當(dāng)前位置：
我國(guó)首臺(tái)國(guó)產(chǎn)±800千伏直流高速開(kāi)關(guān)于去年年底在南方電網(wǎng)柳州換流站掛網(wǎng)運(yùn)行。這標(biāo)志著我國(guó)特高壓直流高速開(kāi)關(guān)國(guó)產(chǎn)化關(guān)鍵技術(shù)取得重大突破，將進(jìn)一步鞏固了我國(guó)在直流輸電領(lǐng)域的核心競(jìng)爭(zhēng)力，對(duì)于推動(dòng)國(guó)內(nèi)直流輸電技術(shù)發(fā)展，促進(jìn)特高壓直流裝備產(chǎn)業(yè)升級(jí)，以及保障電力能源供應(yīng)安全都具有十分重要的意義。
22個(gè)月攻克世界級(jí)難題
直流高速開(kāi)關(guān)，是多端直流系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，由近千個(gè)零部件組成，是十分精密的開(kāi)關(guān)電氣設(shè)備。在以往兩端直流工程中，普遍采用常規(guī)的隔離開(kāi)關(guān)。但在多端直流工程中，直流高速開(kāi)關(guān)不可或缺。
“多端直流采用直流高速開(kāi)關(guān)，可提升直流系統(tǒng)運(yùn)行的靈活性與可靠性，相較于隔離開(kāi)關(guān)開(kāi)斷時(shí)間極短。隔離開(kāi)關(guān)動(dòng)作一次時(shí)間約24秒，無(wú)法實(shí)現(xiàn)第三站點(diǎn)在線投退和故障線路快速隔離?！蹦戏诫娋W(wǎng)超高壓公司電力科研院領(lǐng)軍級(jí)技術(shù)專家兼攻關(guān)項(xiàng)目組成員張長(zhǎng)虹說(shuō)：“直流高速開(kāi)關(guān)動(dòng)作一次僅需21毫秒，在我們不經(jīng)意的起心動(dòng)念間早已經(jīng)動(dòng)作到位了?！?/span>
據(jù)了解，目前國(guó)內(nèi)使用的±800kV直流高速開(kāi)關(guān)完全依賴進(jìn)口，這些進(jìn)口的產(chǎn)品陸續(xù)出現(xiàn)了斷口濕耐受絕緣不足、小直流電流開(kāi)斷能力較小、操動(dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)作振動(dòng)大、均壓環(huán)電暈明顯等問(wèn)題，暴露出設(shè)備在絕緣裕度、機(jī)械傳動(dòng)鏈、電弧控制等方面不足。不僅維修成本高昂，而且維修時(shí)間也不可控，是多端直流工程建設(shè)“卡脖子”的設(shè)備之一。
為了解決這個(gè)“卡脖子”難題，南方電網(wǎng)超高壓公司聯(lián)合設(shè)備廠家、科研院所等科研力量，組建了橫跨“產(chǎn)學(xué)研用”科研攻關(guān)團(tuán)隊(duì)，對(duì)特高壓直流高速開(kāi)關(guān)開(kāi)展攻關(guān)。
“我們的目標(biāo)是不僅要實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，還要性能更優(yōu)、更有競(jìng)爭(zhēng)力?！蹦戏诫娋W(wǎng)公司超高壓公司創(chuàng)新部副總經(jīng)理兼攻關(guān)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人呂金壯介紹，攻關(guān)團(tuán)隊(duì)系統(tǒng)分析了目前運(yùn)行的高速直流開(kāi)關(guān)運(yùn)行工況，結(jié)合后續(xù)工程的通用性要求，對(duì)新研制的設(shè)備結(jié)構(gòu)、尺寸、性能等提出了要求：性能指標(biāo)全覆蓋、現(xiàn)有工程可直接替代、給后續(xù)工程留有裕度。
呂金壯介紹，研發(fā)過(guò)程十分艱辛，不僅要重點(diǎn)攻克內(nèi)外絕緣配合、機(jī)械傳動(dòng)鏈優(yōu)化、直流小電流開(kāi)斷、長(zhǎng)時(shí)直流燃弧耐受等性能提升的技術(shù)難題，還要克服研發(fā)基礎(chǔ)薄弱、考核標(biāo)準(zhǔn)缺失、疫情反復(fù)等一系列困難和挑戰(zhàn)。
攻關(guān)團(tuán)隊(duì)根據(jù)項(xiàng)目計(jì)劃擬定了實(shí)施方案，制定了絕緣及開(kāi)斷性能、整體結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)定型、國(guó)產(chǎn)化樣機(jī)研制等里程碑節(jié)點(diǎn)。經(jīng)過(guò)團(tuán)隊(duì)22個(gè)月的連續(xù)奮戰(zhàn)，攻克了滅弧室長(zhǎng)時(shí)燃弧耐受能力、無(wú)振蕩回路直流電流開(kāi)斷能力等世界級(jí)難題，最終成功研制出特高壓直流高速開(kāi)關(guān)設(shè)備樣機(jī)并一次性通過(guò)全套試驗(yàn)驗(yàn)證。
再添強(qiáng)悍“電力引擎”
直流高速開(kāi)關(guān)作為多端直流輸電系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備，安裝于分支換流站內(nèi)高壓極母線上，可實(shí)現(xiàn)直流系統(tǒng)第三站在線投退及直流線路故障高速隔離，對(duì)提高整個(gè)直流系統(tǒng)的可靠性和利用率起著至關(guān)重要的作用。
此前由于國(guó)內(nèi)缺乏±800千伏直流高速開(kāi)關(guān)的制造技術(shù)和試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)，該設(shè)備長(zhǎng)期以來(lái)依賴于國(guó)外進(jìn)口?！?00千伏直流高速開(kāi)關(guān)的研制成功，解決了特高壓多端直流輸電工程“卡脖子”難題，補(bǔ)齊我國(guó)產(chǎn)業(yè)鏈短板，提高了高端電工裝備自主可控性，為我國(guó)特高壓多端直流工程提供堅(jiān)強(qiáng)可靠保障。
本次投入運(yùn)行的首臺(tái)國(guó)產(chǎn)特高壓直流高速開(kāi)關(guān)，在直流耐壓、操作沖擊、機(jī)械壽命次數(shù)、閉鎖壓力、雷電沖擊、燃弧耐受電流、防護(hù)等級(jí)等10余項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)優(yōu)于或大幅優(yōu)于國(guó)外同類產(chǎn)品，同時(shí)依托該項(xiàng)目培育了21項(xiàng)核心專利。
特高壓等級(jí)：±800千伏電壓等級(jí)的HSS能夠適用于特高壓直流輸電系統(tǒng)，滿足遠(yuǎn)距離、大容量輸電的需求；毫秒級(jí)反應(yīng)：HSS以其50安/2千伏的直流空充電流開(kāi)斷能力，展現(xiàn)了在直流系統(tǒng)中第三站的在線投退實(shí)力。當(dāng)直流線路出現(xiàn)故障，HSS能夠在毫秒級(jí)別內(nèi)迅速作出反應(yīng)，進(jìn)行高速隔離，從而極大地增強(qiáng)了整個(gè)直流系統(tǒng)的可靠性和運(yùn)行效率，以及電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。
集成綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)：HSS集成了綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)多種狀態(tài)的在線監(jiān)測(cè)及評(píng)估，更方便運(yùn)維人員進(jìn)行設(shè)備監(jiān)測(cè)和維護(hù)；高海拔適應(yīng)性：HSS的絕緣性能滿足2000米海拔使用要求，顯示出其良好的絕緣性能，使得該產(chǎn)品能夠適應(yīng)高海拔地區(qū)的特殊環(huán)境要求。
HSS從產(chǎn)品研發(fā)到現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)試，均面臨“時(shí)間緊、任務(wù)重”的挑戰(zhàn)。為保障產(chǎn)品品質(zhì)，實(shí)現(xiàn)“一次試驗(yàn)合格、一次帶電成功、長(zhǎng)期安全穩(wěn)定運(yùn)行”，專項(xiàng)攻關(guān)小組確保物資供應(yīng)、一次性完成出廠試驗(yàn)和掛網(wǎng)工作順利進(jìn)行；定期召開(kāi)專題策劃會(huì)，高效推進(jìn)生產(chǎn)進(jìn)度；確定責(zé)任人，明確各環(huán)節(jié)要求，確保溝通順暢、流程無(wú)阻。
提升直流領(lǐng)域話語(yǔ)權(quán)
中國(guó)在近些年的科技發(fā)展中走在了世界前列，特別是在能源領(lǐng)域得到了大量的投資和關(guān)注。特高壓直流多段輸電工程已經(jīng)成為中國(guó)能源領(lǐng)域下一階段發(fā)展的關(guān)鍵目標(biāo)。這個(gè)新產(chǎn)品的成功研發(fā)，不僅提高我國(guó)直流高速開(kāi)關(guān)設(shè)備的技術(shù)實(shí)力，也為國(guó)家在輸電領(lǐng)域提供了最新且最前沿的技術(shù)支持。這也許也促進(jìn)了我國(guó)能源方面的發(fā)展，并且這些科技進(jìn)步也將對(duì)其他行業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。
隨著我國(guó)電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展和升級(jí)，對(duì)高端電力設(shè)備的需求將持續(xù)增長(zhǎng)，此次成果將推動(dòng)更多具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的先進(jìn)電力設(shè)備問(wèn)世，持續(xù)輸出優(yōu)質(zhì)“國(guó)貨”，為我國(guó)電力事業(yè)的繁榮發(fā)展注入新的活力。
據(jù)張長(zhǎng)虹介紹，國(guó)內(nèi)研制的±800kV直流高速開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)了多項(xiàng)技術(shù)突破：在提升開(kāi)關(guān)斷口內(nèi)、外絕緣裕度方面，首次設(shè)計(jì)出用于雙斷口滅弧室中間懸浮電位的球型屏蔽結(jié)構(gòu)，將電場(chǎng)強(qiáng)度降低70%，絕緣性能提高至1224kV/1h。在直流小電流開(kāi)斷能力方面，研制出了一種無(wú)輔助電路、直接開(kāi)斷直流小電流的滅弧室，開(kāi)斷小直流性能為50A/2kV，相較進(jìn)口產(chǎn)品大幅提升。在提升長(zhǎng)時(shí)直流燃弧耐受性能方面，滿足4000A/400ms燒蝕5次能力要求，較進(jìn)口產(chǎn)品提升30%。
以中科院陳維江院士和工程院邱愛(ài)慈院士領(lǐng)銜的產(chǎn)品技術(shù)鑒定專家組一致認(rèn)為：國(guó)內(nèi)首臺(tái)±800kV直流高速開(kāi)關(guān)，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)特高壓多端直流工程用±800kV直流高速開(kāi)關(guān)空白，提高了高端電工裝備自主可控性。
“±800kV直流高速開(kāi)關(guān)的成功研制，擺脫了國(guó)外技術(shù)封鎖，實(shí)現(xiàn)了特高壓直流高速開(kāi)關(guān)國(guó)產(chǎn)化關(guān)鍵技術(shù)突破，提升了公司在該領(lǐng)域的話語(yǔ)權(quán)和影響力，鞏固了公司直流領(lǐng)域核心競(jìng)爭(zhēng)力，為國(guó)內(nèi)高壓直流裝備產(chǎn)業(yè)升級(jí)積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。”南方電網(wǎng)公司超高壓公司副總經(jīng)理劉相槍說(shuō)：“這是公司實(shí)現(xiàn)科技自立自強(qiáng)道路上的里程碑事件，后續(xù)將圍繞先進(jìn)電工材料及新型裝備、大規(guī)模新能源直流送出工程安全穩(wěn)定運(yùn)行等關(guān)鍵領(lǐng)域，持續(xù)布局戰(zhàn)略性、引領(lǐng)性技術(shù)創(chuàng)新?！?/span>
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