经过几年时间的考验,由顺德特种变压器厂与世界著名的西门子公司强强合作,为三峡工程左岸电站励磁系统水轮发电机组制造的环氧干式励磁变压器运行稳定、性能可靠,标志着我国环氧干式励磁变压器达到国际先进水平。
三峡工程水轮发电机单台额定容量为777.8MVA、最大容量840MVA,三相励磁变压器组为3×3000kVA,是特大型发电机组环氧干式励磁变压器。特大型发电机组用的环氧干式励磁变压器,在国际上单相容量已达到了4500kVA,但此前国内尚未生产过,其主要技术难点是:励磁系统整流谐波的量化分析计算,谐波电流对变压器附加损耗、热点温升噪声的影响;一、二次回路之间屏蔽结构研究和技术参数考核验证;单相大容量励磁整流变压器以及组成三相的励磁变压器组的设计、制造及试验技术研究;测量与保护用电流互感器的选择与安装布置。
为攻克上述难点,在列入"九五"国家重大技术装备研制(攻关)计划的三峡水轮发电机组及辅助设备研制课题中,顺德特种变压器厂在长江三峡工程开发总公司和长江勘测规划设计研究院的指导下,开展了攻关产品设计计算。在干式励磁变压器谐波电流定量分析计算及试验,整流谐波损耗和热点温升研究及一、二次回路之间屏蔽结构研究及参数验证等方面都取得了重大技术突破,研制出了可用于三峡水轮发电机组的励磁系统,生产出了为三峡发电机提供励磁电流的三峡电站特大型机组干式励磁变压器样机。1999年12月,该项目顺利通过了由长江三峡工程开发总公司主持召开的验收会,"环氧浇注干式励磁变压器的研究"课题提前一年全面完成。
该产品结构具有非常优越的特点,主要有以下几方面:一是低压线圈为圆筒式结构,首末端平绕、能提高抗短路能力;二是高压线圈采用分段圆筒式,两柱线圈并联联结,要求匝数误差为零;三是铁心全斜接缝,拉板结构,采用高压紧力的双压钉结构,提高了抗突发短路能力;四是外壳为分相设计,低压采用左右出线方式,各相按d接引线错位引出,可降低三相连接的电阻不平衡率。
三峡电站水轮发电机组用的环氧浇注干式励磁变压器,是迄今国内容量最大的单相干式励磁变压器,该项目的研制成功,为三峡电站励磁变压器设备国产化奠定了基础,其性能技术指标及对整流谐波附加损耗和过热研究所进行的定量分析计算和试验验证,均达到目前国际先进水平,不仅能满足三峡机组的各种运行工况,填补了国内空白,并具有参与国际竞争的能力,市场前景广阔。
这一科技攻关,使我国在短期内掌握了特大型发电机励磁干式变压器的设计、生产技术,同时也使顺德特种变压器厂获得了国际招标采购的左岸电站14台水轮发电机配套的42套单相励磁变压器的供货合同(全部替代了进口产品),节省了外汇并直接创造了2800多万元的产值,并为右岸电站12台发电机励磁变压器全部国产化创造了条件。该成果填补了国内特大型发电机励磁变压器的空白,使我国环氧浇注干式励磁变压器设计制造能力达到国际先进水平,为三峡工程实现特大型发电设备国产化作出了贡献。