8月16日，山東電力設備有限公司研制的世界首臺500千伏天然酯絕緣油變壓器，在武漢高壓研究所的見證下一次性通過全部型式試驗，各項性能指標均達到預期，成為世界電壓等級最高、容量最大、結構最復雜、技術難度最大的天然酯絕緣油變壓器。
天然酯具有燃點高、環(huán)保、過負載能力強等顯著優(yōu)勢，是替代傳統(tǒng)礦物絕緣油的理想選擇。但天然酯也存在一些典型問題，首先在大間隙下尤其是極不均勻電場中，其負極性雷電沖擊耐受強度明顯低于礦物油；其次由于天然酯運動粘度大、散熱性能較礦物油稍差，可能導致繞組溫升超限。為全面克服上述問題給超高壓、大容量天然酯絕緣油變壓器帶來的影響，有效驗證和把控設計方案的主縱絕緣裕度以及繞組溫升水平，成為該產品一次研制成功的決定性因素。
面對新產品研發(fā)的重大任務，驗證研發(fā)部高度重視，始終堅持創(chuàng)新驅動、深入踐行特高壓精神，充分發(fā)揮黨員先鋒模范作用，利用先進仿真技術精心組織驗證，從源頭確保產品一次研制成功！
1 主縱絕緣方面，驗證人員首先查閱了大量針對天然酯的相關研究文獻，并積極與天然酯生產廠家溝通，多渠道獲取其在多種工況下的絕緣特性參數(shù)，結合110千伏天然酯絕緣油變壓器的成功研制經驗，確定對主縱絕緣的合理把控裕度。
2 隨后對變壓器整體絕緣結構進行全面細致的建模仿真，經波過程計算發(fā)現(xiàn)，初始方案在高壓繞組雷電全波、中壓及激磁繞組雷電截波下存在電位梯度較大、裕度不足的情況。針對縱絕緣薄弱點，驗證人員憑借豐富的經驗，圍繞縱向串聯(lián)電容、油道排列及匝絕緣等因素進行了大量優(yōu)化調整，使梯度分布更加均勻、形成最優(yōu)設計方案。
3 經主絕緣電場計算發(fā)現(xiàn)，高中繞組間雷電沖擊場裕度不足、激磁繞組上端部靜電環(huán)和高壓繞組中部對旁軛間工頻場裕度不足。驗證人員通過對高-中絕緣主距及油隙分隔方案進行反復改進、對激磁繞組上端部外層角環(huán)布置方式進行優(yōu)化、在高壓繞組和旁軛間增加一層隔板等手段，使重點部位場強顯著降低、裕度滿足要求。
4 繞組溫升方面，計算方法和經驗系數(shù)的選取對計算結果準確性至關重要。驗證人員結合110千伏天然酯絕緣油變壓器溫升試驗數(shù)據(jù)，采用三維流體有限元仿真計算油流速度和繞組溫升，在面臨天然酯普朗特數(shù)值大（導致邊界層厚度變大）、網格劃分數(shù)目海量、流-固耦合界面計算復雜等問題的情況下，充分發(fā)揮創(chuàng)新驅動，聯(lián)合國家超算濟南中心、借助國家級算力建立了天然酯絕緣油變壓器繞組-鐵芯區(qū)域的三維數(shù)值計算模型，準確計算出熱點分布，為散熱油道和測溫光纖的合理布置提供了重要建議和參考依據(jù)，為今后研發(fā)更高電壓等級、更大容量的天然酯絕緣油變壓器打下了堅實的理論和實踐基礎。
首臺500千伏天然酯絕緣油變壓器的研制成功，進一步豐富了公司產品種類，提高了市場競爭力和企業(yè)美譽度，標志著公司在該領域的研發(fā)制造能力已達到國際領先水平。未來驗證研發(fā)部將不斷精進全科目仿真水平，深入貫徹“20字”工作思路，持續(xù)深化強化固化，積極謀局布局開局，增強志氣骨氣底氣，為集團“兩商”建設貢獻力量
天然酯具有燃點高、環(huán)保、過負載能力強等顯著優(yōu)勢，是替代傳統(tǒng)礦物絕緣油的理想選擇。但天然酯也存在一些典型問題，首先在大間隙下尤其是極不均勻電場中，其負極性雷電沖擊耐受強度明顯低于礦物油；其次由于天然酯運動粘度大、散熱性能較礦物油稍差，可能導致繞組溫升超限。為全面克服上述問題給超高壓、大容量天然酯絕緣油變壓器帶來的影響，有效驗證和把控設計方案的主縱絕緣裕度以及繞組溫升水平，成為該產品一次研制成功的決定性因素。
面對新產品研發(fā)的重大任務，驗證研發(fā)部高度重視，始終堅持創(chuàng)新驅動、深入踐行特高壓精神，充分發(fā)揮黨員先鋒模范作用，利用先進仿真技術精心組織驗證，從源頭確保產品一次研制成功！
1 主縱絕緣方面，驗證人員首先查閱了大量針對天然酯的相關研究文獻，并積極與天然酯生產廠家溝通，多渠道獲取其在多種工況下的絕緣特性參數(shù)，結合110千伏天然酯絕緣油變壓器的成功研制經驗，確定對主縱絕緣的合理把控裕度。
2 隨后對變壓器整體絕緣結構進行全面細致的建模仿真，經波過程計算發(fā)現(xiàn)，初始方案在高壓繞組雷電全波、中壓及激磁繞組雷電截波下存在電位梯度較大、裕度不足的情況。針對縱絕緣薄弱點，驗證人員憑借豐富的經驗，圍繞縱向串聯(lián)電容、油道排列及匝絕緣等因素進行了大量優(yōu)化調整，使梯度分布更加均勻、形成最優(yōu)設計方案。
3 經主絕緣電場計算發(fā)現(xiàn)，高中繞組間雷電沖擊場裕度不足、激磁繞組上端部靜電環(huán)和高壓繞組中部對旁軛間工頻場裕度不足。驗證人員通過對高-中絕緣主距及油隙分隔方案進行反復改進、對激磁繞組上端部外層角環(huán)布置方式進行優(yōu)化、在高壓繞組和旁軛間增加一層隔板等手段，使重點部位場強顯著降低、裕度滿足要求。
4 繞組溫升方面，計算方法和經驗系數(shù)的選取對計算結果準確性至關重要。驗證人員結合110千伏天然酯絕緣油變壓器溫升試驗數(shù)據(jù)，采用三維流體有限元仿真計算油流速度和繞組溫升，在面臨天然酯普朗特數(shù)值大（導致邊界層厚度變大）、網格劃分數(shù)目海量、流-固耦合界面計算復雜等問題的情況下，充分發(fā)揮創(chuàng)新驅動，聯(lián)合國家超算濟南中心、借助國家級算力建立了天然酯絕緣油變壓器繞組-鐵芯區(qū)域的三維數(shù)值計算模型，準確計算出熱點分布，為散熱油道和測溫光纖的合理布置提供了重要建議和參考依據(jù)，為今后研發(fā)更高電壓等級、更大容量的天然酯絕緣油變壓器打下了堅實的理論和實踐基礎。
首臺500千伏天然酯絕緣油變壓器的研制成功，進一步豐富了公司產品種類，提高了市場競爭力和企業(yè)美譽度，標志著公司在該領域的研發(fā)制造能力已達到國際領先水平。未來驗證研發(fā)部將不斷精進全科目仿真水平，深入貫徹“20字”工作思路，持續(xù)深化強化固化，積極謀局布局開局，增強志氣骨氣底氣，為集團“兩商”建設貢獻力量
