面向新型电力系统的电力开关装备技术及应用

摘要

电力开关装备是实现电力能源调度、运行模式转换、各类故障切除的核心装备，是电力系统的安全卫士，一旦开断失败，将导致系统瘫痪甚至大面积设备损毁。电力系统的每次技术变革，电力开关装备都是一大瓶颈。西安交通大学荣命哲创新团队以电力开关装备科技自立自强为目标，在交流开关装备技术、直流开关装备技术、数字化设计及新一代开关装备技术3个方面取得了开创性成果。首先，颠覆被动等待电流自然过零开断的传统技术，化被动为主动，提出了电弧零区和电流零点主动调控的交流开断新方法，成功研制出550 kV/80 kA双断口断路器及全球首台31.5 kV/210 kA环保型发电机快速断路器，解决了超大短路电流开断难题；其次，颠覆必须外加装置强迫电流过零的传统技术，化电弧之害为利，首创电弧能量驱动的直流开断新原理，研制了4 kV/70 kA及10 kV/100 kA中压直流开关装备，占领了大容量直流开断技术领域国际制高点；最后，开发了多组分放电等离子体基础数据库和电力开关装备数字化设计软件，创建了开关装备数字化设计体系，并基于此研制了国内首台126 kV高压无氟环保组合电器及电压等级世界最高的800 kV智能开关装备，引领了电力开关装备环保化和智能化发展。面向未来电力系统发展，将继续深耕极端条件下的新型开断机理与数字化技术，致力于提升电力装备的经济性与可靠性，为构建新型电力系统提供坚实的技术支撑。

关键词

电力开关装备 / 交流开断 / 直流开断 / 数字化设计

基金资助

国家自然科学基金资助项目(U196602,52025074,52377158)