翻开中国电力版图,一张横跨我国东中西的“特高压大网”格外引人注目,而这张网的“起点”在中部地区:2009年1月,我国首条特高压输电线路在晋豫鄂三省建成投运,标志着中国掌握了世界最先进的特高压建设核心技术。
10多年来,我国先后建成投运39条特高压线路,构建起“西电东送、北电南供”的电力输送“大动脉”,其中不少特高压的核心设备和技术来自河南的电气装备企业,而位于河南平顶山市、隶属中国电气装备集团的平高电气便是代表。
特高压是目前世界上最先进的输电技术,具有远距离、大容量、低损耗、少占地的综合优势,是国际上电网领域的“珠穆朗玛峰”。不久前,平高电气凭借在气体绝缘金属封闭开关方面的技术和产业优势,获评“国家级制造业单项冠军企业”。
图为平高电气三支柱绝缘子生产线。新华社发
这是平高电气在高压输变电领域“硬核实力”的直接体现。世界首台1100千伏气体绝缘金属封闭开关;世界首套1100千伏气体绝缘输电线路;世界首台252千伏真空环保断路器;世界首台800千伏快速断路器,将开断时间从50毫秒缩短至25毫秒以内……这些“世界第一”均在这里诞生。
“登顶”之路异常艰辛。作为我国高压开关领域首家上市公司,平高电气的前身是平顶山高压开关厂,上世纪70年代由东北迁入平顶山,历经50多年发展,逐步成为我国高压、超高压、特高压开关及电站成套设备研发、制造基地。
自2006年参建特高压工程以来,仅在特高压直流和交流输电领域,平高电气有216项产品(技术)通过国家级鉴定,其中103项国际领先,参与承担了我国38个特高压直流、交流输电工程的成套设备供货及服务,一步步成长为国家电工行业重大技术装备支柱企业,拥有世界领先的特高压开关设备及技术。
图为平高电气特高压设备生产车间。新华社发
特高压开关是特高压输电系统的“守门人”,通过开闭、传输和分配电力,确保电网安全。“从高压到超高压,再到特高压,输电电压每提高一个等级,开关设备的研发都面临巨大的技术挑战。”平高电气总经理朱琦琦说,唯有靠自主创新,舍此别无他途。
2005年,国家提出建设特高压输电工程的重大举措,这在世界上尚属首例,有几百项技术难题需要攻克,其中,电力开关设备更是难中之难,被认为是“不可跨越的技术鸿沟”。
面对挑战,平均年龄只有28岁的研发团队“白手起家”,设计了100余种产品方案,绘制图纸十几万张,进行了上万次试验验证、百余项型式试验,成功研制出世界首台1100千伏气体绝缘金属封闭开关设备,应用于我国首条特高压输电线路上。
为打破国外技术壁垒,平高电气研发团队又连续突破断路器大容量电弧仿真技术、超大功率液压驱动技术、超特高压国产化绝缘材料制备等多个“卡脖子”技术,成功研制出1100千伏旁路开关、直流转换开关、穿墙套管等多台套产品,大幅降低我国特高压工程建设费用。
目前,平高电气参与了我国绝大多数的特高压工程建设,1100千伏气体绝缘开关设备的国内市场占有率达四成,其研制的最新开关设备也在印度、波兰等国家重大工程中应用。
近年来,我国把碳达峰、碳中和纳入生态文明建设整体布局,正构建以新能源为主体的新型电力系统。面对环保新要求,平高电气集中力量攻克高电压环保开关这个世界性难题。
“高压开关使用六氟化硫气体作为绝缘和灭弧介质,使用历史超过七十余年。但是六氟化硫的温室效应是二氧化碳的两万多倍,需要通过‘无氟’开关技术突破来支撑双碳目标实现。”平高电气科信部负责人李文艺说。
平高电气通过核心技术自主创新,已经解决了真空开断和环保型替代气体等世界级技术难题,并已全面实现126千伏高压“无氟”开关技术突破和工程应用,推动电力装备绿色转型。
目前,平高电气研制的国内首台126千伏无氟环保型断路器和126千伏无氟环保型气体绝缘开关设备,先后纳入国家《绿色技术推广目录(2020)》和《2021年度能源领域首台(套)重大技术装备项目清单》。
2022年,平高电气145千伏真空环保断路器走出国门,是我国首款且目前是唯一一款进入欧洲高端市场的全环保型开关设备;今年,公司又攻克绝缘世界难题,研制出世界首台252千伏单断口真空环保断路器,继续挺进开关技术“无人区”。