近日，国家工信部产业发展促进中心在北京验收了广东电网公司牵头的“十三五”国家重点研发“超导直流限流器关键技术研究”和“500千伏及以上电压等级经济型高压交流限流器研制”项目。
两项国家重点项目成果能及时有效限制故障电流，保障电网的安全稳定，不仅突破了多项“卡脖子”技术，还实现了100%国产化。
近年来，随着风光水等清洁能源加速并入电网，电网规模不断扩大，需应对的系统故障电流也随之增大。限流器的出现可以将故障电流限制到较低水平，为断路器切断故障创造条件，大大提升隔离故障的可靠性，提高电网的安全性和稳定性。
毫秒内瞬间响应 有效降低故障电流
超导直流限流器在正常运行时就像一根隐形的导线，没有电阻，一旦发生短路故障，在1毫秒的时间内就能迅速转为大电阻，起到限制故障电流的作用。
据悉，该限流器可以不依赖任何监测装置、在感应到故障电流的瞬间响应触发，自动完成全部限流保护过程，并在故障清除后自动恢复超导的特性。
“国际上没有高压超导直流限流器的先例可循，意味着超导直流限流器从设计到开发都只能通过自主创新来实现。” 项目技术负责人宋萌说，为了得到符合项目要求的超导材料，研发团队搭建了大电流冲击平台，对上百种带材进行了超过千次的冲击实验。
这台历时三年研制的超导直流限流器最终形成了包括“高性能双面封装带材”、“跨大温区高压套管”等在内的多项创新技术亮点，申请了超过60个发明专利，抢占了超导电力装备制造和应用的全球制高点。
2020年8月 ，超导直流限流器在国际上率先实现挂网运行，引领国际超导电力技术站上新高度，示范工程至今已安全稳定运行超过一年。
日常运行低损耗 故障出现高阻抗
据介绍，与国内外已有的交流限流器相比，500千伏经济型交流限流器创新引入了高耦合分裂电抗器组件。宋萌说，利用高耦合的特性能够让限流器在遇到故障电流的时候立刻对其进行限制，而在日常运行中时降低自身的损耗。
值得一提的是，要想有效限制超大短路电流还需要攻克另一难题一一大容量快速真空灭弧室。项目团队成员通过上百次大容量开断试验探索，近五个月的持续迭代改进，最终啃下了这块硬骨头，500千伏经济型交流限流器实现了限制最大电流90千安，达到国际最高水平。
此外，该限流器的工作原理还可以用于10kV及以上各电压等级的限流器，理论可抑制电流可达百千安级。500千伏经济型交流限流器于2021年6月也顺利实现挂网运行。
上述两项国家重点项目是广东电网加强国家战略科技力量建设的重要实践，为我国限流器的研发积累了有益的经验，形成的全国产化设备为新型电力系统建设提供了有利保障。
据悉，国家工信部产业发展促进中心在验收时，认为两个项目均高质量完成了预定任务，达到了预期成效，对“智能电网技术与装备”专项目标的实现有重要支撑作用。
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