全球首台！这台“巨无霸”刚一下线，就刷新了世界纪录

在电力行业，变压器的尺寸与重量，往往是其能力最直观的体现。

我们见惯了配电房里数吨重的设备，也了解主变电站里动辄上百吨的“大家伙”。但现在，请想象一个全新的量级：

一台高度超过四层楼、重达数百吨的设备——世界首台750兆伏安大容量柔性直流换流变压器。

它，是甘肃—浙江±800千伏特高压直流输电工程的关键设备，承载着将西部清洁能源大规模送往东部负荷中心的使命。它的诞生，不仅是一个数字上的刷新，更是一次技术体系的全面跃升。

12月20日，甘电入浙特高压工程越州换流站建设现场丨鲁扬 摄

一个更“强”的物种：它和常规变压器有何不同？

要理解它的强大，首先要明确它的“物种”归属。

我们熟悉的常规变压器，核心任务是改变电压等级，本质上是一个“电压调节器”。

而换流变压器，则是一种更为特殊的变压器。它不仅具备变压器调节电压的基本功能，更承担着一项关键的额外使命：充当交流系统与换流阀之间的“接口”，为后续的交直流转换提供符合特定要求的电能。

那么，为什么需要进行如此复杂的交直流转换呢？这就要从超远距离输电的物理特性说起。

超远距离输电情况下直流输电和交流输电优势对比图

交流输电存在两个固有的损耗来源。一是“集肤效应”，即高频变化的交流电会集中在导线表面传输，造成导体中心部分未被充分利用，降低了输电效率。二是“无功损耗”，长距离线路上，电能会因线路本身的电容、电感特性而产生额外的功率损耗，这部分能量并未用于输送有效功率。

直流输电则没有这些问题。电流方向稳定，可以在整个导体截面上均匀分布，不存在集肤效应；同时，它也没有无功损耗的问题。

结论就是：距离越长，直流输电的线路损耗优势就越明显。

因此，对于甘浙工程这种远距离、大容量的电力输送，直流是最佳选择。这就需要在送端将交流电转换为直流电，在受端再将直流电转换回交流电，并入电网。它们，就是执行这种“交直流模式切换”的核心设备组。

但这里，另一个关键问题随之而来：同样是直流输电，为什么这次必须是“柔性”的？

我们在此前的推文中曾详细解读过这一技术，感兴趣的读者可以点击链接回顾

这背后是两种直流技术路线的根本差异。常规直流（LCC-HVDC）技术成熟，但它对电网有很强的依赖性，需要一个“强壮”的交流电网作为支撑才能稳定工作。

而柔性直流（VSC-HVDC）的核心，是内部可自主关断的电力电子器件（如IGBT）。这让它彻底摆脱了对外部电网强度的依赖，不仅能适应弱电网，甚至能反过来为电网提供支撑。

简单来说，常规直流被动地“顺应”电网，而柔性直流则能主动地“管理”电网。

对于电源侧以波动性极强的风、光为主的甘浙工程而言，柔性直流的“主动管理”能力，是确保电能稳定送出的最优方案。

甘浙工程这台“750兆伏安换流变压器+换流阀”的组合，更是目前柔直领域的“新王”。此前，全球已投运的柔直换流变最大容量为张北工程的566.7兆伏安。750兆伏安，意味着单机容量提升了近三分之一。这一步，跨越的不仅是数字，更是横亘在面前的三座技术大山。

甘浙特高压工程750兆伏安换流变顺利通过出厂试验丨来源：国网浙江超高压公司

容量跃升背后的三大“拦路虎”

将换流变的容量提升到前所未有的高度，绝不是简单地把所有零件等比例放大。研发团队面临的，是一系列相互制约的技术难题。

挑战一

有限“身材”下的性能暴增

容量越大，设备尺寸和重量就越惊人。但现实是，我国铁路、公路的运输尺寸和载重都存在严格的物理极限。这意味着，750兆伏安的强悍性能，必须被“塞”进一个并不能随心所欲增大的结构之内。这逼迫研发团队在内部结构设计上做到极致，在螺蛳壳里做道场。

挑战二

指数级增长的散热压力

设备的发热量与其容量增长并非线性关系。容量越大，散热压力呈指数级增长。如果热量无法及时有效散发，设备内部就会形成局部过热点，加速绝缘材料的老化，威胁设备安全。对于750兆伏安这个级别的设备，散热系统的设计本身就是一场艰苦的战役。

甘浙换流变漏磁屏蔽系统油箱温升分布云图

挑战三

成倍放大的短路电磁力

短路故障时，设备内部巨大的电流会产生极其可怕的电磁力。容量越大，潜在的短路电流就越大，需要承受的机械应力也成倍增加。如何保证设备在承受极端故障冲击时，机械结构依然稳固可靠，是设计中必须攻克的硬骨头。

面对这三大挑战，如果我们没有掌握核心技术，唯一的选择可能就是妥协——降低参数、增加设备台数，或者干脆放弃。但这一次，我们选择了一条更难但更光荣的路。

从“被定义”到“下定义”：国产化的逆袭爽文

这条路，就是全链条的自主创新。它的故事，甚至可以从一张小小的“纸”说起。

这张“纸”，叫做高压直流绝缘纸板，是换流变压器绝缘系统中最关键的材料之一。它看上去平平无奇，却是决定设备能否长期稳定运行的“命门”。

在特高压建设初期，我们用的是什么？“进口专用货”。

这种材料，技术门槛极高，全球只有少数几家公司能够生产。我们不仅要接受昂贵的价格，更要面对随时可能“断供”的供应链风险。对方给什么，我们就用什么；对方的图纸怎么画，我们就怎么学。在那个阶段，我们是被技术“定义”的一方。

有需求，才会有创新。不甘受制于人的中国电网人和装备制造业者们，开始了漫长的联合攻关。

这条路有多难？用于中低压设备的绝缘纸板，国内早已掌握。但当电压等级跃升至±800千伏，对纸板的纯净度、均匀性、机械强度和长期耐老化性能的要求，达到了一个近乎苛刻的“地狱级”难度。

但我们还是做到了。今天，甘浙工程的换流变里，用的已经是“自主定义、量身定制的顶级专用货”。

这背后，不仅仅是材料科学的突破，更是设计理念的根本性变革。

掌握了材料的底层特性后，我们不再需要模仿国外的设计。基于对设备内部电场、热场分布的深刻理解，我们的研发团队提出了创新的“分级补偿绝缘”理论。

简单说，就是我们自己来定义规则。根据设备不同区域的实际受力情况，主动为它们设计不同特性的“定制铠甲”。需要强绝缘的地方，就用电气性能最优的材料；需要兼顾散热和支撑的地方，就用综合性能更强的材料。

这种精细化的设计，实现了电气性能和热性能的同步最优化，让设备的整体性能和可靠性达到了一个新高度。

这就是从“解题”到“出题”的转变。

而这，也仅仅是看得见的收益。

如果只用“降本增效”来衡量这项成就，那无异于只看到了冰山的一角。750兆伏安换流变的诞生，真正让我们血脉偾张的，是它带来的一些用钱买不到的东西。

它意味着，国家的能源大动脉上，最关键的核心装备，我们终于可以说了算。这条维系国计民生的能源“命脉”，被牢牢地掌握在了我们自己手中，从设计、制造、运维到升级，全链条的底气和话语权，让我们可以应对任何未来的不确定性。

直流控保专业组开展甘浙工程厂内联调技术监督工作丨来源：国网浙江电科院

更深远的改变，发生在国际舞台上。在尖端技术的世界里，规则向来由领跑者书写。过去，我们更多是遵循、学习国际标准的“答卷人”。而今天，随着750兆伏安换流变这样的顶级装备问世，我们开始成为那个“出题人”。未来，当全球同行要建设类似的柔性直流工程时，中国的技术实践将成为他们绕不开的参考范本。

而它的目光，更投向了未来。

随着风、光等新能源大规模并网，电网的波动性与不确定性是全世界共同的挑战。柔性直流技术，正是应对这种挑战的“最优解”之一。750兆伏安大容量换流变的研制成功，极大地提升了柔性直流的经济性和输送能力，为更大规模地接纳和输送清洁能源铺平了道路。可以说，我们不仅解决了一个眼前的工程难题，更是为构建以新能源为主体的新型电力系统，提前锻造了一件关键的核心装备。

将能源的“命脉”掌握在自己手中，将技术的“标准”刻上中国印记，将未来的“赛道”稳稳铺在脚下——这，就是750兆伏安换流变背后，真正的分量。

然而，原型机的成功下线，只是完成了制造阶段的使命。一项在设计图纸上被反复推演的严峻挑战，此刻正式浮出水面——运输。

当常规的铁路运输都已无法满足要求时，研发团队是如何通过优化每一处设计，为这个庞然大物实现极限“瘦身”的？上千公里的运输路途，他们又规划出了一条怎样的“最优路线”？

等到大件运输时，我们再探再报～

供稿

融媒体中心 邓通

绍兴公司 严璐瑶 周颖