國內企業具備自主研發特高壓設備的實力

國內現狀：企業在引進與合作中成長

　　交流輸變電設備
　　現在，國內制造企業已基本掌握500kV及以下交流輸變電成套設備的設計、制造技術；除750kV交流輸變電成套設備、全封閉組合電器（GIS）開關設備是引進技術、合作制造外，其余設備均由國內企業設計制造。
　　變壓器：天威保定變壓器廠現已能生產單臺最大容量為840MVA500kV三相升壓變壓器和500MVA750kV單相自耦變壓器，還生產 160MVA/1050/√3kV單相變壓器（作為廠內工頻試驗變壓器）。西安變壓器廠研制出單臺容量為500MVA750kV單相自耦變壓器，還生產 150MVA/1050/√3kV單相變壓器（作為廠內工頻試驗變壓器）。沈陽變壓器廠產品的最大容量為840MVA500kV三相升壓變壓器，也生產 150MVA/1050/√3kV單相變壓器（作為廠內工頻試驗變壓器用）。
　　并聯電抗器：目前我國西安變壓器廠、沈陽變壓器廠、天威保定變壓器廠具有生產500kV級以下并聯電抗器生產能力。西安變壓器廠自主開發了750kV100Mvar并聯電抗器，特變電工衡變公司在引進扎布羅什技術的基礎上試制成功了750kV100Mvar電抗器。現階段，國內并聯電抗器的最高電壓等級為800kV級，技術水平處于國際先進行列。西變和沈變從1993 年先后與沈陽工業大學、清華大學等國內高校合作，對新型可控電抗器進行了研究。
　　開關設備：目前國內制造企業通過引進技術、消化、吸收，已具備 550kV及以下電壓等級開關設備的設計、制造能力，部分產品的技術水平和制造能力達到國際水準。其中，西安高壓開關廠研制出具有自主知識產權、國際先進水平的550kV63kA單斷口罐式斷路器，目前正在進行800kV罐式斷路器的研發，并具有自主研制特高壓罐式斷路器的能力。沈陽高壓開關廠已引進日立 750kVGIS雙斷口制造技術，并和韓國曉星公司生產800kVH-GIS，為西北工程供貨（國產化率為25%）。
　　控制與保護裝置：許繼集團、南瑞集團已具備支撐電網安全穩定運行的二次控制與保護技術，開發的系列化產品和系統已大量應用于500kV及以下超高壓電網，為自主開發特高壓電網二次設備與保護裝置技術和設備奠定了基礎。
　　其他設備：如隔離開關、絕緣產品、導線、電容器、電流互感器及電壓互感器等，目前已經具備自主研發百萬伏級交流特高壓輸變電設備能力。
　　750kV輸變電設備
　　西北750kV輸變電示范工程是我國第一個750kV輸變電工程，國家發改委為該工程確立了實現設備國產化的方針。
　　為了實現750kV輸變電設備的國產化（除開關設備外），國內機械制造行業用一年多的時間先后自主研制了750kV變壓器、電抗器、隔離開關、避雷器、電壓互感器、繼電保護裝置等設備。
　　直流輸變電設備
　　在三峽-常州±500kV直流輸變電工程中，國內制造企業從ABB、西門子公司引進了±500kV直流輸變電工程系統研究與系統設計、換流變壓器、平波電抗器、晶閘管換流閥、晶閘管元件、控制與保護裝置的設計制造技術。經過三峽-常州、三峽-廣東、貴州-廣東工程和西北-華中電網互聯工程靈寶背靠背換流站的示范工程技術驗證，國內企業已經基本掌握±500kV直流輸變電關鍵設備設計、制造技術，將在三峽-上海、云南-廣東兩個直流輸電工程中實現國產化率 70%以上。
　　換流變壓器與平波電抗器：國內企業已經具備獨立設計、制造±500kV直流輸變電工程用變壓器和平波電抗器年產30～40臺的能力，為研發±800kV直流輸變電工程用換流變壓器和平波電抗器打下良好基礎。

　　換流閥：西安西電電力整流器有限公司通過三峽±500kV直流輸變電工程技術，分別引進瑞典、ABB（電控）、西門子公司（光控）晶閘管換流閥制造技術，基本具備了設計、制造、試驗±500kV直流輸變電工程用的電控（ETT）和光控（LTT）晶閘管換流閥能力。
　　技術路線：立足自主研發重點設備分類擊破
　　由于電網安全關系國家經濟安全，相關設備的供應必須建立在穩定可靠的基礎上，因此我國特高壓輸電設備必須走自主研發和設備國產化的發展道路。所謂自主研發和設備國產化，其核心是必須做到由裝備制造業的重點內資企業，掌握關鍵設備設計制造的核心技術和產業發展的戰略控制權。
　　建設試驗示范工程
　　目前，特高壓輸變電成套設備在國際上也處于研制階段，因此特高壓輸變電設備的研發必須立足于自主開發，進而帶動相關設備國產化，成為設備國產化的依托。國內特高壓試驗示范工程的建設應該成為以我為主、聯合開發、國內制造促進相關設備制造業向國際先進水平靠攏的機遇，要切實防止設備主要靠進口（或由外方所控制的外資在華企業供應）、關鍵技術為外方所控制的不利情況發生。
　　中國機械工業聯合會重大裝備辦有關人士建議，特高壓輸變電成套裝備關鍵設備的攻關目標，要本著力求先進適用的原則予以確定，應充分考慮國內現有技術基礎和生產條件，必須在有關方面的支持下，對經過努力可以達到的目標進行研發。既要考慮滿足試驗示范工程的要求，也要考慮今后批量生產的實際情況。
　　重中之重的關鍵設備
　　特高壓輸變電設備國產化工作的重中之重是：百萬伏級交流輸變電裝備的變壓器、開關設備、電抗器，±800kV直流輸變電裝備的換流變壓器、平波電抗器、換流閥、晶閘管及套管。為此，在百萬伏級交流輸變電變壓器中，百萬伏級自耦變壓器擬在已有的500kV及750kV產品基礎上實現自主研發，百萬伏級并聯電抗器擬在500kV及750kV基礎上自主研發。
　　電容套管是為變壓器、電抗器配套的產品，分油紙和干式兩種形式。我國500kV油紙電容套管已有成熟技術，產品可以批量生產； 750kV套管也已研制但未取得運行業績。1100kV電容套管主絕緣采用油紙絕緣，戶外端采用瓷或復合絕緣子，自主研發有一定困難，建議采取與外方聯合的方式進行開發。而干式套管目前國際上尚未開發出750kV等級，所以很難開發1100kV電容套管，不宜采納。
　　對于±800kV直流輸變電技術，由于目前世界上還沒有成熟技術，國內外任何一家企業都面臨開發和研制的問題。因此，對于±800級直流輸變電工程研究及成套設計及設備研發，我國應采取以我為主、聯合開發、技術共享、關鍵設備由國內制造的技術路線。
　　國際前沿：成套設備處于研制階段商業化運行不多
　　特高壓交流輸電工程
　　國外特高壓交流輸電技術的研究始于上世紀60年代。前蘇聯、日本、意大利均建設了特高壓試驗站和試驗線段，專門研究特高壓輸變電技術及相關輸變電設備。
　　日本從1992年以來建成了1000kV同桿并架線路427公里。但由于日本電力需求增長減緩，核電建設計劃推遲，特高壓線路建成后一直按500kV降壓運行。
　　前蘇聯從1980年起開始建設連接西伯利亞、哈薩克斯坦和烏拉爾聯合電網的1150kV交流輸電工程，先后建成投運了1900公里，其中在哈薩克斯坦境內的900公里特高壓線路運行累計時間為5年。前蘇聯解體后，該網從1994年起降壓運行。
　　意大利興建的特高壓實驗工程有兩座變電所和20公里長的線路，上世紀90年代投入運行。但由于意大利用電量未見顯著增長，所以后來也沒有建商業化運行線路。

　　特高壓交流輸電關鍵設備
　　變壓器：在特高壓交流輸電關鍵設備中，前蘇聯從上世紀70年代進行了特高壓大容量的1150kV變壓器研制，以后陸續生產了20余臺 667MVA/1150/500kV單相自耦變壓器。日本百萬伏級在"新榛名"變電站有1000kV、1000MVA單相自耦變壓器三臺，其雷電沖擊試驗電壓為1950kV，操作沖擊試驗電壓為1425kV。意大利的1000kV級變壓器由Ansaldo公司Milan變壓器廠在上世紀七八十年代生產。此外，美國、加拿大、印度和巴西等國也相繼開展研究，但試驗用樣機并沒有如期制造。
　　電抗器：前蘇聯1969年開始研制1150kV級電抗器。 1150kV300Mvar并聯電抗器由莫斯科電工廠生產，并聯電抗器采用兩心柱布置，線圈反向串聯方式。日本建設的1000kV輸電線路，由于采用了其他措施而未在線路上安裝電抗器。意大利1987年生產了一組3×75Mvar1000√3kV單相并聯電抗器。
　　開關設備：前蘇聯壓縮空氣斷路器500kV等級為單柱4斷口，750kV等級為4柱8斷口，1150kV等級為6柱12斷口。意大利百萬伏試驗線路的開關站使用全封閉組合電器，其中斷路器每極罐體內串聯4個斷口，由兩臺液壓機構操作，每個液壓機構操作兩個斷口。日本的三家公司（日立、三菱、東芝）都研制出配雙斷口SF6斷路器的 1000kVGIS，是世界上斷口電壓等級最高的斷路器（尚未帶負荷）。
　　特高壓直流輸變電工程
　　當今世界上采用直流輸變電方式輸送電力能力的總容量約為6萬MW，已投運和在建直流輸變電線路超過70條。1987年完工的巴西伊泰普直流輸變電工程，輸送容量為2×3150MW、電壓等級為±600kV、電流為2610A、輸送距離800公里，是當今世界輸送容量最大、電壓等級最高的直流工程。
　　直流輸變電關鍵設備
　　國際上±500kV換流變壓器和平波電抗器的設計制造技術和運行經驗已成熟；前蘇聯生產過±750kV換流變壓器樣機，但未投入運行。隨著裝備與運行整體技術水平的提高，直流輸變電技術朝著特高壓和大容量方向發展。在產品的技術和工藝水平方面，ABB、西門子公司屬于國際一流水平。
　　換流閥：國外換流閥12脈動橋最高額定輸出直流電壓為500kV，直流電流為3000A，直流功率為1500MW。應用于直流輸變電工程的最高電壓等級為±600kV（巴西伊泰普工程）。
　　晶閘管：晶閘管是直流輸變電的關鍵元件，技術上正在向高電壓、大容量方向發展。在這方面，ABB公司產品已經達到7200V3000A，硅片直徑5英寸（電控），西門子公司已經達到8000V3000A，硅片直徑5英寸（光控）。由于單只元件的容量提高，因而使換流閥串聯晶閘管數逐步減少，閥體日趨小型化，使直流輸變電技術得以迅速提高與發展。而換流閥運行試驗，世界上只有ABB和西門子公司具有±500kV高壓直流換流閥合成試驗回路，用于閥組件的運行試驗，但都只能針對本公司閥的設計進行試驗。
　　制約因素：關鍵設備核心技術成瓶頸
　　目前，雖然我國基本具備研發特高壓輸電設備的能力，但是并不能說明我們在制造設備上沒有制約因素了。
　　當前，我國百萬伏級交流輸變電成套設備的主要難點在于全封閉組合電器，而關鍵技術是操作機構及套管。其他設備我國均可以由國內企業為主、用兩年左右的時間完成研制任務，并為試驗示范工程供貨。而±800kV直流成套設備的主要難點則是高端換流閥、6英寸晶閘管及換流閥和直流套管。這些劣勢如果不能轉變，瓶頸問題不能突破，那么我國會一直處于不利的競爭局面。據了解，由于缺少關鍵設備的核心技術，我國只能花費巨資從國外引進關鍵設備。

　　優勢企業:骨干企業具備自主研發實力
　　近年來，隨著我國電力行業的快速發展，輸變電行業的一些企業正在不斷成長為行業骨干。
　　骨干企業
　　在交流設備方面，變壓器、電抗器制造骨干企業有西安變壓器廠、天威保定變壓器廠、特變電工沈陽變壓器有限責任公司等。開關設備骨干企業有西安開關廠、平高、沈高等。電容器骨干企業有錦州電容器廠、西安電容器廠、桂林電容器廠等。絕緣產品方面的骨干企業有撫瓷、西瓷、南瓷、大連電瓷等。保護設備控制骨干企業有許繼集團、南瑞集團等。
　　在直流設備方面，系統研究與成套設計骨干企業有北京網聯、西高所、南網公司等。換流變壓器、平波電抗器骨干企業有保變、西變、特變電工等。晶閘管換流閥骨干企業有西整廠、許繼集團等。晶閘管骨干企業有西安電力電子研究所。電容器企業包括錦容、西容、桂容等。絕緣產品包括套管的企業有西瓷、南瓷、撫瓷、大瓷、神馬等。保護控制設備骨干企業包括許繼集團、南瑞集團等。
　　據有關專家介紹，上述這些企業都是目前國內有能力完成特高壓設備研制工作的企業，已經具備自主開發的基本實力。如果社會多方努力，國家在資金以及政策方面給予支持，特高壓輸變電技術及設備的研發將會取得巨大進展。
　　典型企業
　　西安變壓器廠：西安變壓器廠是我國研制超高壓、高壓的大型電力變壓器、特種變壓器和并聯電抗器的重點骨干企業。迄今生產的產品有350多個品種、660 多個規格。其中電力變壓器單臺容量達到37萬千伏安、電壓等級達到500千伏；并聯電抗器單項容量達到50Mvar。"六五"以來，西安變壓器廠先后從德國、瑞士、美國、比利時等國引進先進設備，并從ALSTFOM、ABB、HITACHI等公司引進了大型電抗器、變壓器制造技術，現已成為具有完整的科研、設計、制造、檢測、試驗體系。
　　天威保定變壓器廠：天威保定變壓器廠在變壓器行業也業績顯著，該廠成功試制了國內首臺36萬 kVA/500kV聯絡變壓器，填補了國內空白，技術指標達到國際同類產品的先進水平；完成河南沁北72萬kVA變壓器的解體運輸和現場組裝，開創了國內大容量變壓器解體運輸的先河；與德國西門子公司聯手為我國最大的水利工程---三峽提供500kV電壓、單臺容量為84萬kVA大型變壓器完成啟運，現已安裝在三峽大壩；用于西北750kV輸變電示范工程的國內首臺電壓等級為750kV、容量為50萬kVA的變壓器于2004年10月18日試制成功。該工程是西部大開發戰略中"西電東送"的主干部分，是我國第一個特高壓工程，標志著天威集團在國內特高壓大容量變壓器的發展領域率先實現重大突破。