值得称道的是,特高压交流输电关键技术、成套设备及工程应用这一项目,于2012年度荣获国家科学技术进步奖的特等奖荣誉。该项目的实施主体为国家电网公司,其完成单位不仅有国家电网公司自身,还有众多其他相关企业和机构,分别来自中国西电电气股份有限公司、中国电力工程顾问集团公司以及特变电工沈阳变压器集团有限公司等百余家单位。他们共同致力于180多项关键技术的研究工作,并在此过程中取得了六大创新成果。这些创新成果主要涵盖以下几个方面:
关于电压控制。本项目的研究成果明确了特高压交流输电的标准电压。同时,我们还创新性地开发出了稳态电压控制技术、瞬态过电压抑制和潜供电弧抑制技术。通过这些创新性的技术手段,我们在全球范围内首次实现了对特高压系统电压的优化控制。在试验示范工程中,我们成功将瞬态过电压抑制在1.5倍以下,而稳态电压则控制在了合理的范围之内。
关于外绝缘配置。本项目深入探讨了复杂环境下特高压系统外绝缘的非线性放电特性,并据此研发出了空气间隙、绝缘子配置和雷电防护技术。通过这些创新性的技术手段,我们在全球范围内首次实现了对复杂环境下特高压系统外绝缘的优化配置。与此同时,我们还成功将线路铁塔的重量降低了64%,造价也相应降低了60%。
关于成套设备研制。本项目创新性地形成了特高压输变电设备设计、制造和试验的关键技术,并以此为基础建立起了一个完整的技术产业体系。这个体系覆盖了变压器、开关以及其他各类设备等多个领域。通过这些创新性的技术手段,我们成功自主研制出了代表国际最高水平的全套特高压交流输变电设备,从而彻底改变了我国在电气设备制造领域长期以来依赖于发达国家“引进技术、消化吸收”的发展模式,首次实现了我国在这一领域的自主创新。
关于电磁环境控制。本项目深入揭示了复杂多导体系统的电场分布规律,并据此创新性地开发出了特高压系统电磁环境控制技术。通过这些创新性的技术手段,我们成功实现了特高压工程环境友好的目标,使得试验示范工程的电磁环境实测值完全符合国家环保的严格要求。
关于系统集成。本项目提出了特高压输变电工程整套设计和施工方法、设备现场试验方案,并研制出了线路带电作业工器具和试验装备等。我们还形成了工程设计、施工、调试、运行的全套技术规范,并成功建成了特高压交流试验示范工程。该工程成功连接了华北、华中两大区域电网。建成之后,实际输送功率达到了惊人的252万千瓦,而扩建之后更是超过了500万千瓦,成为了世界上电压等级最高、输电能力最强的交流输电工程。
本项目还提出了综合模拟高海拔、重覆冰、重污秽等环境条件的高压试验方法,断路器整极63千安试验方法和杆塔真型力学试验系统构建方案,研制出了长波前冲击电压发生装置和量值溯源用精密电压互感器等先进设备,并成功建成了特高压交流试验基地,杆塔力学试验基地等一系列重要设施。我们已经形成了国际上可试参数最高的高电压、强电流试验检测能力,并建立了一个完整的特高压试验研究体系。