研究的背景与问题
在“双碳”目标的战略指引下，我国新能源行业蓬勃发展，但其远距离传输和并网消纳成为技术瓶颈，构建以特高压输电线路为骨工载体的新型能源电力网络迫在眉睫，实现以核心材料引领高端电工装备技术革新，大幅提升新能源汇集、远距离输送及高效并网消纳能力具有重要意义。厚度<0.10mm超薄取向硅钢适用于100~1000Hz中频工况，是特高压输电及新能源并网装备核心材料，但长期被发达国家垄断，成为我国先进电工装备技术提升的“卡脖子"问题。为此，在“十三五“国家重点研发计划及国家电网公司重大项目支持下，项目组突破了中频超遣取向硅钢从母材到成品的基础理论及核心技术，实现高端材料自主研发及工程应用。
目前，我国特高压输电及新能源并网阳极饱和电抗器、中频变压器等电工装备铁心用材料超遣取向硅钢长期依赖日本进口，价格高达15~30万元/吨，同时限制了其在国内军工国防、交通等领域的应用，年需求量超过3000吨，高端产品吸待攻关实现国产化。但是，国内仅有个别民企采用常规取向硅钢作为母材的生产路线，长期缺乏针对母材、超潼轧制、张力退火及绝缘涂层等关键环节基础理论与技术系统研究，材料性能和生产技术显著落后国外，无法满足电网、交通、军工等领域高端应用快速发展的需求。
制约我国高端超潼取向硅钢开发的技术瓶颈体现在以下几个方面:
(1)超道取向硅钢专用母材缺失。采用工频变压器用常规取向硅钢作为母材制备超道取向硅钢是国内外通用的技术路线，但常规取向硅钢做母材有两个困局: a、组织形态(晶粒尺寸及分布)不利于超薄取向硅钢组织、织构均匀性，尤其难以获得易磁化织构锋锐比，导致损耗与磁感呈现"倒置"关系，无法制备出高性能超遭取向硅钢;b、常规取向砖钢做母材需要酸洗或机械的方法去除表面附带的绝缘涂层和硅酸镁底层，严重污染环境和损伤钢板表面，恶化超薄硅钢质量。因此，如何改善母材组织形态、开发超薄取向硅钢适用的绿色环保型高性能母材成为技术难题
(2)超取向硅钢基础研究弱。中频用超取向硅钢应兼备锋锐的易磁化织构 ((0k<100>)和均匀细小的晶粒尺寸，但超薄厚度下易磁化取向晶粒亮争长大机制复杂，易磁化织构与晶粒尺寸匹配窗口窄，高磁感与低损耗协同提升难度极大，同时，国内缺乏适用于超薄取向硅钢的绝绿涂层体系，现有绝缘涂层无法同时耐800°C高温和A级附着性。因此，如何突破超薄取向硅钢磁感与损耗“倒置”关系、耐高温高附着性绝缘涂层体系成为技术难题。
(3)工业化生产线技术及装备落后。从母材到超薄取向硅钢成品生产工序长，控制难度大，工艺窗口窄，工序协同要求极高，现有的产线设备精度、工艺控制无法完全满足制备要求，产品磁性能差、波动大、成材率低。因此，如何在理论和核心技术突破的基础上进行产线升级和改造集成，实现高性能超道取向硅钢批量稳定生产成为技术难题
(4)材料及铁心复杂工况应用评价技术空白。现有的评价技术为正弦磁化测试，无法有效评价特高压输电、新能源并网等服役工况下材料及铁心的应用可靠性，制约了国产材料服役性能提升及应用。因此，如何构建复杂磁场、温升、应力等多工况耦合条件下应用可靠性评价方法，提升复杂工况测量精度成为技术难题。
项目组集中了取向硅钢研发及应用领域最的研究与生产机构，在取向硅钢基础理论母材及超潼取向硅钢研发、应用技术等方面已开展了系统的研究工作，在电力变压器用018mmv0.35mm规格取向硅钢研发、生产及应用领域已达国际领先水平，并对<0.10mm超道取向硅钢进行了系列的实验室和工业试制研究，具备实现国产高端超薄取向硅钢从”0“到”1“突破的理论和实践基础
解决问题的思路与技术方案
1、解决问题的思路
本项目采用从专用母材到超遣取向硅钢一贯式研发及生产的技术路线如图1所示，围绕高性能母材开发-超薄取向硅钢制备-全流程工业化产线集成-多工况应用评价体系创建-铁心与装备研制及工程应用开展研究，突破专用母材与超遣取向硅钢微观组织演变机制、Goss晶粒竞争长大机制、易磁化织构锋锐化控制、磁性能与组织形态匹配机制等基础理论，开发高性能母材及超薄取向硅钢全流程工业化生产工艺，创建材料与铁心多工况耦合试验平台及评价方法，攻克铁心及装备设计制造关键技术，解决专用母材缺失、磁性能与组织调控基础理论和关键技术弱的难题，最终实现国产材料、铁心、装备批量生产及工程应用，解决核心材料"卡脖子”问题。

变压器,干式变压器,调压器,箱式变电站,预装式变电站,高压开关柜,无功补偿装置,串联补偿装置,光伏补偿装置

核心提示:变压器投入运行前为什么要做中击试验?

特高压换流变压器油中电弧转移熄弧模拟试验完成

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