以人跡罕至的西部荒漠為起點(diǎn)，以人口稠密的東部用電大省為終點(diǎn)，一根根特高壓輸電線路，穿行逾千公里，不僅架設(shè)起一條條綠色能源“高速公路”，也鍛造出一條從技術(shù)到施工全面領(lǐng)跑世界的中國特高壓產(chǎn)業(yè)鏈。

在這條產(chǎn)業(yè)鏈中，衡長株潭特高壓輸變電裝備產(chǎn)業(yè)集群是耀眼的明珠之一，產(chǎn)業(yè)集群在實(shí)踐摸索中不斷研發(fā)創(chuàng)新，協(xié)力推動(dòng)我國特高壓線路建設(shè)向電壓更高、容量更高、海拔更高、能效更高的世界高峰邁進(jìn)，成為中國制造又一張名片。

將清潔能源送到家鄉(xiāng)

一條蜿蜒1634千米的長龍，從寧夏回族自治區(qū)中衛(wèi)市出發(fā)，途經(jīng)甘肅省、陜西省、重慶市、湖北省，最終抵達(dá)湖南省衡陽市。長龍的一端連接著建設(shè)在沙漠、戈壁、荒漠中總裝機(jī)容量高達(dá)17640MW的新能源基地，另一端連接著擁有6604萬人口的華中經(jīng)濟(jì)大省。

這是我國正在建設(shè)的寧夏-湖南±800千伏特高壓直流輸電工程（簡稱“寧電入湘”工程）。

如果按計(jì)劃在今年10月順利投入運(yùn)營，僅此一條輸電路線，將每年輸送至少360億千瓦時(shí)的電量。

在這條“電力高速公路”的終點(diǎn)，由特變電工電裝集團(tuán)衡變公司（簡稱“衡變公司”）承制的高端換流變壓器，完成試驗(yàn)一次通過，保障了工程的順利推進(jìn)。

至此，衡變公司承制的衡陽換流站14臺(tái)高端換流變壓器全部實(shí)現(xiàn)一次制造成功、一次試驗(yàn)合格。

高端換流變壓器，作為±800千伏及以上特高壓直流輸電工程的心臟，為超大容量、超長距離電力輸送提供穩(wěn)定動(dòng)力。

“高端換流變壓器的精密程度如心臟一般精細(xì)。”衡變公司設(shè)計(jì)部直流處副處長王群偉介紹，高端換流變壓器的絕緣紙厚度公差須控制在±0.5毫米，多層絕緣結(jié)構(gòu)的裝配累積誤差必須小于1毫米，哪怕存在芝麻大小的雜質(zhì)和氣泡，都會(huì)導(dǎo)致試驗(yàn)失敗。

“在這樣的標(biāo)準(zhǔn)要求下，14臺(tái)高端換流變壓器一次試驗(yàn)合格，代表著領(lǐng)先行業(yè)的技術(shù)水準(zhǔn)和制造過程管控對(duì)產(chǎn)品全生命周期、質(zhì)量一致性的‘缺陷零容忍’?！蓖跞簜ケ硎尽?/p>

對(duì)“缺陷零容忍”的態(tài)度，是特高壓輸變電產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)一致的信條。在衡變公司上游，金杯電工同樣以一次檢驗(yàn)合格出廠的標(biāo)準(zhǔn)，保質(zhì)、保量、按期向衡變公司交付了14臺(tái)換流變壓器繞組線，確保了“寧電入湘”工程衡陽站的建設(shè)進(jìn)度。

“變壓器繞組線是變壓器的關(guān)鍵部件，變壓器的高性能要求對(duì)我們而言同樣是一大挑戰(zhàn)。”金杯電工董秘黃躍宇告訴記者，“在確保各項(xiàng)絕緣性能、導(dǎo)電性能和機(jī)械性能符合要求的前提下，導(dǎo)體和絕緣層不能有任何形式的污染，更不允許有任何微小的損傷，這要求從原材料到繞組線的每個(gè)制造環(huán)節(jié)都要有嚴(yán)格的工藝要求和管控措施?！?/p>

“然而這一切都是值得的，在產(chǎn)業(yè)鏈上下游共同的努力下，‘寧電入湘’工程建成后，將清潔能源直接送到我們的家鄉(xiāng)，金杯電工未來發(fā)展也將直接受益于這一工程?！秉S躍宇說。

做原創(chuàng)性研發(fā)

過去20年間，衡陽、長沙、株洲、湘潭四市的特高壓輸變電裝備產(chǎn)業(yè)集群不斷攻堅(jiān)克難，與我國的特高壓建設(shè)一同，經(jīng)歷了從跟跑到領(lǐng)跑的全過程。在我國目前已投運(yùn)的31條特高壓線路中，27條采用這一集群企業(yè)出品的裝備，目前集群年總產(chǎn)值超2200億元。

湖南省工信廳相關(guān)人士告訴記者，2024年集群實(shí)現(xiàn)總產(chǎn)值占全國比重超25%，其中特高壓變壓器、電抗器市場占有率已連續(xù)10年全球第一。2024年，衡長株潭特高壓輸變電裝備產(chǎn)業(yè)集群正式獲批國家級(jí)先進(jìn)制造業(yè)產(chǎn)業(yè)集群，成為國內(nèi)唯一入選的特高壓輸變電裝備產(chǎn)業(yè)集群。

目前衡長株潭特高壓輸變電裝備產(chǎn)業(yè)集群內(nèi)集聚了715家規(guī)模企業(yè)，已形成覆蓋關(guān)鍵原材料、特高壓輸變電裝備、配電裝備、電力工程服務(wù)等環(huán)節(jié)的全產(chǎn)業(yè)體系。

其中，位居中游的核心設(shè)備制造，是整個(gè)“衡長株潭特高壓輸變電裝備產(chǎn)業(yè)集群”的核心支點(diǎn)，裝備企業(yè)們普遍以研發(fā)為導(dǎo)向，通過不斷的技術(shù)創(chuàng)新，推動(dòng)關(guān)鍵設(shè)備的制造技術(shù)成熟進(jìn)化，如火車頭一般牽引著整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈不斷向前。

“目前，世界上有且只有中國成功建設(shè)了交、直流特高壓電網(wǎng)并投入商業(yè)運(yùn)行?！遍L高電新副總工程師鄧文華告訴記者，“以前，我們做高壓/超高壓開關(guān)，尚可以跟隨國外技術(shù)水平，然而到了特高壓領(lǐng)域，全世界都沒有先例，我們只能摸著石頭過河?！?/p>

開關(guān)是電路中的必需部件，大眾熟悉的家庭場景中，應(yīng)對(duì)220V電壓的開關(guān)尺寸往往只有拇指大小。然而在特高壓環(huán)境中，開關(guān)的尺寸會(huì)上萬倍地放大。在長高電新廠區(qū)，記者看到，兩個(gè)二十多米由特制絕緣體支撐的鋼鐵巨塔拔地而起，巨塔的頂端各有一個(gè)直徑約四米的大鋁球相對(duì)而立，隨著開關(guān)主觸頭以毫米級(jí)的精準(zhǔn)度將兩個(gè)鋁球鏈接在一起，巨大的能量流過電網(wǎng)，上千公里外的整座城市都會(huì)被瞬間點(diǎn)亮。

“特高壓環(huán)境會(huì)帶來許多普通環(huán)境下想象不到的困難?！编囄娜A告訴記者。以發(fā)揮均勻電場作用的兩個(gè)鋁球?yàn)槔?，球體的弧度需要專門研發(fā)。均勻擴(kuò)散的電場就像是在水中慢慢蕩漾開去的波紋，逐步有序地向遠(yuǎn)處散開，然而如果鋁球尺寸及弧度計(jì)算錯(cuò)誤，局部過高的電場會(huì)瞬間化為“巨浪”，將開關(guān)外部的絕緣介質(zhì)擊穿，引發(fā)短路故障。

電場只是特高壓環(huán)境開關(guān)開發(fā)技術(shù)難點(diǎn)之一，特高壓環(huán)境下的絕緣體設(shè)計(jì)、超大容量負(fù)荷的發(fā)熱控制，大結(jié)構(gòu)尺寸下運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性控制……一系列難題均需要克服解決?！斑@些困難是世界性的，僅有中國少數(shù)幾個(gè)廠家能夠攻克，我們的技術(shù)參數(shù)也引領(lǐng)了相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展?！编囄娜A說。

±1100kV換流變壓器、1100kV并聯(lián)電抗器、海上風(fēng)電專用塔筒變壓器、特高壓柔性直流換流閥……衡長株潭特高壓輸變電裝備產(chǎn)業(yè)集群在特高壓領(lǐng)域累計(jì)創(chuàng)造了數(shù)十項(xiàng)世界第一和上百項(xiàng)全國第一。

這背后，是集群企業(yè)整體保持高研發(fā)強(qiáng)度。集群里，有9家國家單項(xiàng)冠軍企業(yè)和61家專精特新“小巨人”企業(yè)。在35個(gè)國家級(jí)創(chuàng)新平臺(tái)和161個(gè)省級(jí)平臺(tái)的支持下，衡長株潭特高壓輸變電裝備產(chǎn)業(yè)集群正在從中低端制造向“高端化”制造轉(zhuǎn)型。

向更“高”處攀登

無論研發(fā)還是制造，中國的特高壓輸變電裝備都已經(jīng)處于國際領(lǐng)先地位。下一步，衡長株潭特高壓輸變電裝備產(chǎn)業(yè)集群的目標(biāo)是什么？

“創(chuàng)建世界級(jí)特高壓輸變電裝備產(chǎn)業(yè)集群！”湖南省工信廳去年編制的《衡長株潭輸變電裝備先進(jìn)制造業(yè)集群培育提升三年行動(dòng)方案（2024—2026）》明確提出這一目標(biāo)，預(yù)期到2026年集群總營收2700億元，到2030年集群總營收突破4000億元。

龍頭企業(yè)們已經(jīng)忙碌起來，進(jìn)一步加大研發(fā)力度。在黃躍宇看來，研發(fā)方向一方面是進(jìn)一步提升裝備的安全可靠性，另一方面是進(jìn)一步提高裝備的運(yùn)行效能，助推中國特高壓向更“高”處攀登。在這個(gè)過程中，進(jìn)一步加碼智能制造能力、加大原創(chuàng)技術(shù)開發(fā)能力是重要抓手。

鄧文華至今都記得十幾年前第一次參與特高壓產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，用紙和筆開展工作的經(jīng)歷。“當(dāng)時(shí)為了計(jì)算開關(guān)的平衡性，光公式計(jì)算就做了好幾頁，將計(jì)算結(jié)果轉(zhuǎn)化為圖紙又是好多本，花了大半年才把產(chǎn)品給做出來。而如今，產(chǎn)品尺寸越來越大、電壓等級(jí)越來越高，在三維設(shè)計(jì)軟件和有限元仿真分析軟件的擬合下，研發(fā)效率有了十幾倍的提升?！?/p>

在“寧電入湘”工程14臺(tái)高端換流變壓器的制造中，衡變公司的圖紙全部實(shí)現(xiàn)三維設(shè)計(jì)，通過數(shù)字仿真驗(yàn)證技術(shù)模擬了上千種方案，優(yōu)化線圈結(jié)構(gòu)，摸索出導(dǎo)線焊接最合適的工藝參數(shù)，把±800千伏換流變焊點(diǎn)從450個(gè)壓縮到42個(gè)，但焊點(diǎn)操作的可靠性卻提升了10倍。在王群偉看來，這不僅是技術(shù)的勝利，更是中國高端裝備從“能用”到“極致”的縮影。

在金杯電工，千方百計(jì)地降低損耗、提升運(yùn)行效能是當(dāng)下的研發(fā)重點(diǎn)之一，公司瞄準(zhǔn)了材料升級(jí)。變壓器的損耗主要來自線圈和鐵芯，目前公司自主研發(fā)的“超薄漆膜”技術(shù)已經(jīng)在非特高壓變壓器上應(yīng)用?！袄@組線絕緣層的潛力還有很多可以挖掘，我們期待與上游原材料供應(yīng)商建立深度協(xié)同機(jī)制，通過聯(lián)合技術(shù)攻關(guān)等方式突破絕緣材料技術(shù)瓶頸?！?/p>

而在政策賦能端，湖南省工信廳相關(guān)人士介紹，在2025年省工信廳規(guī)劃了“四項(xiàng)”重點(diǎn)工作，提高發(fā)展質(zhì)量與加速出海是兩大重點(diǎn)方向之一。

以高標(biāo)準(zhǔn)促進(jìn)高質(zhì)量發(fā)展：圍繞新工藝和新產(chǎn)品開發(fā)，湖南省工信廳將鼓勵(lì)、指導(dǎo)和幫助集群企業(yè)，特別是中小企業(yè)提升標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量水平，共計(jì)劃參與制修訂200個(gè)國家和地方標(biāo)準(zhǔn)。以龍頭企業(yè)引領(lǐng)出海：借助和發(fā)揮龍頭企業(yè)海外市場引領(lǐng)作用，合作在“一帶一路”共建國家建立100個(gè)營銷機(jī)構(gòu)或辦事處，進(jìn)而促進(jìn)集群400家企業(yè)產(chǎn)品遠(yuǎn)銷海外。

“輸變電裝備產(chǎn)業(yè)集群是實(shí)現(xiàn)‘雙碳’目標(biāo)和保障能源安全的關(guān)鍵支撐，也是我國建設(shè)制造強(qiáng)國的優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)?！焙庾児径麻L種衍民表示。展望未來幾年，列入計(jì)劃的特高壓有“十六交十二直”，“十五五”期間我國特高壓工程投資將保持高強(qiáng)度。

在新的挑戰(zhàn)與機(jī)遇面前，種衍民建議，通過完善頂層設(shè)計(jì)、優(yōu)化產(chǎn)業(yè)布局、發(fā)揮龍頭企業(yè)引領(lǐng)作用以及加強(qiáng)市場監(jiān)管等措施，提升產(chǎn)業(yè)鏈、供應(yīng)鏈穩(wěn)定性和競爭力，推動(dòng)集群高端化、智能化、綠色化發(fā)展，以打造世界一流的產(chǎn)業(yè)集群，為我國制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展提供重要支撐，助力中國經(jīng)濟(jì)在全球產(chǎn)業(yè)鏈中邁向更高水平。

記者觀察：二十年堅(jiān)持不懈 達(dá)跬步千里之效

“衡長株潭特高壓輸變電裝備產(chǎn)業(yè)集群”為什么能成功？對(duì)原創(chuàng)性、引領(lǐng)性創(chuàng)新的不懈追求，是這個(gè)“集群”中所有企業(yè)共同的“精神基因”。

為什么要做原創(chuàng)性研發(fā)？“因?yàn)樵谔馗邏侯I(lǐng)域，海外也沒有形成成熟的技術(shù)和設(shè)備，我們就是拿著錢也沒地方買，沒地方學(xué)?！?/p>

為什么要做引領(lǐng)性研發(fā)？“因?yàn)閺慕涣魈馗邏旱街绷魈馗邏海娏鲝?000A到8000A，從常規(guī)直流到柔性直流，從低海拔到高海拔，中國的實(shí)際應(yīng)用場景確確實(shí)實(shí)需要這些前沿的技術(shù)儲(chǔ)備?！?/p>

說到底，目前世界上有且只有中國成功建設(shè)了交、直流特高壓電網(wǎng)并投入商業(yè)運(yùn)行，而“衡長株潭特高壓輸變電裝備產(chǎn)業(yè)集群”整體領(lǐng)跑世界的技術(shù)水平，也是和中國的特高壓工程應(yīng)用與實(shí)踐同步發(fā)展的。

然而，從創(chuàng)新到應(yīng)用的轉(zhuǎn)化，并非只是財(cái)報(bào)上看到的“集群企業(yè)平均研發(fā)投入強(qiáng)度約5%”。這一過程根植于我國超大規(guī)模的市場空間，受益于我國過去20年里建立的工程師紅利，更是源于研發(fā)人員們?nèi)杖找挂怪泵鎲栴}、拆解問題、解決問題積累而成的破繭成蝶。

在這樣的日夜耕耘中，衡長株潭特高壓輸變電裝備產(chǎn)業(yè)集群以及整個(gè)中國特高壓產(chǎn)業(yè)創(chuàng)造了了不起的成就，為我國新型能源體系建設(shè)作出巨大貢獻(xiàn)。

經(jīng)濟(jì)發(fā)展“含綠量”顯著提升：過去10年，我國煤炭占能源消費(fèi)比重下降12.6個(gè)百分點(diǎn)，非化石能源消費(fèi)量翻了一番多，總量規(guī)模穩(wěn)居世界第一?！澳茉吹娘埻氡仨毝嗽谧约菏掷铩?，“西電東送”工程的輸電能力已超過3億千瓦，支撐我國東中部地區(qū)約1/5的用電需求。以技術(shù)革命鍛造現(xiàn)代化能源產(chǎn)業(yè)鏈。

新的挑戰(zhàn)、新的課題已經(jīng)擺在面前。截至3月底，我國風(fēng)電光伏發(fā)電裝機(jī)達(dá)到14.82億千瓦，歷史性超過火電裝機(jī)。未來，在能源結(jié)構(gòu)加快轉(zhuǎn)型下，特高壓產(chǎn)業(yè)需進(jìn)一步高端化、智能化、綠色化發(fā)展。

打破“內(nèi)卷式”競爭，加強(qiáng)合作協(xié)同，是衡長株潭特高壓輸變電裝備產(chǎn)業(yè)集群企業(yè)發(fā)展的共同選擇。記者留意到，各主體聚焦自身核心優(yōu)勢，在集群內(nèi)企業(yè)之間，上下游企業(yè)之間，企業(yè)與高校之間的合作交流密集展開。

從世界一流的技術(shù)創(chuàng)新，到世界一流的產(chǎn)業(yè)集群，在凝聚科技創(chuàng)新共識(shí)的基礎(chǔ)上，“衡長株潭特高壓輸變電裝備產(chǎn)業(yè)集群”將繼續(xù)為我國制造業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展提供支撐。