Жоюлы түрткі өндіріс: Сынды, тәуелсіз, маңызды
1. Көз жеткізу
Өте жоғары басқытты (UHV) трансформаторлар - бұл қазіргі электр энергиясын қамтамасыз ету жүйелеріндегі негізгі жабдық. Олардың басқыт деңгейлерін, күрделі құрылымын, дәл өндіру процесстерін және маңызды өндіру технологияларын түсіну, қайсы бір елдің электр жабдықтарын өндіру қабілетінің пикассын анықтауына мүмкіндік береді.
Басқыт деңгейінің анықтамасы
«Өте жоғары басқытты трансформатор» термині, адатта 1000 кВ немесе одан жоғары бағаланатын АС өткізу линияларында, же ±800 кВ немесе одан жоғары бағаланатын DC өткізу линияларында қолданылатын трансформаторларды білдіреді.
1.1 Техникалық фон
Осындай жоғары басқытты трансформаторлардың өнімдері ултаның экономикалық және электр энергия секторының өсуіне байланысты өнімделеді, олар ұзақ қашықтықта, жоғары қабілетпен, төмен жоюмен электр энергиясын өткізу үшін арналған. Мысалы, 2010 жылында Хитай өзінің өзінде 1000 кВ / 1000 МВА UHV трансформаторын өнімдеді.
1.2 UHV DC өткізу дағдысында
UHV технологиясы HVDC (жоғары басқытты түз сызықты күрет) өткізу дағдысында да маңызды рөл атқарады. Мысалы, ±1100 кВ UHV DC конверторлы трансформаторы Хитайдың «Made in China 2025» және «Belt and Road Initiative» стратегиясының негізгі продукттарының бірі болып табылады, оның технологиясы азықта әлемдегі өнеркәсіптік стандарт ретінде танынады.
2. Негізгі компоненттері
UHV трансформаторлары өте күрделі және дәл құрылымға ие. Мисалы, типтік май меніне құрғылған UHV трансформаторды қарастырыңыз, ол төмендегі компоненттерден тұрады:
| Компонент | Функция және өзіндік ерекшеліктері |
| Дене | Бұл компонент ыңғайлы силицид теңіз демір тастарының бір-біріне қосылуы арқылы негізгі магниттік контур құрылады. ЕУА трансформаторларыда алдын-ала шығындарды азайту және тасымалдау ыңғайлаштыру үшін алты модульмен бөлінген дене құрылымы қолданылады. |
| Сарылулар | Жоғары деңгейлі сарылулар мен төмен деңгейлі сарылуларды қамтиды. Көбінесе, төмен деңгейлі сарылулар ішкі деңгейде, ал жоғары деңгейлі сарылулар сыртқы деңгейде сарылады. Бұл трансформатор үшін напрямды өзгерту үшін негізгі компонент болып табылады. |
| Изоляциялық жүйе | Сарылулардың, арасындағы және трансформатордың маңызды изоляциясын қамтиды. ЕУА трансформаторларыда көптеген слойды бұрышты қаңыштар, тығызданған резервуар тобырақтың қауіпсіздігін және басқа құрылымдар қолданылады, сондықтан жеткілікті изоляциялық марж қамтамасыз етіледі. |
| Маңызды резервуар және трансформатордың маңызды қырғауы | Маңызды резервуар дене, сарылулар және трансформатордың маңызды қырғауын қамтиды; трансформатордың маңызды қырғауы изоляция және соңғау үшін қызмет етеді. |
| Напрямды регулировка құрылғысы | ЕУА трансформаторларыда адатта орталық нүктеде жүктеу уақытында тапсырма өзгерту үшін қолданылады, және жеке сыртқы напрямды регулировка өрісін қолдануы мүмкін, яғни трансформатордың негізгі құрылымы және напрямды регулировка қызметін атқаратын трансформатордың маңызды резервуары аралас жоқ. |
| Соңғау құрылғысы | Бұл құрылғы іске қосылатын жылуын соңғайды. ЕУА трансформаторларыда көптеген каналды құрылым және жаңа дене құлау құрылғысының маңызды қырғауы қолданылады, сондықтан соңғау оптимизацияланады. |
| Қорғау құрылғылары және түйінділер | Бұл компоненттер консерватор, газ релесі, суыққа қарсылық, қауіпсіздік жолын қамтиды. Жоғары деңгейлі және төмен деңгейлі түйінділер ішкі және сыртқы сызықтардың байланысын және резервуарға қатысты изоляцияны қамтамасыз етеді. ЕУА түйінділерінің құрылымы қиын, мысалы, көптеген слойды изоляциялық цилиндрлер және қолдау құрылғылары қолданылады, сондықтан электр таралуы бірдей болады. |
3. Жылжымалдық процестер және негізгі технологиялар
Оңтүстік жоғары басындағы (UHV) трансформаторлардың өндірілуі - сыртқы материалдардан аяқталған продуктқа дейінгі жүйелік инженерлік процесс. Төмендегілер оның негізгі өндіріс этаптарын көрсетеді:
| Этап | Негізгі мазмұн |
| Дизайн және материалды таңдау | Электр параметрлеріне негізделген электромагниттік, изоляциялық және конструкциялық дизайн жасалады, және жөндеу үшін жөндемді айрылған кремнистік бет, кисіктісіз міндер, жөндемді айрылған ізоляциялық материалдар ж.б. таңдалады. |
| Бет құрастыру | Кремнистік беттерді кесу, қатарлау және басу. Олардың өлшемдік дәлдігі мен қатарлау сапасы магниттік контурдің қызмет етілуін және бос қатардағы жоюын түсіреді. |
| Винтовка өндіру | Өндірістерді құрастыру машиналарына қарағанда дизайн параметрлеріне қарай винтовкалар құрастырылады және ізоляциялық өңдеу (мисалы, ізоляциялық қағазмен қоршату) жасалады. Бұрыштар саны дәл болуы керек, орналасуы тығыздықты және ізоляциясына итеделуі керек. |
| Ізоляциялық өңдеу және күріту | Винтовкалар мен трансформатордың денесі вакуумдағы лак қабылдайтын және күрітілетін, бұл ізоляциялық сапасын жақсартады. UHV продукттары үшін, оның құрылымында жоғары қуатты газ фазасындағы күріту құрылғылары қолданылады, бұл ізоляциялық материалдардың су қысымы ≤ 0,4% болуын қамтамасыз етеді. |
| Майлы құбыр және компоненттерді өндіру | Трансформатордың майлы құбырларын және клещалар, қорғаушылар сияқты металлдық структуралық компоненттерді өндіру. |
| Соңғы құрастыру | Күрітілген бет, винтовкалар, басқару жолдары ж.б. майлы құбырда біріктірілетін, басқару жолдарының орналасуы мен құрастырылуы, штырлер және соңдау құрылғылары сияқты аксессуарларды орнату. |
| Тексеру және тесттеу | Ескере беру үшін бір серия строг тесттер қажет, мисалы, ізоляциялық жоюы тесті, бос/жүк жоюы тесті, бөлік жоюы өлшеу, температура өсу эксперименті ж.б. |
Төмендегі негізгі процестер ультра жоғары басындағы (UHV) трансформаторлардың құрылымы мен қызмет ету мерзіміне зор салып, маңызды үстірімдерге болады:
3.1 Электромагниттік құрылым және ресми магниттык ағыс жөндеу
3.1.1 Маңыздылығы
UHV трансформаторлар өте жоғары деңгейлерге ие (мысалы, әр бөлікке 500 МВА), бұл ресми магниттық ағысты қиындыратады. Көптеген ресми магниттық ағыс ортақтықты жылуандау және қосымша жойылуларды пайда кылатын, қауіпсіз іске қосуға қатерлі.
3.1.2 Негізгі ескертулар
Жаңартылған электромагниттік моделирование ықтималдары қолданылуы керек. Бұйырдық магниттік кордамалар және “L-түрлі” медь кордамалары танықтардың қосылуында қолданылады, бұл құрылым элементтеріндегі вихревые токтардың жойылуын 25%ға дейін азайтады.
3.2 Изоляциялық құрылым дизайны және өңдеу
3.2.1 Маңыздылығы
Изоляциялық жүйе - UHV трансформаторлардың қауіпсіз жұмысы үшін маңызды, себебі ол өте жоғары іске қосылатын напряжение және мүмкін болатын жоғары напряжениеге тура келуі керек.
3.2.2 Негізгі ескертулар
Көптеген слойлардан тұратын формаланған бұрышты изоляциялық құрылым дизайндары қабылданады, бұл коилдердің аяқтарында және шығуында тең электр мәндалық таралуы және жеткілікті изоляциялық маржын қамтамасыз етеді. Вакуумдағы инфильтрация және қуырдау процестері строгия түрде басқарылуы керек - мысалы, жоғары қабілетті жергілікті пар фазасындағы күріштік құралдарды қолдану арқылы изоляциялық материалдарды толығымен қуырту, су қысымды ≤ 0.4% етуді қамтамасыз етеді. Бұл бөлшекті жояу және изоляциялық жою арқылы маңызды.
3.3 Жергілікті жобалау процессі
3.3.1 Маңыздылығы
Өсу қиын транспорттық шарттары бар аймақтарда - мысалы, жоғары деңгейде немесе тоқыраулы аймақтарда - UHV трансформаторлар жергілікті жобалануы керек. Бұл мыңдер санына сейісті компоненттерді бөлу, транспортировка, қорғау және қайта жобалау қажет болады, бұл оның дизайны мен процессінің күрделілігі әдеттегі трансформаторлардан өте жоғары болады.
3.3.2 Негізгі ескертулар
Модульдік құрылым дизайны маңызды - мысалы, бөліктерден тұратын ядро рамкалары және ажыратылатын қосылу құрылымдары. Жергілікті жобалау аралықтары миллиметр деңгейінде тəссілділікке жетуі керек (мысалы, коил-ядро центрінің орналасуының қателігі < 3 мм). Тəссілділік басқару, су қорғау және таза қорғау үшін жоғары деңгейдегі процесс қажет болады, бұл жобалау жұмыстарынан кейінгі өнеркәсібін қамтамасыз етеді.
3.4 Коил өндіру және сапа басқару
3.4.1 Маңыздылығы
Коил сапасы трансформатордың электр техникалық құрылымы, механикалық құрғылық және киңістік жою арқылы қабілетін анықтайды.
3.4.2 Негізгі ескертулар
Автоматты коил өндіру құралдары қолданылуы керек, олар өзара тез қозғалыс және слойлардың қатыстықты қамтамасыз етеді. Коил өндіру кейін, жүктеу частотасындағы жою тесттері және DC сопротивление тесттері өзара қатынасты жою қауіптерін жою үшін өткізіледі.
3.5 Заводтық қабылдау тесттері және бөлшекті жояу өлшеу
3.5.1 Маңыздылығы
Бұл тесттер өндіруден кейінгі соңғы сапа тексеру нүктесі болып табылады, дизайн немесе өндіру үшін мүмкін болатын дефекттерді анықтай алады.
3.5.2 Негізгі ескертулар
Стандартты тесттерден тыш, бөлшекті жояу (PD) өлшеу өте маңызды. PD тесттері минута қауіптерге өте жауапкершілік береді және ішкі изоляциялық жағдайдың маңызды белгісі болып табылады.
3.6 UHV трансформаторлар үшін коил өндіру
3.6.1
| Этап | Роль және көмек етістік операцияларының маңызы | Механикалық/техникалық көмектің рөлі |
| Орталық виток құрастыру процесі | Басты. Жұмысшылар өзінің тікелей сезіміне, көзіне және тәжірибесіне сүйене отырып, тыңғыштың орны, туындылығы, изоляциялық бөлшектердің орналасуы сияқты мыңдер санына жететін деталдарды дәл қадағалау. | Қосымша. Стабильді виток платформасын және негізгі энергиясын береді, бірақ соңғы тондалтуға альтернатива бола алмайды. |
| Тәндаулы басқару | Негізгі кепілдік. Ең жақсы жұмысшылар тыңғыштың екі деңгейі арасындағы қатынасты 1 мм (баспаның стандарты 2 мм) ішінде басқара алады, сондықтан оптималды электр қызметтерін қамтамасыз ету үшін. | Өлшеу көрсеткілерін (мисалы, сызғыштар) береді, бірақ тәндаулылықты жүзеге асыру жұмысшылардың тез шешім қабілетіне және тондалтуына байланысты. |
| Арнайы процессілер (мысалы, жарықтеу) | Алмастырылмайтын. Жүздер санына жететін тыңғыш түрлері мен мыңдер санына жететін жарықтау нүктелеріне қарсы, жұмысшылар температураны, аралықты және уақытты дәл қадағалауы керек, мисалы, жоғары дауысты жарықтау процессі. | Жарықтау құрылғыларын береді, бірақ параметрлерді басқару және қолдану жұмысшылардың дағдыларына толық тәуелді. |
| Келесі өнімділіктің бағыты | Тәжірибелі жұмысшылардың "ойдан түсінетін білімі" әлі де негізі болып табылады. | Ақылдулық және сандықтық. Жақсы жұмысшылардың тәжірибесін деректерге айналдыру, сапа тізімін қадағалау және ортаны мониторинг ету үшін, болашақтың ақылдулығы үшін білімді жинау. |
3.6.2 Коил жүгіртуді толығымен автоматтау мүмкін емес себептері
Үлкен напрямдагы трансформатордың коил жүгіртуде келесі үш негізгі себептер өндірістік кәсіби құрылымды өзгеріссіз қалтырады:
3.6.2.1 Айырбастап шығармашылық талаптары
Үлкен напрямдагы трансформатордың коилдары адатта мыңдер метрден аспап жүгіріледі, оның салыстырылғанда тыңсыздандыру барьерлері мен ішкі кеңейтілген қағаз қабырғалары өте дәл жүгірілетін. Машиналық қол және көзінің әзірше жеткіліксіздігі маңызды бағыттарда әзірше жоғары деңгейде қызмет ететін кәсіпкерлердің қол дағдысы мен интуициясына ұқсас емес.
3.6.2.2 Конструкциялық тəсірлер мен қолдану мүмкіндігі
Үлкен напрямдагы трансформаторлар өте әртүрлі конструкциялармен және өзара өзгеріп отыратын структураға ие. Мисалы, ±1,100 кВ конверторлық трансформаторларда, аралас қамырларды байлану үшін ондаған немесе мыңдер солдасу басылғышы қажет болады. Операторлар қамыр материалдарының өзара айырмашылықтарына қарай техникалық әдістерді өзгертуге мүмкіндік береді - "қан тамырларын" байлануға ұқсайды. Бұл стандартты емес, өзгеріп отыруға қабілетті шешім қабілеті мен орындау өз-өзінде қол дағдысының жақсысын көрсетеді.
3.6.2.3 Сапаның компромиссіз қадағалауы
Бір коилда ондаған мың маңызды деталь бар. Ең кіші кемшіліктің, мисалы, бір қағаз қабырғаны қалтыруы, қауіпсіздікті жоюы мүмкін, бұл пайдалану қызметін және қол жетімділікті жоюы мүмкін. Бұл өте жоғары сапа рискинен, өте жақсы дағдылы кәсіпкерлерге тиісті болады.
4. Өндіріс қабілеті
Үлкен напрямдагы трансформатор өндірісінде, жылына өндіріс өбі (кВА) арқылы өлшенеді, өйткені арналған трансформаторлардың жоспары өте әртүрлі болады - бірнеше жүз МВА-ден қарай 1,000 МВА-ға дейін.
4.1 Практикалық қабілет және стратегиялық тең салыстыру
Қол жүгіртудің уақыттың өте көп қажет етуіне қарамастан, өндіріс қалай талапқа сай болады?
4.1.1 Жылдамдыққа қарағанда ипталдық
Үлкен напрямдагы трансформаторлар кез келгенде энергия тармагының "жүрек" деп аталады, оның ипталдығы өте маңызды. Мысалы, мастер құралы Гуойун Жан 25 жыл ішінде 10,000-ден астам коилдарды жүгіртіп, қамыр ұзындығы 40,000 км-ден астам болды. Оның қолмен жүгірілген коилдары өзара қамырлардың арасындағы 1 мм-ден қысқа аралықты ұстауы - бұл өндіріс стандартының 2 мм-ден жартылайы болады. Машина әзірше бұл деңгейдегі дәлдікті стабильно ұстауға қабілетті емес, бұл трансформатордың өмір сүру мерзімін және қызмет етуін анықтайды.
4.1.2 Қабілет қалай өлшенеді
Бұл жоғары деңгейдегі активтер строго "тапсырыс бойынша" өндіріледі, өндіргілер үшін емес - авиациялық көтерушілерді немесе EUV литографиялық машиналарды құруға ұқсас. Қабілет жылына қанша құқықтай өндіріс алуына байланысты анықталады.
4.1.3 Жалпы өндіріс қабілетін жақсарту стратегиялары
Сапаны жоюға қарамастан өндіріс қабілетін жақсарту үшін өндірісшілер өте көп кәсіби техниктер командасын әзірлейді. Мысалы, "Мастер құралы инновациялық студиялары" 2,000-ден астам жұмысшыларды жоғары деңгейдегі жүгірту әдістеріне әзірлейді. Сонымен қатар, өндіріс планирования және өндіріс процестерінің басқаруы оптимизацияланады, осымен қамыр жүгіртудың негізгі операциялары мен алдында және соңындағы қолдау процестері арасында бесперебойдік байланыс қамтамасыз етеді.
| Мазмұн | Дерек/Масштаб | Негізгі ақпарат |
| Отраслидың лидерінің өндіріс жүйесінің мүмкіндігі | TBEA-ның жылына қатысты өндіріс мүмкіндігі тұрақты 495 миллион кВ·А болып табылады | Бұл елдік өндіріс масштабының ең жоғары деңгейін білдіреді. |
| Жалпы елдік мүмкіндік | 2023 жылы Китайда УВТ трансформаторларының мүмкіндігі тұрақты 50 миллион кВ·А (0.5 миллиард кВ·А) болып, 2025 жылы 60 миллион кВ·А (0.6 миллиард кВ·А)ге жетуі күтілетін | Бұл УВТ трансформаторларының елде жалпы мүмкіндігін білдіреді. |
| Өндіру циклі | УВТ трансформаторларының өндіру циклі өте узак, адатта 18-36 айға созылады | Бұл жылына қатысты шығыс мөлшерін шектеу үшін ең маңызды фактор болып табылады. |
4.2 Негізінде жылдық шығыс мөлшері шектелген
Үлкен көлемдегі (УК) трансформаторлардың жыл сайындық өндірісі «он мың» деп есептелмейді, бұл негізінен олардың өте тәуелсіз өндіріс процесі мен өте узак өндіру цикліне байланысты.
4.2.1 Техникалық тәуелсіздік және уақыттың көп пайдалануы
Жүзеге асырылған энергия желісінің «жүрек» ретінде белгіленген УК трансформаторлар, дизайны, материалдар, өндіру және тесттерде өте жесті стандарттарға қатысты. Бастапқы материалдарды сатып алудан басталатын, негізгі компоненттерді (мысалы, витки және ядро) дәл өндіру, соңғы жинақталу және айырмашылықты тесттерге дейінгі барлық процестер өте узак уақытты алады.
4.2.2 Мүмкіндіктер неше үлкен проекттерге бөлінеді
Дүние жүзінде, ±800 кВ немесе одан жоғары рейтингті УК трансформаторларды өндіруге ғана немесе бірнеше компанияларға (мысалы, TBEA, XD Group, Siemens, ABB) болады. Мемлекеттік УК проекттері этаптарына бөлініп, расталады, әр үлкен проект үшін трансформаторлардың саны алдын ала дайындалады. Мысалы, бір УК DC электр энергиясын өткізу проекті десятки конверторлық трансформаторлар қажет болуы мүмкін. Сонымен, басқарушы өндірушілердің – мисалы, TBEA-ның қамтылған 500 миллион кВА – өте зор өндіріс мүмкіндіктері спецификалық үлкен масштабтағы проекттерге арналған тапсырмаларды орындауды, спекуляциялық сатып алу үшін инвентарь өндірудің орнына арналған.
4.3 Өндірістік контекст және дүние жүзіндегі талап
4.3.1 Жаһандық өсу
Қазір Китайда УК электр желісінің өндірісі өте жылдам өсіп жатыр. Улттық план бойынша, он бірінші бес жылдық мезгілде (2021-2025), Держава электр желісі 38 жаңа УК линияларын - 24 AC және 14 DC проекттерін - жоспарлаған, бұл он тоғызыншы бес жылдық мезгілдің өлшемінен өту. Бұл УК трансформаторлар үшін стабилді және өсіп жатқан іwend domestic market provides a stable and growing domestic market for UHV transformers.
4.3.2 Global Demand Surging with China as a Key Supplier
Globally, the power industry is facing a severe shortage of transformers. Delivery lead times for standard transformers have stretched beyond two years, and for large power transformers, they now reach three to four years. Against this backdrop, China has emerged as a critical global supplier, thanks to its complete industrial chain, high production efficiency (e.g., while it takes foreign manufacturers about 18 months to build one UHV transformer, leading Chinese firms can complete it in approximately three months), and cost competitiveness. Transformer exports from China have surged—reaching RMB 29.711 billion in the first eight months of 2025 alone, an increase of over 50% year-on-year—demonstrating that China’s production capacity is actively meeting rising international demand.
4. Conclusion
As the “power heart” that transmits electricity across mountains and valleys, the UHV transformer embodies the highest levels of engineering sophistication—from design and materials to every single manufacturing step. It is precisely these rigorous processes and breakthroughs in critical technologies that underpin today’s modern, efficient, and highly reliable UHV power grid.
