近日，國家工信部產(chǎn)業(yè)發(fā)展促進中心在北京驗收了廣東電網(wǎng)公司牽頭的“十三五”國家重點研發(fā)“超導直流限流器關鍵技術研究”和“500千伏及以上電壓等級經(jīng)濟型高壓交流限流器研制”項目。這兩項國家重點項目成果能及時有效限制故障電流，保障電網(wǎng)的安全穩(wěn)定，不僅突破了多項“卡脖子”技術，還實現(xiàn)了100%國產(chǎn)化。
近年來，隨著風光水等清潔能源加速并入電網(wǎng)，電網(wǎng)規(guī)模不斷擴大，需應對的系統(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。
毫秒內瞬間響應，有效降低故障電流
超導直流限流器在正常運行時就像一根隱形的導線，沒有電阻，一旦發(fā)生短路故障，在1毫秒的時間內就能迅速轉為大電阻，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)測裝置、在感應到故障電流的瞬間響應觸發(fā)，自動完成全部限流保護過程，并在故障清除后自動恢復超導的特性。
“國際上沒有高壓超導直流限流器的先例可循，意味著超導直流限流器從設計到開發(fā)都只能通過自主創(chuàng)新來實現(xiàn)。
” 項目技術負責人宋萌說，為了得到符合項目要求的超導材料，研發(fā)團隊搭建了大電流沖擊平臺，對上百種帶材進行了超過千次的沖擊實驗。這臺歷時三年研制的超導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”等在內的多項創(chuàng)新技術亮點，申請了超過60個發(fā)明專利，搶占了超導電力裝備制造和應用的全球制高點。
2020年8月 ，超導直流限流器在國際上率先實現(xiàn)掛網(wǎng)運行，引領國際超導電力技術站上新高度，示范工程至今已安全穩(wěn)定運行超過一年。
日常運行低損耗，故障出現(xiàn)高阻抗
據(jù)介紹，與國內外已有的交流限流器相比，500千伏經(jīng)濟型交流限流器創(chuàng)新引入了高耦合分裂電抗器組件。宋萌說，利用高耦合的特性能夠讓限流器在遇到故障電流的時候立刻對其進行限制，而在日常運行中時降低自身的損耗。
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。項目團隊成員通過上百次大容量開斷試驗探索，近五個月的持續(xù)迭代改進，最終啃下了這塊硬骨頭，500千伏經(jīng)濟型交流限流器實現(xiàn)了限制最大電流90千安，達到國際最高水平。
此外，該限流器的工作原理還可以用于10kV及以上各電壓等級的限流器，理論可抑制電流可達百千安級。500千伏經(jīng)濟型交流限流器于2021年6月也順利實現(xiàn)掛網(wǎng)運行。
上述兩項國家重點項目是廣東電網(wǎng)加強國家戰(zhàn)略科技力量建設的重要實踐，為我國限流器的研發(fā)積累了有益的經(jīng)驗，形成的全國產(chǎn)化設備為新型電力系統(tǒng)建設提供了有利保障。
據(jù)悉，國家工信部產(chǎn)業(yè)發(fā)展促進中心在驗收時，認為兩個項目均高質量完成了預定任務，達到了預期成效，對“智能電網(wǎng)技術與裝備”專項目標的實現(xiàn)有重要支撐作用。
