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世界首臺(tái)160千伏超導(dǎo)直流限流器帶電成功

中國(guó)電力網(wǎng)發(fā)布時(shí)間:2020-07-14 10:57:32  作者:周潺 楊雅潔 李力 陳旭

  7月9日,世界首臺(tái)160千伏超導(dǎo)直流限流器在廣東汕頭南澳多端柔直示范工程啟動(dòng)并帶電成功,標(biāo)志著這個(gè)超級(jí)工程正式進(jìn)入了“臨床試驗(yàn)”的關(guān)鍵階段,將在真實(shí)運(yùn)行環(huán)境中完成各項(xiàng)調(diào)試,以確保下一步整體試運(yùn)行順利。

  “該超導(dǎo)直流限流器可大幅度降低短路電流水平,提升柔直輸電系統(tǒng)的可靠性和安全性。”廣東電網(wǎng)能源技術(shù)公司項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人宋萌介紹,該項(xiàng)目是國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃研究成果,由廣東電網(wǎng)公司牽頭,聯(lián)合國(guó)內(nèi)多家科研機(jī)構(gòu)、高等院校、制造廠商共同研發(fā),也將是首臺(tái)“走出實(shí)驗(yàn)室”,實(shí)現(xiàn)示范運(yùn)行的超導(dǎo)直流限流器,填補(bǔ)超導(dǎo)直流限流器在電力實(shí)際運(yùn)用領(lǐng)域的空白。

  超導(dǎo)直流限流器是限制電網(wǎng)故障電流的一種裝置,當(dāng)柔性直流輸電系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí),通過(guò)降低短路電流,讓隔離故障的斷路器能夠更容易、更及時(shí)地?cái)嚅_(kāi)故障。

  “柔性直流輸電系統(tǒng)的短路故障特性與交流系統(tǒng)完全不同,國(guó)際上也沒(méi)有高壓超導(dǎo)直流限流器的先例可循,意味著160千伏超導(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)。”該項(xiàng)目課題負(fù)責(zé)人、示范工程系統(tǒng)調(diào)試現(xiàn)場(chǎng)總指揮盛超表示,超導(dǎo)直流限流器設(shè)計(jì)面臨的首要問(wèn)題就是柔性直流輸電系統(tǒng)的故障電流模擬困難,而超導(dǎo)直流限流器的設(shè)計(jì)參數(shù)又與故障電流密切相關(guān)。為此,項(xiàng)目組攻堅(jiān)克難,耗時(shí)一年建立起了一套基于熱等效分析的超導(dǎo)直流限流器多場(chǎng)耦合設(shè)計(jì)方法,并耗時(shí)半年多開(kāi)發(fā)了多套用于柔直系統(tǒng)故障模擬、脈沖功率放電模擬等試驗(yàn)裝置,為限流器的設(shè)計(jì)獲得了大量寶貴的數(shù)據(jù)。

  使用什么樣的超導(dǎo)材料是超導(dǎo)直流限流器設(shè)計(jì)的核心課題之一。研發(fā)團(tuán)隊(duì)全力開(kāi)展自主研發(fā),進(jìn)行了數(shù)千次樣品實(shí)驗(yàn),從上百道工序中反復(fù)摸索超導(dǎo)材料的工藝、成分、參數(shù),對(duì)不同的超導(dǎo)材料開(kāi)展缺陷分析,在2018年底成功研制出電阻型超導(dǎo)限流器用高性能高溫超導(dǎo)帶材(YBCO超導(dǎo)帶材),并實(shí)現(xiàn)批量化自主生產(chǎn),打破了國(guó)外技術(shù)與產(chǎn)品壟斷,解決了高溫超導(dǎo)電工應(yīng)用面臨的材料“卡脖子”問(wèn)題。

  該超導(dǎo)直流限流器實(shí)現(xiàn)100%自主研發(fā),推動(dòng)了國(guó)內(nèi)高溫超導(dǎo)電工技術(shù)的發(fā)展。研發(fā)團(tuán)隊(duì)圍繞應(yīng)用需求,在國(guó)內(nèi)首次采用雙超導(dǎo)層結(jié)構(gòu),提高單根帶材臨界電流,使得體積更小,更加可靠。同時(shí),通過(guò)內(nèi)置光纖實(shí)現(xiàn)了線圈溫度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),系世界首次。

  該項(xiàng)目的安全運(yùn)行維護(hù)職責(zé)由廣東電網(wǎng)公司汕頭供電局柔直巡維中心承擔(dān),這是繼南澳多端柔性直流示范工程、160千伏機(jī)械式高壓直流斷路器項(xiàng)目以來(lái),該運(yùn)維中心承擔(dān)的第三項(xiàng)“世界首個(gè)”項(xiàng)目運(yùn)維任務(wù)。

  據(jù)悉,該項(xiàng)目將在7月底完成系統(tǒng)聯(lián)調(diào)、人工短路電流等試驗(yàn),開(kāi)展為期6個(gè)月的掛網(wǎng)試運(yùn)行。

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