创 新 打 造 金 色 名 片
天威研制成功世界首台电压等级最高、单相容量最大的1000MVA/1000kV特高压交流变压器
世界首台电压等级最高、单相容量最大的1000MVA/1000kV特高压交流变压器
2011年12月16日，世界电工界再次把钦佩的眼光投向中国，世界上第一条电压等级最高、输电能力最强、技术水平最先进的特高压交流输电工程—1000kV晋东南—南阳—荆门特高压交流试验示范工程扩建工程于当天上午11时投入商业运行。中国电网从此迎来了特高压时代，世界电网界开启了中国时代。国际大电网会议（CIGRE）专家认为，“中国的特高压技术代表了目前世界上输电技术的制高点。”通过特高压工程，中国已经取得了450多项自主知识产权的特高压技术，相关国际组织已经把中国特高压推荐为国际标准电压，国际电工标准领域开始倾听中国的声音。
保定天威集团有限公司为这项举世瞩目工程研制生产了世界最高电压等级、最大容量1000MVA/1000kV特高压交流变压器。这是特高压输电技术的核心设备，其性能直接影响输电线路效率，其稳定性直接决定线路输电能力的稳定性。
一次改变历史的超越
特高压输电技术具有大容量、远距离、高效率、低损耗、少占地等突出优势，是解决我国远距离、大规模电力输送难题的最优方案。用特高压方式输送电力已成为中国的战略决策。“十二五”期间，中国将建成“三纵三横”特高压交流骨干电网和11项特高压直流输电工程。但目前特高压输电技术尚属世界性难题，被喻为世界电工界的“珠穆朗玛峰”。前苏联、日本、美国、德国、意大利等国均着手进行了特高压输电技术研究，但都没有实现规模化应用，未形成技术标准和规范，前苏联和日本建成的特高压输电工程目前都处于降压运行状态。
而从100多年的输电历史看，以前输电领域的每一次电压升级，中国都是被动的接受者，今天，历史能否翻开新的一页呢？一生从事电力研究的中国工程院院士薛禹胜说出了全行业的心声：“发达国家在特高压领域研究的挫折与停步，对中国来说是一个机会，一个证明自己的机会，一个主动发声的机会，一个全面超越的机会！”
为了这一天，天威几代人薪火相传，进行了长期充分的准备。
上个世纪80年代，天威提出“砸锅卖铁”也要上500KV变压器并取得成功，企业因此成为业内知名企业。
2004年10月，天威研制成功我国首台具有完全自主知识产权的500MVA/750KV超高压变压器，打破了750KV等级变压器一直由西方发达国家垄断的局面，步入了中国一流输变电企业行业。2005年11月，国家出入境检验检疫局认定天威生产的大型变压器为“免验产品”，成为行业第一家，到目前为止也是唯一一家获此殊荣的企业。
上个世纪五十年代，天威在学习消化前苏联输变电技术中起步，上个世纪九十年代初和九十年代末，又分别引进消化了以日立、东芝为代表的日本技术，以西门子为代表的德国技术，通过对这些技术的揣摩对比分析，天威兼收并蓄，博采众长，形成了自身的技术特色和竞争优势。
天威技术中心副主任张喜乐认为，前苏联技术让天威在输变电研制上扫了盲、入了门；日本技术的精细让天威产品告别了傻大笨粗的形象；德国技术的严谨培育了天威系统化思维、规范化行为、流程化习惯。
天威的技术水平和运行业绩得到了国家电网公司的充分认可。2004年9月，国家电网公司副总经理陈金行专程到天威参观即将验收的中国第一台750kV变压器，他对天威的自主创新能力大加赞赏，并要求天威为1000KV特高压交流变压器的研制生产做准备。“看过天威保变自主研发的750kV变压器，坚定了国网公司要上1000kV特高压的信心。”
国家电网公司的信任给天威上下以巨大的鼓励，负责设计的刘东升说：“老外没有做成功，我们中国人为什么就不能做？”他义无反顾立下“军令状”，按期完成设计任务。他们创新工作，不断挑战自我，设计了20多种结构形式的设计方案，创造性地解决了电气原理、整体结构、特高压绝缘设计及特大型大件运输等20多项关键技术难题。
2005年5月，天威如期上交了初步设计方案，在随后的29个月时间里，天威又反复与国家电网公司及相关方面专家反复请教完善，确定了最终技术方案。天威的设计方案，受到了方案评审专家的一致好评。专家团明确要求另一家参与竞争的企业参照天威方案对其设计方案进行调整优化。目前，天威1000KV特高压交流变压器整体结构方案获得国家发明专利。
2006年12月27日，天威中标晋东南—南阳—荆门特高压交流示范工程变压器项目，成为晋东南变电站全部4台1000KV特高压交流变压器供货商。2008年7月16日，天威研制的世界首台1000KV特高压交流变压器通过全部试验项目考核，天威用45个月时间走过国外同类产品十年的研制历程，实现了输变电技术由追赶者到领先者的重大跨越，打造了特高压变压器国际竞争的金色名片。
到目前为此，天威已为该试验示范工程与扩建工程研制了7台1000KV特高压交流变压器，成为世界上少数几家能够生产1000KV特高压变压器的企业。
一场决定命运的考验
成功成就人，失败检验人。2008年3月，1000KV特高压交流变压器进行的首次试验，成了检验天威是有真功夫，还是假把式的时刻。而恰恰在这个关键环节，出现了绝缘击穿问题。
这次失败不仅震惊了所有天威人，也引起国家电网公司的震动。负责特高压项目的国家电网公司副总经理舒印彪至今仍清楚地记得天威首次试验失败时的感受：“听到保变的试验又出现了击穿的消息，我整个心都慌了。慌在什么地方呢？就是我们对1000KV特高压交流变压器的设计与方案都进行了认真评审与计算，比研制500KV、750KV时细多了、深多了、透多了，但还是出了这么大的问题，真感到心里没底了。甚至怀疑我们上特高压的决策是否托大了、草率了。”
张喜乐认为，保变、沈变首次试验都在同样的问题上失败，正说明特高压变压器研制难，比预见和想象的都难，不愧为是世界性难题。同时也反映了我们在1000KV特高压交流变压器的把握和理解上存在空白，技术上存在死角。
通过公司内外专家的共同深入剖析问题，他们锁定引发击穿的原因在于绝缘结构的细节处理；而在以前的变压器设计中，天威对此根本不予考虑。这也提醒他们，在特高压复杂严峻的工作环境下，任何细节都要认真考虑，任何环节都要接受严酷检验。终于在一个星期后，他们顺利通过了绝缘试验。
变压器特别是特高压变压器是典型的小批量个性化生产方式，装备自动化程度不高，80%靠管理。世界首台1000KV特高压交流变压器的制造对天威生产组织及工艺保障能力提出了前所未有的高要求，是必须迈过去的又一道坎。“中国机械行业技能大师”张文志介绍，天威对生产组织、工艺流程、管理模式、条件保障等方面进行了系统优化，狠抓了以下五方面工作。一是以研制生产1000KV特高压交流变压器为契机，进一步完善了设计研发平台、加工制造平台、试验验证平台建设，特别是在特高压产品研制方面，形成了规模化生产能力，可满足后续特高压工程建设对特高压变压器和电抗器的大量需求。二是成立以公司总经理为组长、公司班子成员为成员的项目领导小组，公司主管领导为项目经理的项目管理组，公司内部各单位一把手为组长的专项工作组三级管理体系。成立了项目攻关课题组，设立了项目管理办公室，建立完善的工作、考评机制，统一协调项目实施过程中的各种问题。编制了科学合理、严谨可行的生产计划，在设备制造全过程执行严格的质量控制和工期控制措施，确保生产工作的顺利进行。三是首次开展产品全程纪实活动，有效控制操作过程的每个细节，保证产品的顺利进行，积累原始数据及资料，为后续及同类产品的生产提供借鉴和经验。四是抽调生产骨干组成1000KV装配工作小组。工作小组积极备战，针对各项要求对照实物核实图纸，提前清理作业现场、认真清点零部件，充分准备所需物品，对变压器每个部位所用物料数量、规格做到心中有数。用酒精、白布彻底擦拭各安装部位，用面团和吸铁石清理每个角落。为减少器身暴露时间，设计、工艺人员反复讨论，决定把分两天装配的计划取消，改为出炉一次装成。五是以现代化管理理念为指导，以数字、信息技术为手段，通过对物资流、资金流、信息流的优化整合，对生产经营活动实行全过程、全系统的动态控制，全力打造“数字天威”。天威不仅在大型变压器研发和产品设计上完全实现了CAD作业,生产流程上也引进了制造资源规划（MRP）的思想,实施计算机集成制造系统（CIMS）,形成了通畅高效的生产信息流。天威信息化建设的目标就是要在实现异地协同设计、网上资源共享的基础上，实现作业标准化、管理流程化，既能有效发挥集团整体优势，又能在扩张时像麦当劳等快餐店一样迅速完成复制。
2009年9月12日，世界首台1000KV特高压交流变压器顺利通过了以变压器资深专家、中国工程院院士朱英浩为主任委员的鉴定委员会的专家鉴定。专家认为：“该产品是天威保变自主创新研制成功的目前世界上电压等级最高、单相容量最大的单体式自耦三绕组无励磁调压电力变压器。产品采用单相五柱铁心、三柱绕组并联结构，有效解决了运输等问题；采用合理的绝缘结构，借助全域电场分析优化了主纵绝缘的电场分布；采用独特的电磁屏蔽结构，有效解决了局部过热问题；采用主体和调压补偿变分箱结构布置，简化了变压器主体结构，可靠性更高；低压采用电压补偿措施，解决了低压电压波动问题。产品具有结构合理、绝缘可靠性高、损耗低、噪声低等技术特点，填补了国内空白，其主要技术性能指标达到国际领先水平。”
业主对1000KV特高压交流变压器制造水平给予了高度评价。舒印彪在接受中央电视台记者采访时说：“这些特高压的设备，它的指标，比超高压设备的指标还要好，里边几乎是零局放，干干净净，过去没有的。”
一种锲而不舍的坚持
“研制成功世界首台1000KV特高压交流变压器，对天威来说，最直接的收获是带来了7件国家专利，其中发明专利3项，参与了变压器、电抗器两个技术规范的制定，有效增强了行业话语权；给企业带来了2.8亿元的产值，增强了企业实力。从间接效果看，全面提升天威在中国同行和世界市场的竞争力。”张喜乐认为。
天威通过把1000KV特高压交流变压器研发技术和制造模式反哺常规产品，大幅度提升了750KV、500KV变压的研发制造能力和品质保证水平，也为提升和保障低电压变压器质量水平、盈利能力起到了有效的促进作用。与2008年相比，天威变压器人工、水电、原材料等刚性成本持续上升，平均销价下降了40%，但天威变压器仍能保持一定的盈利水平，如果没有发展能力的全面提升，是不可想象的。
在征服特高压变压器这道世界性难题上，天威马不停蹄，再创佳绩。
中国特高压输电技术的主要技术路线有两条：一是1000KV交流输电技术;一是±800KV直流输电技术,而天威进入后者时间比同行晚了约5年，不过，随着2009年10月24日的到来，这一切成了历史。这天，天威为世界首条特高压直流输电示范工程——云广特高压直流输电工程承制的±800KV（HY14）特高压换流变压器一次顺利通过全部试验项目考核，主要技术性能指标达到国际领先水平。
云广±800KV特高压直流输电工程是世界输变电技术创新的前沿标志性工程和我国电网发展方式转变的标志性工程。该项目变压器结构复杂，设计、制造、试验难度极大。南方电网公司原定由国外公司制造，却出现了交货延期的情况。南方电网公司当机立断，决定将部分高端换流变产品转交国内企业生产，天威获得了表现自身实力的机遇。面对挑战，天威打破原有生产管理模式，创造出一整套行之有效的生产体系异地管理模式，仅用135天时间高质量完成了±800KV（HY14）特高压换流变压器研制，创造了同类变压器研制速度最快的世界纪录，一举奠定了在国际换流变产品市场的领先地位。
而在1000KV特高压交流变压器领域，天威进一步巩固了领先优势。2011年12月5日，由天威自行研制，具有完全自主知识产权和核心技术的世界首台最高电压和最大容量1500MVA/1000KV单相特高压交流变压器样机顺利通过所有试验项目考核，主要技术性能指标达到国际领先水平，标志着天威全面占据世界变压器行业技术最高峰。
1500MVA/1000KV特高压交流变压器比1000MVA/1000KV特高压交流变压器容量增大50%。但必须在有限尺寸内确保足够的电气绝缘安全裕度，解决漏磁及局部过热控制、制造、试验及运输等一系列难题，研制工作极具挑战性。
在天威采用了先进的设计技术，运用最先进的三维磁场计算软件，对变压器线圈以及铁心、油箱钢结构件中的漏磁和涡流损耗分布进行了详细的分析计算，运用先进的电场计算软件对变压器主绝缘及局部电场进行了详尽的计算分析，掌握了特高压大容量变压器主纵绝缘布置、线圈漏磁分布的控制、线圈温升的控制等关键技术，使产品具有损耗小、噪声低、体积小、抗短路能力强、无局部过热等显著优势，能保证产品长期安全稳定运行。
持续不断的创新让天威拥有引领行业发展的多方面能力。天威是目前中国唯一一家、世界第四家能研制大型移相变压器产品的企业。是中国国内提供核电站变压器最早、最多的生产厂家，并具有多家核电站合格供应商资格。天威核电变压器从30万级开始、涵盖60万级、100万级、125万级各种型号，市场占有率超过50%，成功为秦山核电站一期工程、二期工程和巴基斯坦恰希玛核电站等配套。
天威的输变电技术和产品得到了世界同行的充分认可，产品先后出口到了包括美国、加拿大、中东、东南亚在内的五十多个国家和地区，750KV、400KV等变压器技术成功实现了向俄罗斯、印度、埃及等国的转让和出口。
记者感言：
打造具有国际竞争力的世界一流企业是国资委对中央企业的要求，建设具有国际竞争力的军民结合型企业集团是集团公司的奋斗目标。天威从一家普通的变压器企业起步，通过持续不断提升自主创新能力，成功破解世界性难题，先后成功研制世界首台1000MVA/1000KV特高压交流变压器和1500MVA/1000KV特高压交流变压器，形成世界性影响，为成员企业勇攀世界科技高峰树立了榜样，为打造世界级企业积累了经验。
树雄心、立壮志是勇攀世界科技高峰的根本前提。天威研发世界首台1000KV特高压交流变压器生动体现了“敢为人先，争创一流，拒绝借口，立即行动”的要求。对研发1000KV特高压交流变压器，破解世界性难题，天威上下形成高度共识，许多人将其作为职业生涯的里程碑事件，个个都对把天威打造成世界级企业抱有很强的责任感。不仅天威在攀登世界科技高峰上初见成效，成都光明也在2011年率先提出“要做世界最强”，实现逆势上扬。只要我们拥有这样的远大抱负和卓越追求，积极为这一天的到来夯实基础，积蓄力量，就会在困难面前无所畏惧，在挑战当中奋勇向前，最终脱颖而出，成为行业翘楚，为中华民族的伟大复兴作出积极贡献。
抓好基础科研是勇攀世界科技高峰的重要保证。早在1993年，由天威电磁专家程志光牵头完成的“三维涡流和杂散损耗问题的研究”课题被国际TEAM指导委员会批准为第21基准问题，建立了中国人在国际电磁领域提出的第一个基准问题。基准模型由最初的2个拓展到了现在的16个。这是天威重视基础科研的最直接例子。程志光说，天威对基础科技的重视不仅国内同行难找，就是世界范围内也不多见。业界普遍认为：今天的中国企业与世界先进企业相比，创新的差距主要体现在基础数据积累、基本模型的建设和实验验证条件的完善，这种差距从根本上说是基础科研积累与投入的差距。基础牢才会得长久，各单位应更加重视并进一步抓好基础科研。
积极参与国家重大项目是勇攀世界科技高峰的有效途径。天威能成功研制世界首台1000KV特高压交流变压器，得益于国家电网公司积极推进特高压输电技术。参与国家级项目是企业利用政府资源的重要内容。随着发展方式的转变，国家促进技术进步的投入在加大，围绕关键技术的重大项目在增多，成员单位要及早把握信息，主动跟进，积极参加，以加快自身能力提升。长安汽车参加中央企业电动车产业联盟，成都光明参与航天工程都是成功案例，值得各单位学习借鉴。
坚持开放合作是勇攀世界科技高峰的必由之路。天威与国内外十几家知名大学及科研院所建立长期和稳定的合作关系，已建立了包括上百个内容的动态项目库，形成了“操作一批、洽谈一批、储备一批”的合资合作模式，每年都有投产的新项目，每年都有谋划的新课题，每年都有储备的新规划。在1000KV特高压交流变压器研发过程中，他们和国家电网公司和行业内外专家“交互滚动式技术研发”，最大限度调动了创新资源和力量为我所用。
打造创新团队是勇攀世界科技高峰的关键。1000KV特高压交流变压器研制凝结了天威几代人的心血与智慧，集中天威的精华。天威坚持“先造就人才，再成就企业”，形成了一支门类齐全、梯次合理、素质优良、规模宏大的创新人才队伍。大力实施了以培养百名优秀技术人才、优秀管理人才以及百名高级技工为目标“双百核心人才”工程，建立和完善了符合现代企业制度要求的人才培养、选拔、评价和激励约束机制，打造出了具有天威特色的专业技术人才、复合型管理人才和高级技能人才三支人才队伍。为了激发普通员工成才积极性，天威推出了星级员工评审制度，把“双百”人才引向更宽领域。比如普通工人、刚进公司的大学生和一般管理人员工作满三年即可参评“双百”人才；连续五年被评为“双百”人才后，即可参评明星员工，经过一星至五星5个级别的明星员工评审后，成为“五星级”员工；之后即可参评公司级技能带头人、高级主任工程师和业务主管，其薪酬水平不低于本单位副处级水平。
宽容失败是勇攀世界科技高峰应有的态度。在研制1000KV特高压交流变压器过程中，天威既有首次绝缘试验击穿这样全局性的重大挫折，也有在研制生产过程中存在的一些问题，甚至在现场组装阶段还出现了比较严峻的考验。对挑战和不足，天威人没有回避和掩盖，而是敢于直面，承认失败，积极想办法解决。探索和创新本身就充满风险，回避失败是不客观的，不允许失败是不科学的。人们常说，成功经验值钱，失败教训更值钱！宽容失败，是企业成熟、理性的表现，是成为世界级企业的必备素质。 |
