“我国在网运行的变压器数量是1700万台，每年的损耗是2500亿度，长江干流有三峡，溪洛渡，葛洲坝，向家坝4座主要的水电站，全国每年2500亿度的损耗，相当于这四组水电站的2020年发电的总和！”
向记者做出这个解释的高仕斌，是西南交通大学电气工程学院教授，国家轨道交通电气化与自动化工程技术研究中心主任，博士生导师。在3月25日举行的四川省科学技术奖励大会上，他和团队完成的“大型超低损耗卷铁心关键技术与应用”荣获技术发明奖一等奖。
变压器不是一个新的概念，100多年以来，它一直是存在，但是长久以来，我们的变压器采用的是美国所发明叠铁心变压器。但对于大型卷铁心变压器来说，此前，国内外都是生产不出来的。换句话说，高仕斌和他的团队将大型卷铁心变压器，从实验室推向产品，再推向工程应用，一举填补了国内外的空白。
其实，这个项目可以追溯到2013年。当时，高仕斌从中国铁路总公司那里接到了科研任务。仅在一年后，世界上第一台220KV/56.5MVA大型卷铁心变压器诞生，根据当时国家变压器质量监督检验中心所给出的试验数据，该卷铁心变压器的损耗能够比同等的叠铁心变压器降低40%，温升能够降低二十几K，也就是说，相较于传统的叠铁心变压器，该卷铁心变压器的性能大为提高。
但对于这样一个从0到1填补空白的技术，在这一年的时间里遇到的困难远比想象中更多。比如，它的制作工艺和损耗的计算方法。像这种大型卷铁心变压器，硅钢片需要连续卷绕4000、5000层，铁心损耗是没有现成计算方法的。为此，团队通过理论研究，提出了一种涡流损耗计算方法。
而对于变压器的应用前景，高仕斌和他的团队也很有自信。根据相关计划，到2023年，我国在网运行的高效节能变压器的比例将提高10%以上，2023年新增的高效节能变压器的占比要达到75%，这是一个挑战性很强的任务。为此，高仕斌也给自己布置了新的任务，那就是把低损耗变压器的产品链条做得更丰富：不仅仅是高电压大容量的变压器，在10KV、35KV等变压器方面，也要进行大量的技术推广，为国家的节能减排作出更大的贡献。
高电压大容量超低损耗卷铁心变压器
我国在网运行变压器每年电能损耗约2500亿度，相当于2座三峡水电站的年发电量，因此，变压器节能降耗意义重大。
西南交通大学高仕斌教授团队与常州太平洋电力设备（集团）有限公司（简称：常州太平洋）合作，在国家重点研发计划等支持下，立足变压器结构创新，发明卷铁心涡流损耗计算方法，解决了“低损耗设计”难题；发明专用工艺控制技术与工艺装备，突破了“高性能制造”瓶颈；发明大型卷铁心变压器针对性试验方法，保障了制造与运行品质。中国机械工业联合会产品鉴定认为“产品主要性能技术指标国际领先”、中国铁路总公司技术评审认为“关键技术国际领先”。
西南交通大学针对大型卷铁心变压器的“设计-制造-试验”开展了系统的理论研究和关键技术突破，与常州太平洋一起，成功开发了世界首台220kV/56.5MVA卷铁心牵引变压器；为了实现产品化、规模化生产，实现工程化应用，常州太平洋投资3亿多元建设了大型卷铁心变压器自动化生产线和出厂试验系统；随后，形成了大型卷铁心变压器产品链，包括2×27.5kV卷铁心自耦变压器、10kV、35kV、110 kV、220kV等电压等级不同容量的电力变压器。
该技术成果累计应用3736台，广泛应用于京沈、京沪高铁和电力系统、工艺企业，支撑了国家重大工程建设和节能减排战略。
（来源|四川观察，转自电气工程学院）
