【ZiDongHua 之創(chuàng)新自科文收錄關(guān)鍵詞：中國電氣裝備 西開電氣 GIS設(shè)備 斷路器 裝備制造業(yè) 】
 
 
【創(chuàng)新之舉】“卡脖子”突破！中國電氣裝備成功研制國內(nèi)首臺(tái)
550千伏/80千安/8000安高參數(shù)、高互換性、高可靠性GIS設(shè)備！
 
 
　　習(xí)近平總書記指出，裝備制造業(yè)是國之重器，是實(shí)體經(jīng)濟(jì)的重要組成部分，要把握優(yōu)勢(shì)，乘勢(shì)而為，做強(qiáng)做優(yōu)做大。
 
　
 
　　近日，中國電氣裝備所屬中國西電西開電氣成功完成550千伏/80千安/8000安GIS設(shè)備全部型式試驗(yàn)，標(biāo)志著國內(nèi)首臺(tái)高參數(shù)、高互換性、高可靠性大容量GIS設(shè)備研制成功，為我國在大容量GIS等核心技術(shù)領(lǐng)域不斷創(chuàng)新奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。550千伏GIS家族再添重量級(jí)成員，充分彰顯了集團(tuán)公司永攀科技高峰，努力攻克國家“卡脖子”難題的擔(dān)當(dāng)與責(zé)任。
 
　　現(xiàn)狀分析
 
　

 
　　隨著我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，電網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，國內(nèi)諸多變電站對(duì)斷路器短路電流開斷能力提出更高要求，提升斷路器開斷能力將為我國珠三角、長(zhǎng)三角、京津唐等負(fù)荷中心電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行提供強(qiáng)有力的支撐。同時(shí)，新型電網(wǎng)的發(fā)展對(duì)GIS產(chǎn)品也提出了更新的標(biāo)準(zhǔn)，更高的要求。
 
　　01高參數(shù)要求
 
　　隨著短路電流與額定電流的增加，常規(guī)產(chǎn)品越來越難以滿足電網(wǎng)發(fā)展需要，用戶迫切需要更高參數(shù)、更大容量的開關(guān)設(shè)備。
 
　　02高互換性要求
 
　　越來越多的舊站面臨著短路電流超標(biāo)問題，如何在提升參數(shù)的同時(shí)，又不改變間隔尺寸與地基等要素，是用戶的迫切訴求。
 
　　03高可靠性要求
 
　　大容量開關(guān)設(shè)備一般應(yīng)用于負(fù)荷中心區(qū)域，對(duì)電氣、機(jī)械、通流及開斷可靠性提出了更高要求。
 
　　參數(shù)的提高帶來了一系列需要克服的挑戰(zhàn)，諸如在進(jìn)行T100a延長(zhǎng)大半波開斷時(shí)，當(dāng)時(shí)間常數(shù)為120毫秒時(shí)，其短路電流峰值可達(dá)188千安，在如此高的短路電流情況下，零件耐燒蝕性問題及有效開斷問題成為研發(fā)的難點(diǎn)與關(guān)鍵點(diǎn)。同時(shí)，為提高產(chǎn)品的開斷能力，常規(guī)做法是增加尺寸與提高操作功，但尺寸的增加不僅意味著新建站占地面積的增加，更意味著舊站升級(jí)改造困難，與用戶高互換性要求矛盾。同時(shí)操作功的提高則意味著振動(dòng)的增加與可靠性的降低，與用戶高可靠性要求矛盾。這就造成了在滿足“三高”要求下大容量開關(guān)設(shè)備自主研發(fā)難度極大，當(dāng)前，大容量開關(guān)產(chǎn)品僅有少數(shù)幾家國外公司可以生產(chǎn)。
 
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　　01著力“卡脖子”攻關(guān)，突破“三高”技術(shù)難題
 
　　2022年上半年，西開電氣聯(lián)合南網(wǎng)科研院、廣東電網(wǎng)公司、西安交通大學(xué)等多家用戶、科研院所與高校，針對(duì)解決產(chǎn)品高參數(shù)、高互換性與高可靠性要求開展聯(lián)合攻關(guān)，經(jīng)過不斷的摸索和試驗(yàn)，克服難關(guān)，取得了產(chǎn)品型式試驗(yàn)的成功。
 
　
 
　　01高參數(shù)方面
 
　　該產(chǎn)品額定電流為8000安（常規(guī)為6300安）、短路開斷電流為80千安（常規(guī)為63千安）、時(shí)間常數(shù)120毫秒（常規(guī)為45毫秒），短時(shí)耐受電流80千安/3秒（常規(guī)為63千安/3秒），峰值耐受電流216千安（常規(guī)為158千安）。
 
　　02高互換性方面
 
　　GIS總體尺寸及間隔距與常規(guī)550千伏GIS保持一致，隔離開關(guān)、接地開關(guān)等核心零件尺寸基本相同，保證了GIS整體可替換性。作為GIS的核心部件，550千伏/80千安/8000安斷路器采用最新一代自能式滅弧結(jié)構(gòu)，與常規(guī)斷路器相比，罐體尺寸、操作機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及套管等部件全部保持不變，具有很高的互換性，當(dāng)舊站需要大容量升級(jí)改造時(shí)，只需要更換滅弧室部分即可。
 
　　03高可靠性方面
 
　　大規(guī)模成熟結(jié)構(gòu)的應(yīng)用確保了可靠性，新研制的550千伏/80千安/8000安斷路器操作功比常規(guī)550斷路器還要小，是目前已知所有大容量550千伏斷路器中操作功最小的。作為對(duì)比，其操作功僅為國外某同類產(chǎn)品的一半，操作功的減少，一方面使得機(jī)械可靠性明顯提高，另一方面由于振動(dòng)的減小，對(duì)核心零部件的絕緣可靠性提升也較為有利，同時(shí)安裝地基也無需進(jìn)一步加強(qiáng)。
 
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　　02踐行使命擔(dān)當(dāng)，奠定大容量開關(guān)設(shè)備國產(chǎn)化根基
 
　　
 
　　該產(chǎn)品的成功研制填補(bǔ)了國內(nèi)空白，實(shí)現(xiàn)我國大容量開關(guān)設(shè)備的國產(chǎn)化，為開關(guān)設(shè)備的自主研發(fā)積累了技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)。其中最重要的就是在產(chǎn)品研發(fā)過程中引入可預(yù)測(cè)性仿真技術(shù)，可預(yù)測(cè)性仿真是指產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段，在虛擬狀態(tài)下提前對(duì)各種性能作出準(zhǔn)確仿真與預(yù)測(cè)，形成“設(shè)計(jì)-仿真-優(yōu)化”的閉環(huán)，實(shí)現(xiàn)仿真有效指導(dǎo)產(chǎn)品設(shè)計(jì)0到1的突破。利用可預(yù)測(cè)性仿真技術(shù)，提前對(duì)該產(chǎn)品中涉及的絕緣性能、機(jī)械性能、開斷性能及溫升性能進(jìn)行仿真優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品設(shè)計(jì)由“黑箱狀態(tài)”向“可預(yù)測(cè)性狀態(tài)”的轉(zhuǎn)變，達(dá)到“試驗(yàn)即成功”的目標(biāo)，大幅縮短大容量產(chǎn)品的研發(fā)周期。
 
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　　中國電氣裝備
 
　　始終胸懷“國之大者”
 
　　不斷加大“卡脖子”核心技術(shù)攻關(guān)
 
　　著力打造輸配電裝備原創(chuàng)技術(shù)策源地
 
　　不斷掌握核心關(guān)鍵技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展主動(dòng)權(quán)
 
　　努力引領(lǐng)輸配電行業(yè)發(fā)展
 
　　為加快建設(shè)新型電力系統(tǒng)
 
　　保障我國電力安全、能源安全貢獻(xiàn)應(yīng)有力量