日前，由西安交通大學、西安高壓電器研究院股份有限公司與西安西電開關(guān)電氣有限公司聯(lián)合研發(fā)的國家級科技成果“環(huán)保型發(fā)電機快速斷路器關(guān)鍵技術(shù)研究”，及新產(chǎn)品“ZHN□-31.5 210千安環(huán)保型發(fā)電機快速斷路器成套裝置”，在陜西省西安市通過中國機械工業(yè)聯(lián)合會組織的國家級成果鑒定。

“該項目瞄準國家重大戰(zhàn)略需求，解決了我國百萬千瓦大容量發(fā)電機斷路器的研發(fā)瓶頸，為我國大型核電水電發(fā)展保駕護航，助力我國科技實現(xiàn)跨越式發(fā)展。”由中國工程院院士舒印彪擔任主任委員，中國科學院院士程時杰、中國工程院院士饒宏、中國科學院院士王秋良擔任副主任委員，及多位權(quán)威專家組成的鑒定委員會一致認為，該科技成果和新產(chǎn)品技術(shù)“處于國際領(lǐng)先水平”。

新型發(fā)斷裝置國際領(lǐng)先

“額定短路開斷電流210千安、開斷時間小于40毫秒，該型斷路器具有通流能力強、開斷電流大、故障切除速度快、環(huán)境友好等特點。”西安交通大學電氣工程學院教授榮命哲說，ZHN□-31.5 210千安環(huán)保型發(fā)電機快速斷路器成套裝置，是國際首臺真空多斷口并聯(lián)均流+電弧能量主動控制技術(shù)的大容量發(fā)電機斷路器設(shè)備，實現(xiàn)了新型發(fā)斷裝置從高度依賴進口到完全自主創(chuàng)新的根本性轉(zhuǎn)變。

記者了解到，由榮命哲領(lǐng)銜的西安交通大學電力開關(guān)技術(shù)及裝備研究團隊，創(chuàng)辦了西安交通大學第一個實體化運行的產(chǎn)教深度融合研究院。通過產(chǎn)學研用一體貫通，團隊在電力開關(guān)裝備設(shè)計方法、開斷技術(shù)和智能運維領(lǐng)域取得了一系列創(chuàng)新成果。

“我們開創(chuàng)了電流零點和電弧能量主動調(diào)控的開斷新方向，滿足了風電新能源并網(wǎng)之急需。”榮命哲對記者說，項目團隊在交流開斷技術(shù)方面的研究實現(xiàn)了突破，創(chuàng)立了開關(guān)電器計算學理論方法體系，實現(xiàn)了電力開關(guān)裝備從經(jīng)驗設(shè)計到數(shù)字化設(shè)計的變革。

榮命哲介紹，項目團隊還率先開展了大容量直流開斷技術(shù)的研究，開創(chuàng)了利用電弧能量實現(xiàn)直流故障電流開斷的新方向，解決了城市直流電網(wǎng)建設(shè)的一大難題。

應(yīng)用和發(fā)展前景廣闊

據(jù)中國電力企業(yè)聯(lián)合會預(yù)測，2035年，我國總用電量預(yù)計將達到12.6萬億度，為目前的1.4倍。百萬千瓦級大型發(fā)電機組在發(fā)電效率和經(jīng)濟效益方面具有顯著優(yōu)勢，近年來新增的核電、水電、火電等主力機組的單機容量均已達到百萬千瓦以上。

發(fā)電機斷路器是保障發(fā)電機組安全可靠運行的核心裝備，在系統(tǒng)中負責切除故障，保障發(fā)電機組安全運行，可以大幅降低發(fā)電廠系統(tǒng)的投資和運行成本。

記者了解到，百萬千瓦級大容量發(fā)電機斷路器的關(guān)鍵技術(shù)一直是我國待攻克的技術(shù)難題。

項目團隊面向百萬千瓦級發(fā)電機組的短路故障電流開斷需求，創(chuàng)造性地提出了基于電弧能量主動控制與真空多斷口、并聯(lián)相結(jié)合的發(fā)電機斷路器新型開斷原理和拓撲結(jié)構(gòu)，突破了傳統(tǒng)六氟化硫斷路器開斷容量難以持續(xù)提升、滅弧介質(zhì)不環(huán)保等瓶頸，解決了真空多斷口并聯(lián)均流和同步開斷、超大額定電流溫升控制等難題。

榮命哲介紹，團隊的科技成果還將形成系列化產(chǎn)品，豐富整個發(fā)電機斷路器市場的產(chǎn)品類型，在近年來發(fā)展迅速的抽水蓄能電站等大電流開斷應(yīng)用領(lǐng)域進行應(yīng)用推廣。對此，鑒定委員會表示，該項目為促進我國大型核電、水電等領(lǐng)域的技術(shù)整體出口國外市場提供重要支撐，應(yīng)用和發(fā)展前景廣闊，將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益。