近日，國(guó)家工信部產(chǎn)業(yè)發(fā)展促進(jìn)中心在北京驗(yàn)收了廣東電網(wǎng)公司牽頭的“十三五”國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)“超導(dǎo)直流限流器關(guān)鍵技術(shù)研究”和“500千伏及以上電壓等級(jí)經(jīng)濟(jì)型高壓交流限流器研制”項(xiàng)目。這兩項(xiàng)國(guó)家重點(diǎn)項(xiàng)目成果能及時(shí)有效限制故障電流，保障電網(wǎng)的安全穩(wěn)定，不僅突破了多項(xiàng)“卡脖子”技術(shù)，還實(shí)現(xiàn)了100%國(guó)產(chǎn)化。
近年來(lái)，隨著風(fēng)光水等清潔能源加速并入電網(wǎng)，電網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，需應(yīng)對(duì)的系統(tǒng)故障電流也隨之增大。限流器的出現(xiàn)可以將故障電流限制到較低水平，為斷路器切斷故障創(chuàng)造條件，大大提升隔離故障的可靠性，提高電網(wǎng)的安全性和穩(wěn)定性。
毫秒內(nèi)瞬間響應(yīng)，有效降低故障電流
超導(dǎo)直流限流器在正常運(yùn)行時(shí)就像一根隱形的導(dǎo)線，沒(méi)有電阻，一旦發(fā)生短路故障，在1毫秒的時(shí)間內(nèi)就能迅速轉(zhuǎn)為大電阻，起到限制故障電流的作用。
據(jù)悉，該限流器可以不依賴任何監(jiān)測(cè)裝置、在感應(yīng)到故障電流的瞬間響應(yīng)觸發(fā)，自動(dòng)完成全部限流保護(hù)過(guò)程，并在故障清除后自動(dòng)恢復(fù)超導(dǎo)的特性。
“國(guó)際上沒(méi)有高壓超導(dǎo)直流限流器的先例可循，意味著超導(dǎo)直流限流器從設(shè)計(jì)到開(kāi)發(fā)都只能通過(guò)自主創(chuàng)新來(lái)實(shí)現(xiàn)。
” 項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人宋萌說(shuō)，為了得到符合項(xiàng)目要求的超導(dǎo)材料，研發(fā)團(tuán)隊(duì)搭建了大電流沖擊平臺(tái)，對(duì)上百種帶材進(jìn)行了超過(guò)千次的沖擊實(shí)驗(yàn)。這臺(tái)歷時(shí)三年研制的超導(dǎo)直流限流器最終形成了包括“高性能雙面封裝帶材”、“跨大溫區(qū)高壓套管”等在內(nèi)的多項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)亮點(diǎn)，申請(qǐng)了超過(guò)60個(gè)發(fā)明專利，搶占了超導(dǎo)電力裝備制造和應(yīng)用的全球制高點(diǎn)。
2020年8月 ，超導(dǎo)直流限流器在國(guó)際上率先實(shí)現(xiàn)掛網(wǎng)運(yùn)行，引領(lǐng)國(guó)際超導(dǎo)電力技術(shù)站上新高度，示范工程至今已安全穩(wěn)定運(yùn)行超過(guò)一年。
日常運(yùn)行低損耗，故障出現(xiàn)高阻抗
據(jù)介紹，與國(guó)內(nèi)外已有的交流限流器相比，500千伏經(jīng)濟(jì)型交流限流器創(chuàng)新引入了高耦合分裂電抗器組件。宋萌說(shuō)，利用高耦合的特性能夠讓限流器在遇到故障電流的時(shí)候立刻對(duì)其進(jìn)行限制，而在日常運(yùn)行中時(shí)降低自身的損耗。
值得一提的是，要想有效限制超大短路電流還需要攻克另一難題一一大容量快速真空滅弧室。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)成員通過(guò)上百次大容量開(kāi)斷試驗(yàn)探索，近五個(gè)月的持續(xù)迭代改進(jìn)，最終啃下了這塊硬骨頭，500千伏經(jīng)濟(jì)型交流限流器實(shí)現(xiàn)了限制最大電流90千安，達(dá)到國(guó)際最高水平。
此外，該限流器的工作原理還可以用于10kV及以上各電壓等級(jí)的限流器，理論可抑制電流可達(dá)百千安級(jí)。500千伏經(jīng)濟(jì)型交流限流器于2021年6月也順利實(shí)現(xiàn)掛網(wǎng)運(yùn)行。
上述兩項(xiàng)國(guó)家重點(diǎn)項(xiàng)目是廣東電網(wǎng)加強(qiáng)國(guó)家戰(zhàn)略科技力量建設(shè)的重要實(shí)踐，為我國(guó)限流器的研發(fā)積累了有益的經(jīng)驗(yàn)，形成的全國(guó)產(chǎn)化設(shè)備為新型電力系統(tǒng)建設(shè)提供了有利保障。
據(jù)悉，國(guó)家工信部產(chǎn)業(yè)發(fā)展促進(jìn)中心在驗(yàn)收時(shí)，認(rèn)為兩個(gè)項(xiàng)目均高質(zhì)量完成了預(yù)定任務(wù)，達(dá)到了預(yù)期成效，對(duì)“智能電網(wǎng)技術(shù)與裝備”專項(xiàng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)有重要支撐作用。
