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一個產能單位里的科創力|一組變壓器牽引高鐵跑出“中國速度”
2023-05-25 記者 張莫 于瑤 來源: 經濟參考報

  呼嘯而過的銀西高鐵和諧號動車組駛過變電站間,守護它的牽引變壓器瞬間將330kV降為27.5kV,確保了動車組的順利行駛。

  從武廣高鐵的時速394.2公里,到滬杭高鐵的時速416.6公里,再到京滬高鐵的時速486.1公里……我國高鐵頻頻刷新世界鐵路運營試驗最高速度的背后,都離不開電氣化鐵路的“心臟”產品——牽引變壓器。從最初技術全面被國外壟斷,到現在部分產品的性能指標甚至優于國外,牽引變壓器也成為中國制造的新名片。

  裝配車間內,工人們正在進行高速鐵路牽引變壓器的裝配及真空注油工作。記者 李旭倫 攝

  在銀川城郊一片占地6.6萬平方米的區域,坐落著一排排廠房。記者走進臥龍電氣銀川變壓器有限公司(以下簡稱“銀川變壓器”)裝配車間,2臺高8米、重114噸的高鐵牽引變壓器,正在接受出廠前檢測,這樣的一個“大家伙”,讓人無法忽視它的存在。

  牽引變壓器是保證電氣化列車安全、穩定、高效運營的動力源,擔負著向列車提供穩定、持續、可靠電能的任務,是電氣化鐵路的核心組成部分。

  “打個形象的比喻,它相當于電氣化鐵路的‘心臟’產品。”銀川變壓器董事長何東武說,“在電氣化鐵路中,電網過來的不同電壓等級的電能,要通過變電所統一降壓到27.5kV這一標準運行電壓才能使用,而變電所的核心設備就是牽引變壓器。”

  這樣的“心臟”產品,對生產、設計和研發來說都是難題。何東武坦言,雖然我國電氣化鐵路建設發展迅速,但直到上世紀90年代,真正時速200公里以上的高速鐵路牽引變壓器的核心技術,還是掌握在國外企業手中。

  據銀川變壓器總工程師魯瑋介紹,電氣化鐵路運行的特點是負載幅度變化大,有時可能出現短時幾倍于額定容量的沖擊負載。“所謂負載幅度變化大,就是高鐵經過變電所時,變壓器處于高過載的狀態,高鐵通過的一瞬間,電流急速下降,這樣巨大的電流落差瞬間,對變壓器而言就像‘坐過山車’,沖擊非常大。”魯瑋說,這就要求牽引變壓器具有過載能力強、抗短路頻繁的能力。

  “這對技術要求非常高,唯有全力攻克。即便是數十稿的電磁計算全部被自己推翻,也不能阻礙我們向證明國產化產品實力這一目標奮進的步伐。”何東武說。

  沒有技術,技術團隊就到全國各地科研院校,對比分析大量產品資料,反復論證設計;沒有資金,企業員工就集體出資助力……通過不斷破解短板,企業打破了牽引變壓器的可靠性技術、絕緣技術、節能技術等關鍵技術的瓶頸,完成了樣機試制,并通過了國家變壓器檢驗監測中心的全套試驗。

  “經過測試和主要技術參數對比,除了產品外觀和體積稍遜外,我們產品的性能指標和技術水平與國外同類產品不相上下,部分指標甚至優于國外,但價格卻是他們的一半。”何東武說。

  制造獨一無二的重器,還須擁有先進的制造工藝。

  320噸的行車在忙碌的轉運,鐵心生產線發出有節奏的剪裁聲……在生產車間內,不管是精細的生產組織,還是嚴密的現場管理,或者齊套的材料供應,無不彰顯著對“工匠精神”的追求。

  “繞制線圈要‘緊平實齊’、裝配器身要‘嚴齒合縫’、加工油箱要‘光滑平整’。”何東武說,每個牽引變壓器生產由5大部分組成,要經歷近百道細節工序,而每一道工序都要做到精雕細琢。

  以繞制線圈這項工作為例,“繞制線圈是變壓器生產中技術含量最高的一道工序,繞制工作目前無法通過機器代替人工完成。”銀川變壓器線圈車間主任尹東輝說,針對線圈繞制中低壓多根導線繞制絞繞嚴重、繞制難度大的問題,他還多次與工藝部門、車間骨干員工進行討論研究,大大提高了質量與效率,并形成了銀川變壓器特有的線圈繞制工藝技術。

  創新拼搏、奮楫而上,銀川變壓器逐步成長為我國變壓器的骨干制造企業,其牽引變壓器產品份額也占到全國市場的三成以上。“我們還積極參與‘一帶一路’建設,目前已經有印度、巴基斯坦等近20個國家正在使用我們的產品,覆蓋地鐵、電氣化鐵路等多個領域。”何東武說,其產品不是定型的,而是針對每個區域不同的環境和氣候,針對每條鐵路不同的特性,去“量身定制”相應的變壓器。

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