国网智研院研制世界首台200kV高压直流断路器

2018-04-24 14:37:38 40

2015年1月6日,由国网智能电网研究院自主研制的世界首台200kV高压直流断路器在北京市重点实验室“电力系统电力电子实验室”完成了型式试验,标志着我国在直流输电核心装备研发领域取得了重大突破,为我国直流输电的建设和直流电网的构建扫清了障碍。

  基于柔性直流的多端直流输电和直流电网技术是解决新能源并网和消纳问题的有效地技术手段之一,而高压直流断路器是构建直流电网的关键设备,对直流输电系统和直流电网的安全可靠运行有着极其重要的作用。但一直以来在高电压、大电流条件下,如何解决直流电流无自然过零点而难以开断,以及直流短路电流上升速度快要求其数毫秒内开断的问题,困扰着国内外学术界和工程界,因此被誉为电力技术领域的百年难题。

  国网智能电网研究院作为我国直流输电技术的领跑者一直关注着国际前沿高端技术的研究。2012年以来,依托国家能源局和国家电网公司科技项目下达的高压直流断路器关键技术研究及样机研制项目,开展了大量的关键技术研究工作,创造性地提出了超高速机械隔离开关与大功率IGBT全桥级联组件相结合的技术路线,解决了固态直流断路器高损耗的缺陷,有效地克服了机械断路器开关速度的限制难题,实现了电气与机械结构的模块化设计,开发出了世界上第一台200kV高压直流断路器,在国内外建成了自主产权保护体系(已申请5项国际专利和30余项中国发明专利)。研制的高压直流断路器可以在3毫秒内断开一条200kV高压直流输电线路产生的高达15kA故障电流,其速度比人类眨眼的瞬间还要快100倍。此前,国际跨国公司ABB和ALSTOM也相继完成了80kV/5ms/9kA和120kV/5.5ms/5.2kA原理样机的研制工作。

  下一步,国网智能电网研究院将倾力推动高压直流断路器的工程化技术研究,完成200kV高压直流断路器的工程示范应用,为我国直流输电网络的互联、可再生能源的高效传输与利用以及不同地区间的电力资源整合及优化奠定基础。


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