【创新之举】“卡脖子”突破！中国电气装备成功研制国内首台550千伏/80千安/8000安高参数、高互换性、高可靠性GIS设备！
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【创新之举】“卡脖子”突破！中国电气装备成功研制国内首台
550千伏/80千安/8000安高参数、高互换性、高可靠性GIS设备！
习近平总书记指出，装备制造业是国之重器，是实体经济的重要组成部分，要把握优势，乘势而为，做强做优做大。
近日，中国电气装备所属中国西电西开电气成功完成550千伏/80千安/8000安GIS设备全部型式试验，标志着国内首台高参数、高互换性、高可靠性大容量GIS设备研制成功，为我国在大容量GIS等核心技术领域不断创新奠定了坚实基础。550千伏GIS家族再添重量级成员，充分彰显了集团公司永攀科技高峰，努力攻克国家“卡脖子”难题的担当与责任。
现状分析
随着我国经济社会的发展，电网规模不断扩大，国内诸多变电站对断路器短路电流开断能力提出更高要求，提升断路器开断能力将为我国珠三角、长三角、京津唐等负荷中心电网安全稳定运行提供强有力的支撑。同时，新型电网的发展对GIS产品也提出了更新的标准，更高的要求。
01高参数要求
随着短路电流与额定电流的增加，常规产品越来越难以满足电网发展需要，用户迫切需要更高参数、更大容量的开关设备。
02高互换性要求
越来越多的旧站面临着短路电流超标问题，如何在提升参数的同时，又不改变间隔尺寸与地基等要素，是用户的迫切诉求。
03高可靠性要求
大容量开关设备一般应用于负荷中心区域，对电气、机械、通流及开断可靠性提出了更高要求。
参数的提高带来了一系列需要克服的挑战，诸如在进行T100a延长大半波开断时，当时间常数为120毫秒时，其短路电流峰值可达188千安，在如此高的短路电流情况下，零件耐烧蚀性问题及有效开断问题成为研发的难点与关键点。同时，为提高产品的开断能力，常规做法是增加尺寸与提高操作功，但尺寸的增加不仅意味着新建站占地面积的增加，更意味着旧站升级改造困难，与用户高互换性要求矛盾。同时操作功的提高则意味着振动的增加与可靠性的降低，与用户高可靠性要求矛盾。这就造成了在满足“三高”要求下大容量开关设备自主研发难度极大，当前，大容量开关产品仅有少数几家国外公司可以生产。
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01着力“卡脖子”攻关，突破“三高”技术难题
2022年上半年，西开电气联合南网科研院、广东电网公司、西安交通大学等多家用户、科研院所与高校，针对解决产品高参数、高互换性与高可靠性要求开展联合攻关，经过不断的摸索和试验，克服难关，取得了产品型式试验的成功。
01高参数方面
该产品额定电流为8000安（常规为6300安）、短路开断电流为80千安（常规为63千安）、时间常数120毫秒（常规为45毫秒），短时耐受电流80千安/3秒（常规为63千安/3秒），峰值耐受电流216千安（常规为158千安）。
02高互换性方面
GIS总体尺寸及间隔距与常规550千伏GIS保持一致，隔离开关、接地开关等核心零件尺寸基本相同，保证了GIS整体可替换性。作为GIS的核心部件，550千伏/80千安/8000安断路器采用最新一代自能式灭弧结构，与常规断路器相比，罐体尺寸、操作机构、传动机构及套管等部件全部保持不变，具有很高的互换性，当旧站需要大容量升级改造时，只需要更换灭弧室部分即可。
03高可靠性方面
大规模成熟结构的应用确保了可靠性，新研制的550千伏/80千安/8000安断路器操作功比常规550断路器还要小，是目前已知所有大容量550千伏断路器中操作功最小的。作为对比，其操作功仅为国外某同类产品的一半，操作功的减少，一方面使得机械可靠性明显提高，另一方面由于振动的减小，对核心零部件的绝缘可靠性提升也较为有利，同时安装地基也无需进一步加强。
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02践行使命担当，奠定大容量开关设备国产化根基
该产品的成功研制填补了国内空白，实现我国大容量开关设备的国产化，为开关设备的自主研发积累了技术与经验。其中最重要的就是在产品研发过程中引入可预测性仿真技术，可预测性仿真是指产品设计阶段，在虚拟状态下提前对各种性能作出准确仿真与预测，形成“设计-仿真-优化”的闭环，实现仿真有效指导产品设计0到1的突破。利用可预测性仿真技术，提前对该产品中涉及的绝缘性能、机械性能、开断性能及温升性能进行仿真优化，实现了产品设计由“黑箱状态”向“可预测性状态”的转变，达到“试验即成功”的目标，大幅缩短大容量产品的研发周期。
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中国电气装备
始终胸怀“国之大者”
不断加大“卡脖子”核心技术攻关
着力打造输配电装备原创技术策源地
不断掌握核心关键技术和产业发展主动权
努力引领输配电行业发展
为加快建设新型电力系统
保障我国电力安全、能源安全贡献应有力量
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