換流變壓器是直流輸電系統(tǒng)最重要的設(shè)備之一，它不僅參與了換流器的交流電與直流電的相互變換，而且還承擔(dān)著改變交流電壓數(shù)值、抑制直流短路電流等作用。我國掌握換流變壓器設(shè)計制造技術(shù)應(yīng)該歸功于三峽工程的建設(shè)。

三峽工程是起點

三峽電網(wǎng)是三峽工程的三大組成部分之一，承擔(dān)著三峽電力外送的重要任務(wù)，要使機組發(fā)電“送得出、落得下、用得上”。

原設(shè)計送電能力為華中12000 MW，華東7200 MW、川渝2000MW。三峽電網(wǎng)共建500kV線路9100km，其中交流輸電線路總長度6900km，直流輸電線路總長2200km，交流變電容量24750MVA，直流換流站容量12000MW。

2002年起調(diào)整為：交流線路55個單項，線路總長6519km，交流變電33個單項，變電容量22750MVA，直流工程總計3個單項，線路3條，總長2965km，換流站6座總?cè)萘?8000MW。

建設(shè)安排分三個階段：第一階段1997～2003年關(guān)鍵是建三峽至常州直流輸電工程，并保證500kV交流工程配套送出，并加強鄂豫、鄂湘、鄂贛聯(lián)網(wǎng)。第二階段2004～2006年關(guān)鍵是建三峽至廣東直流輸電工程，保證左岸電站發(fā)電送出，建設(shè)相應(yīng)交流工程，第三階段2007～2010年確保右岸電站發(fā)電送出，關(guān)鍵是建三峽至上海直流工程，并保證500kV交流工程配套送出。實際執(zhí)行結(jié)果第三階段已于2007年提前結(jié)束，整個三峽輸變電工程2008年12月20日通過國務(wù)院驗收，動態(tài)投資343.87億元。

三峽電站的建成，我國猶如抱上了一個金娃娃。三峽3條直流線路的建成，使中國成為世界上第一個直流輸電大國，并基本上學(xué)會自行設(shè)計、制造、建設(shè)、調(diào)試及運行。在資源配備上也以充沛的綠色水電供應(yīng)缺電嚴(yán)重的蘇粵滬。

單從輸電的業(yè)績來看，一條三峽到廣東的超高壓直流輸電線可年送電量140億kWh左右，而晉東南到荊門的特高壓輸電線運行一年來輸送電量僅91億kWh。由此看來直流輸電效率要比交流輸電高，其中換流變壓器功勛卓著。

我國掌握換流變壓器技術(shù)的過程

從20世紀(jì)80年代我國先后引進法國阿爾斯通公司和日本日立公司交流500kV大型電力變壓器的設(shè)計制造技術(shù)，并通過技術(shù)合作和項目合作等方式學(xué)習(xí)了借鑒了瑞典ABB、德國西門子、日本三菱、東芝、烏克蘭扎布羅日變壓器廠、奧地利伊林等國外主要變壓器制造企業(yè)的設(shè)計制造技術(shù)，已經(jīng)形成了自己的大型變壓器設(shè)計、制造和開發(fā)能力，80年代初我國制造出第一臺500kV變壓器。

三峽工程開建前，我國并不具備三峽直流工程換流變壓器的設(shè)計制造能力。為使國家重大裝備制造的核心技術(shù)不再受制于別人，三峽建委決定三峽直流工程設(shè)備實行國際采購，并制定了“技貿(mào)結(jié)合、技術(shù)引進、聯(lián)合設(shè)計、合作制造”的技術(shù)路線，運用國際招標(biāo)的方式引進關(guān)鍵技術(shù)后消化吸收再創(chuàng)新，逐步實現(xiàn)我國換流變壓器的國產(chǎn)化，同時選擇我國最具優(yōu)勢的沈陽變壓器廠和西安變壓器廠作為引進技術(shù)的受讓方。

在招標(biāo)文件的編制階段，國務(wù)院專門設(shè)立了技術(shù)轉(zhuǎn)讓組，國內(nèi)制造廠參加，并根據(jù)其自身的技術(shù)和產(chǎn)品需求，列出量身定衣的采購清單，以此作為國際招標(biāo)的主要內(nèi)容，同時組織國內(nèi)相關(guān)專家評估外商技術(shù)轉(zhuǎn)讓的深度，并把評估結(jié)果作為評標(biāo)的重要指標(biāo)。在招標(biāo)設(shè)計中，將國外供貨商向國內(nèi)企業(yè)轉(zhuǎn)讓關(guān)鍵技術(shù)作為必要條件，不僅要求轉(zhuǎn)讓圖紙，還要將相關(guān)設(shè)計軟件和管理理念等全部轉(zhuǎn)讓，使國內(nèi)企業(yè)能夠獨立進行換流變壓器的制造。

招標(biāo)文件中明確了三個必須：一是投標(biāo)者對供貨設(shè)備的經(jīng)濟和技術(shù)負(fù)全部責(zé)任，必須與中國有資格的企業(yè)聯(lián)合設(shè)計、合作制造；二是投標(biāo)者必須向中國制造企業(yè)轉(zhuǎn)讓技術(shù)，并培訓(xùn)中方；三是中國制造企業(yè)分包份額不低于總價合同的30%（三常線）、50%（三廣線）、70%（三滬線），必須由中國制造企業(yè)為主制造4臺（三常線）、8臺（三廣線）、14臺（三滬線）換流變壓器。

在三峽第一條線三常線的招標(biāo)過程中，經(jīng)過嚴(yán)謹(jǐn)、科學(xué)、公正的態(tài)度，歷時40天的評標(biāo)，確定ABB公司和西門子公司中標(biāo)，合同總金額為4.2億美元，其中包括制造技術(shù)轉(zhuǎn)讓費1527萬美元。同時簽署的還有直流技術(shù)轉(zhuǎn)讓費和合作生產(chǎn)合同，融資協(xié)議總金額5.06億美元。

具體來說三峽送端龍泉站設(shè)備全系統(tǒng)研究與設(shè)計、受端政平換流站設(shè)備（除換流變壓器）由瑞典ABB總承包，政平站換流變壓器由西門子公司承包。

西變和沈變分別為ABB和西門子公司的分包單位，兩單位在原已掌握500kV大型電力變壓器技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過消化吸收引進技術(shù)，掌握了電氣原理，結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算方法，完成計算程序及圖樣的轉(zhuǎn)化，采購了先進的工藝設(shè)備，實現(xiàn)了工藝方法的更新和調(diào)整，并結(jié)合本企業(yè)成熟經(jīng)驗，加以創(chuàng)新，分別制造出合格換流變壓器樣品。產(chǎn)品技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)先進，性能優(yōu)良，運行情況良好，填補了國內(nèi)空白，達到了國際先進水平，然而售價卻有一定幅度的下降。

西變合作生產(chǎn)三常線送端龍泉換流站±500kV單相雙繞組、容量297.5MVA的換流變壓器（其中Y/Y聯(lián)結(jié)和Y/D聯(lián)結(jié)各一臺）；沈變合作生產(chǎn)三常線政平換流站±500kV單相雙繞組、容量283.7MVA的換流變壓器（其中Y/Y聯(lián)結(jié)和Y/D聯(lián)結(jié)各一臺）。就這樣我國僅用五年時間趕上了與發(fā)達國家±500kV換流變壓器相差二十三年的差距。

2006年國家電網(wǎng)公司根據(jù)國情提出要建設(shè)±800kV特高壓直流輸電線路，因為一回特高壓直流線路可輸送電力64000MW，是±500kV級直流線路輸送能力的2倍，線路損耗可降低約60%，輸電距離可達2500km。但高端換流變壓器（指±800kV級及±600kV級）制造難度較大，尚需得到國外廠商的協(xié)助。

國家發(fā)改委曾電告有關(guān)廠商，西門子、ABB公司聞風(fēng)而動，先期做出概念設(shè)計，并通過有關(guān)試驗，驗證了技術(shù)上的可行性。其中云廣線最難制作的換流變壓器單臺容量為800kV252MVA單相雙繞組，向上線則為800kV321MVA。與三峽項目不同，這次由我方總承包，但仍采用“技貿(mào)結(jié)合、技術(shù)引進、聯(lián)合設(shè)計、合作制造”的技術(shù)路線。

云廣線項目綜合國產(chǎn)化率達到62.9%。向上線2010年7月8號雙極投運綜合國產(chǎn)化率又稍有提高至67%，充分說明我國已掌握±800kV換流變壓器的制造技術(shù)。

直流工程一般依賴于大型水、火電基地。目前我國十三大水電基地中，黃河上游、烏江、紅水河已開發(fā)過半；正在積極開發(fā)全沙江、雅礱江、大渡河、瀾滄江；怒江因環(huán)保人士有爭議暫時擱置；黑龍江中俄界河，因俄方電力過剩，經(jīng)濟實力缺乏，不能積極配合中方，前期工作進度緩慢。

火電基地中皖北、黑東、云貴已開發(fā)過半，今后則將依賴山西、陜北、寧東、蒙西、錫盟、呼盟、哈密等火電基地。電力傳輸基地離受端發(fā)達地區(qū)的距離已由原1000km左右擴展到2000km左右，非依賴超高壓和特高壓直流遠(yuǎn)距離輸電工程不可。

（編自《電氣技術(shù)》，原文標(biāo)題為“漫談?chuàng)Q流變壓器”，作者為陳宗器。）