近日,中国西电所属西开电气与南方电网公司所属南方电网科研院、南方电网超高压公司及西安交通大学联合研发的国内首台±550千伏直流GIS在广西省柳州市±500千伏桂中换流站成功投入运行,这也是该装备首次工程应用,标志着全国产±550千伏直流GIS已率先进入实用化阶段,填补了我国在高压直流封闭式开关设备领域的技术空白。
突破“卡脖子”技术
直流输配电系统关键装备的研发应用,对推动我国能源转型、构建新型电力系统、助力“双碳”目标落地具有重要的支撑作用。直流GIS作为一种新型的高压输电设备,因其占地面积少、运行维护工作量小、可靠性高、寿命长的优势,在电能生产、输送以及城市与工业直流供电系统中具有广阔的应用前景,尤其是在海上风电系统方面,具有更为明显的经济价值。
±550千伏直流GIS是目前国际上研发成功的电压等级最高的直流封闭式开关设备,长期以来在绝缘机理研究、结构参数设计、长期稳定性考核评价等方面存在诸多世界级“卡脖子”难题,西开电气作为我国高压、超(特)高压重大装备的研发制造企业,始终坚持“传统提升、智能引领、绿色突破、转型创新”的发展思路,紧跟行业技术热点和国家新兴需求,长期致力于直流输配电技术的研究和产品研制。
为全面掌握±550千伏直流GIS核心关键技术,项目研发团队依托先进技术平台,集中力量攻坚克难,重点从绝缘子表面电荷测量技术、电-热-流多物理场耦合仿真技术、直流绝缘多目标协调优化技术、直流绝缘材料改性技术、直流GIS整机集成布置技术、直流GIS关键试验方法与性能综合评价技术等方面深入开展研究工作,最终率先完成±550千伏直流开关设备的研制,填补了国内超高压直流气体绝缘金属封闭开关设备领域的空白。
研发历程
● 2021年8月,完成±550千伏直流GIS样机试制
● 2021年12月,完成±550千伏直流GIS全部研究性试验
● 2022年10月,完成±550千伏直流GIS全套型式试验● 2024年2月,完成国内首次为期180天的长期带电试验
● 2024年3月,国内首家通过中国机械工业联合会组织的新产品鉴定,与会专家一致认为产品综合性能达到国际领先水平
作为国内首台具有高参数、高可靠性的±550千伏直流GIS设备,产品额定直流耐受电压±825千伏(2小时),额定雷电冲击耐受电压1675千伏,额定操作冲击耐受电压1300千伏,额定短时耐受电流63千安(2秒),额定峰值耐受电流160千安,直流电流互感器和直流电压互感器准确级达到0.1级。产品突破了±550千伏直流电压下绝缘失效机理,开发了直流绝缘材料专用配方体系,构建了直流GIS结构设计准则,提出了长期带电试验技术,支撑制定了相关国家和国际标准,为直流设备的成功落地应用提供了有力保障,也为我国柔性直流输配电产业提供了一种新的解决方案。项目拥有完全自主知识产权产生专利6项,授权发明专利3项,实用新型专利1项,发表技术论文1篇。
工程应用
±550千伏直流GIS的成功投入运行,是我国电力系统技术创新和产业升级的重要里程碑,也是我国电力装备产业迈向国际领先水平的重要一步,对于推广超高压直流封闭式开关设备在换流站的全面应用,助力深远海风电大规模直流送出具有重要的现实意义。
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