全國首臺126kV無氟環(huán)保型氣體絕緣金屬封閉開關(guān)研制成功

發(fā)布日期:2020-07-08 瀏覽次數(shù):
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7月6日,隨著國家高壓電器產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心(河南)最后一項(xiàng)型式試驗(yàn)通過,由平高集團(tuán)與西安交通大學(xué)聯(lián)合自主設(shè)計(jì)開發(fā)的國內(nèi)首臺具有應(yīng)用價值真正意義上的“綠色”產(chǎn)品——126kV無氟環(huán)保型氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備(以下簡稱“126kV無氟環(huán)保型GIS”)宣告研制成功,標(biāo)志著我國在輸電等級環(huán)保型開關(guān)產(chǎn)品研發(fā)方面取得重大突破。
以六氟化硫?yàn)榇淼暮鷼怏w及其混合氣體廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)的開關(guān)設(shè)備中,由于溫室效應(yīng)導(dǎo)致全球氣候變暖,研究人員先后推出溫室效應(yīng)系數(shù)比較低的含氟氣體及其混合氣體,但含氟氣體仍存在溫室效應(yīng)系數(shù)過高或者氣體液化溫度過高的問題,沒有從根本上實(shí)現(xiàn)“綠色”開關(guān)設(shè)備。因此,探索無氟環(huán)保電力設(shè)備開發(fā),能嚴(yán)格限制含氟氣體的使用,對于我國達(dá)成減排目標(biāo)意義重大,同時也是電氣工程領(lǐng)域重要的研究方向和迫切需要解決的熱點(diǎn)問題。
為了助推電氣設(shè)備綠色環(huán)?;?,響應(yīng)習(xí)近平總書記在國際氣候大會上的承諾。2015年,在前期研究基礎(chǔ)上,平高集團(tuán)與西安交大合作,立項(xiàng)研發(fā)126kV無氟環(huán)保型GIS,依托平高—西安交大聯(lián)合研究院,平高集團(tuán)鐘總工建英負(fù)責(zé),聯(lián)合西安交大副校長榮命哲、電氣學(xué)院教授王小華團(tuán)隊(duì),王建華、耿英三教授團(tuán)隊(duì),歷經(jīng)5年多的努力,先后對多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)和難題進(jìn)行了大量理論和實(shí)驗(yàn)研究。產(chǎn)品研發(fā)過程中,累計(jì)申請發(fā)明專利16項(xiàng),發(fā)表論文20余篇,其中SCI收錄15篇、EI收錄5篇,終于開發(fā)出真正意義上的“綠色”環(huán)保GIS設(shè)備。
平高集團(tuán)與西安交大建立聯(lián)合攻關(guān)團(tuán)隊(duì),采用自主研制的126kV單斷口真空滅弧室作為開斷單元,將二氧化碳作為GIS整體絕緣與隔離、接地開關(guān)的單一開斷介質(zhì),形成環(huán)保型GIS整體設(shè)計(jì)方案。通過建模與仿真分析,對126kV環(huán)保型GIS的電場、溫度場和力學(xué)特性進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì);計(jì)算了二氧化碳與銅金屬相互作用的等離子體物性參數(shù),基于此仿真與實(shí)驗(yàn)研究了二氧化碳?xì)怏w的絕緣與開斷特性,突破了隔離/接地開關(guān)開斷感性小電流難題,最終完成了126kV無氟環(huán)保型GIS樣機(jī)的研制。二氧化碳?xì)怏w的GWP值(全球變暖潛能指標(biāo))不到六氟化硫氣體的萬分之一,每臺設(shè)備的二氧化碳當(dāng)量縮減99.99%以上,產(chǎn)品液化溫度低,適用范圍可達(dá)-40℃環(huán)境,能夠應(yīng)用到高寒高海拔地區(qū),完全擺脫對六氟化硫氣體的依賴,實(shí)現(xiàn)了真正意義上的綠色環(huán)保。
126kV無氟環(huán)保型GIS的額定電流2500A,額定頻率50Hz,額定短路開斷電流40kA,額定短路開斷電流次數(shù)不低于20次,機(jī)械壽命10000次,技術(shù)水平達(dá)到國際相關(guān)產(chǎn)品領(lǐng)先水平。產(chǎn)品包括斷路器、三工位隔離—接地組合開關(guān)、快速接地開關(guān)、電流互感器、電壓互感器、電纜連接裝置、進(jìn)出線套管、氧化鋅避雷器、母線筒和間隔匯控柜等基本元件,可按用戶要求組合成所需的主接線方式。產(chǎn)品采用鋁合金殼體,具有重量輕、防腐性能好等優(yōu)點(diǎn),可有效提高材料的利用率和降低加工制造成本。
作為承擔(dān)該項(xiàng)目的研發(fā)團(tuán)隊(duì),平高集團(tuán)—西安交大電力裝備聯(lián)合技術(shù)研究院是平高集團(tuán)有限公司與西安交通大學(xué)共同成立的校企聯(lián)合研究機(jī)構(gòu),雙方自2013年?duì)渴趾献饕詠恚e極面向世界科技前沿,面向國家重大需求,面向國民經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場,助推電氣設(shè)備綠色環(huán)保化,已解決多項(xiàng)電力行業(yè)發(fā)展中的“短板”和“卡脖子”關(guān)鍵性技術(shù)問題。在最新成功開發(fā)出國內(nèi)首臺126kV無氟環(huán)保型GIS產(chǎn)品的同時,也在加快研制252kV等更高參數(shù)、更高電壓等級無氟環(huán)保型GIS產(chǎn)品,為我國履行國際公約、占領(lǐng)環(huán)保型GIS技術(shù)國際制高點(diǎn)提供支撐。
無氟環(huán)境友好型開關(guān)設(shè)備符合國家可持續(xù)發(fā)展要求,有利于開拓國際市場。該系列化產(chǎn)品的研發(fā)和生產(chǎn),打破了國外在關(guān)鍵技術(shù)上的封鎖和制約,引領(lǐng)了我國電力設(shè)備行業(yè)的發(fā)展,提升我國電力行業(yè)的整體技術(shù)裝備水平,帶動電力裝備產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)升級換代,增強(qiáng)我國電力設(shè)備領(lǐng)域的核心競爭力,將帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益和十分顯著的社會效益和環(huán)境效益。
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