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西安交大承担核心技术的高压直流断路器研究取得重要进展

柔性直流输电是解决风电等可再生能源高效开发利用的重要途径,作为新一代电网技术,直流电网已成为世界各国电力系统发展的重要方向,而高压直流开断技术是限制其发展的瓶颈问题。

在南方电网科学研究院、西安高压电器研究院、西安交通大学共同承担的国家863课题“直流断路器关键技术研究”的支持下,由南方电网科学研究院负责课题组织,西安交通大学负责核心技术,西安高压电器研究院负责样机试制和试验技术,经过课题组两年的攻关,基于人工过零的高压直流开断技术取得重要进展,研制出了我国第一台面向直流电网需求的高压直流断路器单元样机。2014年11月,课题组所研制的55kV单元样机在国家高压电器质量监督检验中心通过试验,成功开断16kA电流,开断时间小于5ms。

试验中的高压真空直流断路器单元样机

2014年12月23日,在深圳召开了该课题进展研讨会,中广核、许继集团、上海电器科学研究所、清华大学、华中科技大学等单位的相关专家出席,对课题研究进展和成果进行热烈讨论。与会专家认为:课题组在高压直流开断所涉及的高速断路器、短路电流快速转移、能量吸收、多断口串联、试验方法等关键技术方面取得了重要进展,研制出的基于人工过零的55kV高压直流断路器单元样机具有自主知识产权。

与常规交流开断相比,直流开断一直是电气工程领域的难题,一般的直流开断技术多用于2kV以下的系统中。西安交大贾申利教授、史宗谦教授科研团队自2004年起就围绕直流开断中的关键问题,开展了基于人工过零的真空直流开断技术研究,并在2010年研制成功了5kV / 63kA中压高速直流开断装置样机。在2013年启动的该863课题的支持下,面向高压直流电网对直流开断的特殊需求,与南网科研院、西安高压电器研究院开展了紧密的产学研合作,进一步突破了由于电压提高所带来的一系列关键问题。与基于电力电子器件的混合式高压直流断路器相比,基于人工过零的高压直流断路器具有通态损耗小、成本低等优势,在未来直流电网的发展中具有广阔的应用前景。