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        資訊信息
        世界首臺超高壓快速真空斷路器研發(fā)成功
        來自:特電   發(fā)布時(shí)間:2020-10-08

         世界首臺超高壓快速真空斷路器研發(fā)成功

         
             如何加快適應(yīng)我國特高壓電網(wǎng)和新能源發(fā)展建設(shè),確保電網(wǎng)安全可靠穩(wěn)定運(yùn)行?如何進(jìn)一步提高傳統(tǒng)斷路器開斷時(shí)間,解決沖擊電流過大?面對世界電力科技界共同矚目的攻關(guān)難題,近日從西安高壓電器研究院傳來喜訊:363kv/5000a/63ka快速真空斷路器取得關(guān)鍵技術(shù)突破,將開斷短路電流時(shí)間由60毫秒提升至10-20毫秒。
         
        60毫秒與20毫秒是什么感覺?根據(jù)醫(yī)學(xué)界定義,正常人眨動一下眼睛約需要0.1秒時(shí)間,即100毫秒,60毫秒意味著來不及完成一次眨眼,20毫秒則僅相當(dāng)于眼皮顫動一次。在電光火石瞬間,快速真空斷路器順利完成分閘動作,成功切除電網(wǎng)故障線路,確保了電網(wǎng)設(shè)備、千家萬戶百姓平穩(wěn)安全供用電。
         
        要做就一定做到最好“雖然還未正式認(rèn)證,但說它是‘世界首臺超高壓快速真空斷路器’一點(diǎn)也不為過!”項(xiàng)目參與者之一,國網(wǎng)寧夏電科院科技部負(fù)責(zé)人黃永寧自豪地說。
         
         363kv/5000a/63ka快速真空斷路器項(xiàng)目自2011年著手,由51位來自電網(wǎng)企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)的研發(fā)團(tuán)隊(duì)擔(dān)綱實(shí)施,歷時(shí)7年攻堅(jiān)克難,連續(xù)突破了多項(xiàng)世界性技術(shù)難題。據(jù)黃永寧介紹,該項(xiàng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了短路電流的開斷能力由研發(fā)目標(biāo)的63千安提升到80千安,突破了目前傳統(tǒng)斷路器最大開斷63千安短路電流的能力;實(shí)現(xiàn)了由60毫秒開斷短路電流提升至10-20毫秒,突破了世界目前范圍已有真空斷路器最快開斷短路電流速度;實(shí)現(xiàn)了363千伏電壓等級下對短路電流的直接開斷,將在超高壓電網(wǎng)應(yīng)用方面取得新突破……”
         
        閃電動作堪比神經(jīng)中樞.將快速斷路器動作時(shí)間從60毫秒提速到20毫秒,對于普通的居民用電來說,幾乎難以察覺,而縮短故障持續(xù)時(shí)間40毫秒,對于工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)用電則意義非凡。
         
        據(jù)相關(guān)資料顯示,近20年來,全世界由于電壓暫降(包括短時(shí)電壓中斷)造成的損失,約占工業(yè)樣本總損失的60%。如20世紀(jì)90年代末,英國某造紙廠因一次僅持續(xù)0.3秒的電壓暫降導(dǎo)致關(guān)鍵負(fù)荷裝置跳閘,生產(chǎn)線作業(yè)中斷,給企業(yè)帶來的直接經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)14萬英鎊;據(jù)中國電力科學(xué)研究院對北京首都鋼鐵廠的調(diào)查,2002年企業(yè)發(fā)生電壓暫降情況19次,每次造成的直接經(jīng)濟(jì)損失折合人民幣達(dá)200-300萬元人民幣。而當(dāng)短路故障發(fā)生時(shí),363kv/5000a/63ka快速真空斷路器檢測到短路電流,在2毫秒內(nèi)預(yù)測電流過零點(diǎn),控制器迅速反應(yīng),發(fā)出分閘指令,超快速電磁斥力機(jī)構(gòu)收到分閘指令后開始動作,在5毫秒內(nèi)完成分閘操作,即斷開故障電流。就如同人的手指忽然被針扎到,人體神經(jīng)中樞將信息迅速傳送至大腦,大腦收到指令后指揮手指動作,在5毫秒內(nèi)完成手指離開針尖的動作,從而保護(hù)手指免受更大傷害。
         
        科技發(fā)展之路加速度
         
           傳統(tǒng)斷路器開斷時(shí)間長、沖擊電流大,當(dāng)發(fā)生短路故障以后,繼電保護(hù)裝置動作時(shí)間通常在10到20毫秒,斷路器固有分閘時(shí)間為30到60毫秒,燃弧時(shí)間為10到20毫秒,再到故障切除時(shí)間更是長達(dá)60毫秒至140毫秒。
         
        據(jù)業(yè)內(nèi)人士介紹,對于國內(nèi)50赫茲的電網(wǎng),短路后5到10毫秒之內(nèi)就已達(dá)到?jīng)_擊電流最大值。而對于更高等級的363千伏電壓等級線路,國內(nèi)外較為先進(jìn)的六氟化硫斷路器最快分閘時(shí)間也在50毫秒以上。這意味著早在斷路器開斷之前,系統(tǒng)的設(shè)備就已經(jīng)受到了五六次大電流的沖擊,后果可想而知。
         
        “從2011年確定研發(fā)快速真空斷路器,到2013年快速斷路器的分閘時(shí)間試驗(yàn)僅僅提升了5毫秒,每再提升1毫秒或者電壓等級再加高一點(diǎn),就會產(chǎn)生抖動現(xiàn)象、快速斷開無法自愈合、設(shè)備不動作等問題,可謂困難重重。”
         
        為了突破一個(gè)個(gè)研發(fā)障礙,由國網(wǎng)寧夏電力有限公司首席專家、寧夏電科院名譽(yù)院長艾紹貴帶隊(duì)的科研團(tuán)隊(duì),7年累計(jì)進(jìn)行了15000次試驗(yàn),成功突破多項(xiàng)關(guān)鍵核心技術(shù),最終使得研制快速真空斷路器樣機(jī)的目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)。
         
        在成功研制“363kv/5000a/63ka快速真空斷路器”期間,國網(wǎng)寧夏電科院還衍生出快速開關(guān)型變阻抗節(jié)能變壓器、快速開關(guān)型限流技術(shù)、快速開關(guān)型串聯(lián)補(bǔ)償技術(shù)、快速開關(guān)型變壓器隔直裝置、快速開關(guān)型消弧消諧裝置等眾多科技創(chuàng)新成果,多項(xiàng)科技成果位于世界領(lǐng)先地位,填補(bǔ)了相關(guān)領(lǐng)域空白。
         
        一臺快速開關(guān)型的零損耗深度限流裝置用于240mva變壓器的35千伏側(cè),一年僅運(yùn)行損耗電量折算成電費(fèi)就可節(jié)省166萬元;僅此一項(xiàng)技術(shù)的運(yùn)用,每年就可為寧夏電網(wǎng)節(jié)約電費(fèi)16.6億元。
         
           回望寧夏電網(wǎng)發(fā)展歷程,從上世紀(jì)八九十年代一座110千伏變電站支撐一個(gè)地區(qū)供電的窘迫處境,到本世紀(jì)初寧夏電網(wǎng)750網(wǎng)架初步建成,再到如今特高壓直流輸電的飛速發(fā)展,國網(wǎng)寧夏電科院致力于推動電網(wǎng)科技發(fā)展的腳步從未停歇。未來,國網(wǎng)寧夏電科院將進(jìn)一步加大新技術(shù)、新設(shè)備的實(shí)際推廣應(yīng)用,為推動新型快速超高壓斷路器裝備產(chǎn)業(yè)的發(fā)展、提升國家電力自主創(chuàng)新能力和裝備制造能力做出貢獻(xiàn)。
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