世界首臺160千伏超導直流限流器帶電成功 100%自主研發 “國產貨”領跑世界

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7月9日,世界首臺160千伏超導直流限流器在廣東汕頭南澳多端柔直示范工程啟動并帶電成功,標志著這個超級工程正式進入了“臨床試驗”的關鍵階段,將在真實運行環境中完成各項調試,以確保下一步整體試運行順利。

 

 

“該超導直流限流器可大幅度降低短路電流水平,提升柔直輸電系統的可靠性和安全性。”廣東電網能源技術公司項目技術負責人宋萌介紹,該項目是國家重點研發計劃研究成果,由廣東電網公司牽頭,聯合國內多家科研機構、高等院校、制造廠商共同研發,也將是首臺“走出實驗室”,實現示范運行的超導直流限流器,填補超導直流限流器在電力實際運用領域的空白。

超導直流限流器是限制電網故障電流的一種裝置,當柔性直流輸電系統發生故障時,通過降低短路電流,讓隔離故障的斷路器能夠更容易、更及時地斷開故障。

“柔性直流輸電系統的短路故障特性與交流系統完全不同,國際上也沒有高壓超導直流限流器的先例可循,意味著160千伏超導直流限流器從設計到開發都只能通過自主創新來實現。”該項目課題負責人、示范工程系統調試現場總指揮盛超表示,超導直流限流器設計面臨的首要問題就是柔性直流輸電系統的故障電流模擬困難,而超導直流限流器的設計參數又與故障電流密切相關。為此,項目組攻堅克難,耗時一年建立起了一套基于熱等效分析的超導直流限流器多場耦合設計方法,并耗時半年多開發了多套用于柔直系統故障模擬、脈沖功率放電模擬等試驗裝置,為限流器的設計獲得了大量寶貴的數據。

 

 

使用什么樣的超導材料是超導直流限流器設計的核心課題之一。研發團隊全力開展自主研發,進行了數千次樣品實驗,從上百道工序中反復摸索超導材料的工藝、成分、參數,對不同的超導材料開展缺陷分析,在2018年底成功研制出電阻型超導限流器用高性能高溫超導帶材(YBCO超導帶材),并實現批量化自主生產,打破了國外技術與產品壟斷,解決了高溫超導電工應用面臨的材料“卡脖子”問題。

該超導直流限流器實現100%自主研發,推動了國內高溫超導電工技術的發展。研發團隊圍繞應用需求,在國內首次采用雙超導層結構,提高單根帶材臨界電流,使得體積更小,更加可靠。同時,通過內置光纖實現了線圈溫度實時監測,系世界首次。

該項目的安全運行維護職責由廣東電網公司汕頭供電局柔直巡維中心承擔,這是繼南澳多端柔性直流示范工程、160千伏機械式高壓直流斷路器項目以來,該運維中心承擔的第三項“世界首個”項目運維任務。

據悉,該項目在7月底完成系統聯調、人工短路電流等試驗,開展為期6個月的掛網試運行。

 

2020年8月11日 16:23
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