具备适配潜力的材料号,搭建统试验标准,确定攻关技术路线。
二阶段为基础机理研究与材料匹配试验阶段。依托重庆大学试验平台开展长时老化、局放、电气强度、热稳定等系列试验,摸清油 - 纸缘组的能边界,形成完整的材料匹配数据库,解决两类国产材料能否长期安全共存的根本问题。这也是整个项目周期内耗时长、试验工作量大的环节。
三阶段为结构优化设计与工艺开发阶段。结基础试验得出的参数,华朋集团完成全新缘结构图纸设计,优化器身支撑、油路布局,反复校核温升、缘裕度与抗短路能力,同步完成新工艺试生产验证。
四阶段为台样机试制与全套型式试验。完成 40000kVA/110kV 样机部件加工、器身装配、真空处理、注油封装。样机下线后严格按照国标准开展全项型式试验,涵盖雷电冲击、操作冲击、工频耐压、温升试验、负载损耗、噪声测试;其中短路承受试验作为限工况考核项目,模拟电网突发短路巨大电磁冲击力,试验后设备缘完好、结构变形,验证整套缘系统安全可靠。
五阶段为示范工程实施与带电投运。经过出厂试验、运输护、现场安装、交接试验等流程,变压器落户城港 110kV 江山变电站正式投运。该站临近海岸,空气湿度大、旅游片区负荷峰谷差明显,是检验新型变压器综能理想的应用场景。
相较于传统矿物油 - 纤维素纸变压器,这套国产化案优势显著:芳纶缘纸耐热等,变压器短时过载能力大幅提升;缘结构可以进步紧凑化,减少变电站占地面积;成酯油燃点、可生物降解,泄漏后环境风险低,火与绿环保特突出。
台变压器,张芳纶缘纸,串联起上游新材料、端装备制造、电力终端应用完整创新链条。本次成功投运,是产学研用度融、产业链上下游协同创新的标志成果,证明我国具备端变压器缘系统从材料研究、结构设计、工艺制造到工程示范全流程自主研发能力。
下步,产学研创新联体将持续化长期作。持续跟踪示范变压器在线运行数据,积累国产化油 - 纸缘体系全寿命周期数据;上游材料企业持续优化产品批次稳定、进降本增;华朋集团加快系列化产品开发,拓展不同电压等产品谱系;南电网有序进技术成果规模化广。持续巩固输变电装备核心环节自主可控成果,为我国新型电力系统建设提供多安全可靠、绿低碳的国产化电力装备。
参与协同创新主要单位
整机研制:江苏华朋集团有限公司
电网技术支撑与示范应用:南电网电力科学研究院
基础理论与仿真研究:重庆大学电压与缘技术实验室
国产芳纶缘纸供应:烟台民士达特种纸业股份有限公司
国产成酯缘油:国内压成酯缘油业制造企业
示范工程站点:南电网广西城港 110kV 江山变电站相关词条:设备保温 塑料挤出机厂家 预应力钢绞线 玻璃丝棉 万能胶厂家
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