说到变压器,我立马条件反射出童年玩红白游戏机时的场景。毕竟,对很多80、90后的男孩来说,这个四四方方的家伙太具魔力了。那时候,我与伙伴们玩超级玛丽、魂斗罗乐此不疲,可变压器却经常扛不住。激战正酣时,屏幕突然黑掉,空气中弥漫一股糊焦味……“哎呀,变压器烧了。”我们只能悻悻地将发烫的变压器拔掉,送到楼下小店维修。
长大了才知道,当时所说的变压器,准确的说法其实是“电源适配器”。宽泛地说,它属变压器的一种,供特定设备使用。而变压器的范围则庞杂得多,从远距离的高压输电终端,到社区路口配电箱,变压器无处不在——没有它,电能无法转变成生产生活所需等级的电压,正常用电也只是一纸空谈。作为我国能源建设“主力军”的中国能建,旗下诸多企业参与变压器的设计、生产及安装工作。
不变压的电“没法用”
中能装备旗下有3家企业生产变压器,分别是葫芦岛设备公司、西北装备公司、华南装备。
葫芦岛设备公司生产制造45万千伏安/220千伏及以下各种型号电力、配电变压器,并具备500千伏电力变压器的改造检修能力,是全国城乡电网建设与改造工程所需变压器的主要厂家之一。产品分布主要在东北地区,同时辐射福建、四川等10余省份,一些产品达到国内、国际先进水平。西北装备所属西安机械公司和华南装备近年来除生产传统油浸式变压器外,还致力于新型产品的研发,在智能、非晶合金变压器方面已取得一定成果,新产品具有空负载损耗低、短路承受能力强、局放低、温升低、噪声低、运行成本低等优点。
顾名思义,变压器的功能就是变化电压、电流,根据电磁感应原理,将某一等级的交流电压和电流转换成同频率的另一等级电压和电流。目前,我国大部分电网的电压序列是500/220/110/35/10/0.38千伏,特高压达到1000千伏,而家庭用电压是220伏。“这中间存在千倍以上的电压差,如果不对原有高压电进行降压,我们根本没法用。变压器的作用就体现在这儿了,它通过层层降压实现这一目标。”葫芦岛设备公司技术研发中心主任牟广臣解释说。当然,与降压相对,现实生产生活中有时也需要升压,原理一样,变压器同样能够实现。
容量、等级决定生产、安装难度
变压器的生产及安装是一件非常细致的工作。
“发电容量越大,电压等级越高的变压器,生产难度就越大,对车间环境的要求也越高。”牟广臣告诉记者,葫芦岛设备公司变压器生产车间环境有较高要求,一定确保无尘环境,否则容易产生局部放电,对产品绝缘性有负面效应。“穿鞋套防止鞋底灰尘,头发掉下也会有影响。”
而对于生产特高压等级变压器的车间环境,他如此描述:就像影视剧里那样,进入人员统一着连体工作服,鞋子、帽子一应俱全,保证恒温恒湿无尘环境。
同样,安装环境也极为苛刻。中国能建旗下许多工程企业都有过变压器安装经验,安徽电建二公司无疑是其中优秀代表。2014年8月,该公司采用全隔离封闭式安装技术,完成淮南平圩电厂三期工程世界首台27/1000千伏电厂特高压变压器安装工作,填补了业界空白。
时任该项目队长的安徽电建二公司旗下电仪公司副经理陶余奎回忆起安装难点说,27/1000千伏变压器安装工作量,较此前500/1000千伏“多了好几倍”;而且是世界首次,没有先例可循。
具体操作方面,该公司对变压器内部注入干燥、清洁的压缩空气,设计了一个方形罩子,施工人员“全副武装”进入安装,最大限度保证主变安装的无尘环境。
产品标准化让设计变简单
产品安装是伴随项目设计而来,变压器也不例外。27/1000千伏电厂特高压变压器安装前,安徽电建二公司就专门向该项目设计方中电工程华东院进行过咨询。在中国能建旗下,中电工程六大区域设计院及各省级设计院,均承担变电站设计任务,而变电站的核心是变压器。
天津院近年来承接了不少输变电工程设计工作。在该院专职设总朱凯锋看来,与其说是设计或建设变压器,倒不如说挑选更为合适。
上文提到,我国大部分电网的电压序列基本相同,电网企业也借此标准化生产变压器。“厂家基本都按照这个序列,生产相同电压等级的变压器。”因此,设计院的工作就是依照项目具体情况和需求“从几十种类型的产品中,挑选较合适的一款”。
当然,“具体情况和需求”包括的内容并不少:主要有变压器电压等级、发电容量、模式、主抗等。“一项项比着来,比如定好电压等级是多少千伏,发电容量多大,模式选择户内还是户外,风冷还是自冷……”朱凯锋补充说,特殊形式的变电站,会设计需求非标准化变压器设备,“这种情况出现的情况不多,处理的办法就是交由厂家进行私人订制。”