中国西电集团：为电力系统提供“强大心脏”
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电力电子变压器的应用已经是大势所趋，其研发工作刻不容缓。
电子变压器，这个名字对于大多数人来说都十分耳熟，在人们的日常生活中也常常可以见到它的身影。然而，它的存在又十分“陌生”，人们最大的疑惑是，它究竟有哪些具体作用？
简单来讲，一般家庭用电都是由发电厂发出。为了减少电的损耗，会用变压器把电压升高到几万伏或几十万伏的超高电压，再由高压输电线输送到用电的地方。而一般家用电器的电压都是220伏，所以高压电在进入到各用户家里之前，还必须通过变压器把电压变回220伏才能使用。变压器由初级线圈和次级线圈两个线圈构成，电压就是通过初级线圈和次级线圈的圈数不同而达到高低变化的。
然而，变压器只能改变交流电的电压，不能改变直流电的电压。随着大规模分布式清洁能源及多元化负荷的接入，传统交流配电网已无法满足供电形式多样化、能量多向流动的要求，且其可靠性和安全性也面临诸多挑战。如何让人们用用电更高效、安全？这也成为了摆在电力企业、研究机构的重点课题之一，尤其对于身为央企之一的中国西电集团来说，早已开始着手研究、攻破这一课题。
2019年，中国西电集团所属西电电力系统成功中标国家重点研发计划项目“中低压直流配电用电系统关键技术及应用”示范工程2套中压直流变压器和1套直流配网用晶闸管换流阀设备成套项目。其中，中压直流变压器，即电力电子变压器的成功中标，标志着西电电力系统在直流配电网规模化工程领域取得了重大突破。
电力电子变压器这个高端设备如何应用？它的诞生又意味着什么？今天，请跟随《中国科技信息》一起了解中国西电集团电力电子变压器的研发故事。
国产电子电力变压器水平领先世界
在技术层面，电子变压器具有将市电的交变电压转变为直流后再通过半导体开关器件以及电子元件和高频变压器绕组构成一种高频交流电压输出的电子装置，也是在电子学理论中所讲述的一种交直交逆变电路。它主要是由高频变压器磁芯（铁芯）与两个或两个以上的线圈组成，它们互不改变位置，从一个或两个以上的电回路中，通过交流电力借助电磁感应作用，转变成交流电压及电流。而在高频变压器的输出端，对一个或两个以上的用电回路，供给不同电压等级的高频交流或直流电。
而与传统的变压器相比，电力电子变压器采用中压直流接入并能提供中低压交直流端口的混合配电网具有组网灵活、运行方式多样、潮流调节能力强、电能变换级数少、并能充分消纳可再生能源提高整个系统的运行效率的优势，是未来配电网走向智能化道路的发展方向之一。因此，可实现分布式新能源发电设备、储能设备、交直流负荷高效接入与消纳的电力电子变压器具有广阔的应用前景。
在大规模分布式清洁能源及多元化负荷的接入的今天，电力电子变压器的应用已经是大势所趋，其研发工作刻不容缓。
为了早日“拿下”电力电子变压器，来自中国西电集团西电电力系统组织联合技术团队，陆续开展技术研讨交流、项目方案设计、产品研发试验，克服艰难险阻，攻克技术难题，仅用了不到半年时间，就独立自主研发成功适用于中低压直流配电网的±10kVdc/±375Vdc/1MW直流电力电力变压器，并采用了具有完全自主知识产权的ACM-100型控制保护平台。
经过实践与测试，电力电子变压器攻克了半桥主动均压、功率模块在线投切、高效率移相式功率模块、高频变压器设计等多项技术难题，并搭建了满功率运行试验系统；成功通过了耐压试验、空载试验、额定负荷试验等厂内性能试验和第三方权威试验检测机构的见证试验，各项技术指标满足相关要求，综合技术指标达到国际先进水平。
10天时间完成“不可能的任务”
中国西电集团在电力系统，乃至变压器领域的努力还不止如此。2021年10月，中国西电西变公司又迎来一场“不可能的任务”挑战：在10天内，为国网江苏检修公司提供500kV 334MVA电力变压器。
由于该产品交货时间紧、生产任务重，线圈车间高度重视，针对绕线、组装成套等工序，及时协调组织生产过程中物料、技术、质量等方面遇到的问题。检查员全程进行跟踪配合，确保线圈完工后及时检查，减少等待时间。车间现场绕线班组24小时倒班，全力以赴，抢抓生产进度，提前一天完成了线圈绕制，为后工序争取了时间。
同时，装配车间握好“接力棒”，保持良好的作业状态，在审图及物料需求计划上提前两周联系供应和技术部门，充分保证在开工时物料齐套和技术准备。在生产过程中，装配车间合理分配产线及设备使用，切实优化场地，做到“人停工不停”，96小时便完成了器身和引线装配，比计划要求提前了整整2天。
冷作车间提前与工艺部门协同策划，明确在30分钟内形成解决方案，确定责任人持续跟踪产品进度，每天对油箱进行复盘，做到“日问题、日解决”，用20天的时间就完成了油箱工序全部工作，突破了冷作车间从技术准备到油漆完工的历史纪录。
最终，在10月20日，西电西变为国网江苏检修公司提供的500kV 334MVA电力变压器试验完工，各项参数满足技术协议。10月24日上午本体装车完成，10月25日成功发运，前往江苏。速战速决的气魄以及过硬的技术，让这家央企受到了行业内应有的肯定，也使其成为了电力企业当中的佼佼者。
以“变压器”为支点撬起更“硬”的砖
今年7月，中国西电集团更是凭借“变压器”这个支点，“撬”起了更“硬”的一块石头－－“西电东送”重点工程——白鹤滩电站外送江苏±800kV特高压直流工程投产。
中国西电集团承担该工程换流变压器、交流变压器、换流阀、全封闭组合电器、交流断路器、换流变阀侧断路器、转换开关/旁路开关、滤波器电阻器、交流电容器、交流电压互感器等多项成套关键装备供货任务，为工程竣工投产打下了坚实基础。
白鹤滩—江苏±800kV特高压直流工程是我国“西电东送”重点工程，工程西起四川布拖，东到江苏常熟，途经四川、重庆、湖北、安徽、江苏5省市，线路全长2080公里，投产后，每年将输送超过300亿千瓦时的清洁电能，约占江苏全年用电量的5.7%，居民用电总量的20%。
这个项目的成功实现，首次让“常规直流+柔性直流”的混合级联特高压直流输电技术在全球应用。最终，在中国西电集团的努力下，白鹤滩—江苏±800千伏特高压直流工程可以有力保障白鹤滩水电站大规模外送，在7毫秒内跨越2080公里，让四川的水，点亮江苏的灯。
结语
西电电力系统电力电子变压器的成功研制，不仅展现了中国西电集团在中压电力电子产品领域的核心竞争力，也标志着中国西电集团具备了完全自主知识产权的控制保护平台，这将有力推动集团公司中压领域电力电子产业发展，使得集团公司在智能交直流配电网、泛在电力物联网领域的关键装备研发制造领域迈出了坚实的一步。
中国西电集团负责人表示，未来，将持续扛起“大国重器”责任担当，支撑国家电力建设，保障国家能源安全，为助力实现“碳达峰、碳中和”目标实现和新型电力系统构建作出更大贡献。
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原标题：《中国西电集团：为电力系统提供“强大心脏”》