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思源电气500kV直流断路器在张北柔直电网投运一百天
发布日期:2020-10-14
       2020629日,随着国家电网公司董事长宣布张北柔直电网试验示范工程完工投产,思源电气历时三年研制的500kV机械式直流断路器正式投入运行。这是世界首台500kV电压等级工程化应用的机械式直流断路器,它的研制成功是思源电气在直流输电领域持续创新的又一重要里程碑。
      
  500kV机械式直流断路器是构建张北柔直电网的重要主设备之一,具备3ms内开断25kA直流故障电流能力和重合闸功能,具有运行损耗低、开断速度快、控制简单可靠、经济性好的特点。是目前世界上工程应用的电压等级最高、开断电流最大的机械式直流断路器。
      500kV机械式直流断路器由主支路、转移支路、耗能支路构成。以“人工过零”开断原理为基础,首次创造性的将IGCT器件应用于高电压工程,解决了传统直流断路器直流开断后故障清除时间长的问题。采用了SF6绝缘的供电隔离变压器解决方案,实现了直流高电位送能,满足产品直流绝缘、无油化、阻燃的要求。首创的储能电容放电后快速充电技术,解决了机械式直流断路器重合于永久故障后再次开断的难题。自主研制的控制保护系统,保护32冗余,控制主备双套冗余,数据和逻辑由FPGA并行处理, 实现对近千个对象的高速保护和控制。
 
       

思源电气2017年开始针对张北柔直电网直流断路器关键需求启动技术预研和产品开发。在产品研制过程中得到了国网公司各级领导专家的全程指导和监督,从系统方案到关键组部件的设计和制造,从型式试验到出厂测试到现场调试,国网公司组织了数十次会议讨论或评审,从宏观需求和设计细节到异常分析,全过程多层次的评审指导。感谢国网公司对思源电气的信任,对重大技术装备国产化的支持,没有这种信任、支持和悉心指导,就没有思源电气在直流输电装备上的持续进步。

                 

华中科技大学对高压直流断路器的研究始于2014年,由潘垣院士和何俊佳教授领衔的高压开关团队提出了高压直流断路器创新拓扑方案,并在斥力机构优化设计、系统仿真等方面为项目提供了坚实的理论基础和坚强的技术保障。张北柔直工程500kV机械式直流断路器是思源-华科校企合作的又一硕果,感谢华科高压开关团队。

直流断路器是一种系统集成产品,涉及了开关、控制保护、变压器、互感器、电力电子、机械、结构、绝缘、电磁场、光纤通信等各个专业。在500kV直流断路器研制过程中,思源电气发挥了专业齐全的优势,集合了全集团各个专业的力量,组成了跨产品线的联合攻关项目团队。按IPD集成产品开发流程,整机需求逐级分解,异步开发推进大容量直流电流开断原理研究、关键组部件或子系统设计。历时三年,投入百余人,牺牲节假日,废寝忘食地工作,方得正果。感谢项目团队全体成员的努力,感谢各产品线的全力支持,项目成功离不开大家的无私奉献。

   

20198月中旬,第1台断路器配合现场阀厅施工进度开始分批发运张北工程丰宁换流站现场,启动负极阀厅断路器装配。930日,思源电气为张北柔直电网工程研制的第2500kV机械式高压直流断路器完成出厂试验正式启动发运工程现场。11月初两台断路器全部安装完成,启动现场调试验收工作,12月底断路器本体完成验收,启动系统联调。2020年是更加不平凡的一年,对国家对我们每一个参建单位和人员,新冠疫情迟滞了我们前进的脚步,但不能磨灭我们追求胜利的决心。我们一边“战疫”一边配合系统联调,终于在617日完成了预定的调试计划,618日正式启动张北柔直电网168小时试运行。2020629日张北柔直工程顺利完工投产,在祝贺国家电网公司的同时,我们作为参建单位也倍感自豪。

柔性直流输电技术相对传统输电方式具有突出的优势,是大容量远距离可靠输电、异步电网互联、海风等新能源并网送出、构建直流电网等的优选技术路线。通过参与张北柔直工程建设,思源电气进一步积累了柔直输电设备的技术和工程经验,锻炼了队伍,检阅了系统集成和技术创新能力。我们将在柔直输电技术发展的道路上继续砥砺前行,不断创新,为柔直输电的成熟和推广贡献思源电气的力量。

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