國網(wǎng)寧夏電力公司電力科學研究院長期致力于電網(wǎng)短路電流限制技術(shù)的開發(fā)與應用工作，早期由公司首席技術(shù)專家艾紹貴提出研制的“節(jié)能型電網(wǎng)限流裝置”，通過對大容量高速開關(guān)的改進，將只能應用在6—10千伏高壓開關(guān)柜中的高速開關(guān)應用于戶內(nèi)外6—220千伏的電網(wǎng)短路電流限制中。該項成果獲寧夏回族自治區(qū)科技進步一等獎，并成功在全國中壓(35千伏及以下)電網(wǎng)得到廣泛應用。但大容量高速開關(guān)爆炸橋開斷后需停電更換元件，所以不能廣泛的應用于限制短路電流的各種場合。

為此，艾紹貴與安徽徽電科技股份有限公司合作開始進行快速大遮斷容量真空斷路器(簡稱快速開關(guān))的研制和改進工作，與此同時，國網(wǎng)寧夏電力公司電力科學研究院提出了研究將快速開關(guān)技術(shù)、短路電流快速識別及相控技術(shù)和限流電抗器技術(shù)集成應用于超高壓電網(wǎng)的短路電流限制的結(jié)構(gòu)簡單、成本合理、無運行損耗、限流效果好、運行可靠性高、運行維護簡單的快速開關(guān)型零損耗330千伏電網(wǎng)限流裝置的研制項目，開始展開超高壓電網(wǎng)快速開關(guān)型短路電流限制技術(shù)開發(fā)與應用工作，并在項目的進展過程中在超高壓電網(wǎng)實現(xiàn)經(jīng)濟型限制系統(tǒng)短路電流技術(shù)方面取得突破，首次在超高壓系統(tǒng)采用快速真空開關(guān)與限流電抗器并聯(lián)技術(shù)和限流單元模塊化設計的積木式結(jié)構(gòu)，正常運行時限流電抗器無損耗，短路時可在小于20毫秒時間內(nèi)將系統(tǒng)短路電流限制在任意幅值內(nèi)。首次通過采用短路電流過零點快速預測及精確相控開斷技術(shù)，在系統(tǒng)短路發(fā)生后2—3毫秒內(nèi)，完成短路電流幅值及其過零時刻的準確預測，確?？焖僬婵臻_關(guān)實現(xiàn)過零點相控開斷。開發(fā)出適用于電網(wǎng)限制短路電流需要的合閘時間小于12毫秒，分閘時間小于5毫秒，斷口穩(wěn)態(tài)恢復電壓大于21千伏，可有效開斷80千安短路電流的快速開關(guān)。通過技術(shù)集成與開發(fā)完成的限流裝置體積小、成本低、運行維護簡單、限流效果明顯，而且由于元件少運行可靠性高，對電網(wǎng)正常運行無影響，完全滿足超高壓電網(wǎng)限制短路電流的要求。該項技術(shù)填補了該領(lǐng)域的國際空白，技術(shù)水平居于國際領(lǐng)先。

國網(wǎng)寧夏電力公司電力科學研究院研制成功的限流裝置滿足短路電流80千安的超高壓電網(wǎng)限制短路電流的需求，同時裝置由于采用倒置CVT由330千伏線路直接獲取工作電源的取能方式，使得裝置可在任意電壓等級下使用，在超高壓500千伏、750千伏甚至特高壓1000千伏電網(wǎng)，只要通過對應電壓等級的倒置CVT搭建起高壓平臺，就可以對電網(wǎng)短路電流進行有效限制。此項技術(shù)如果能夠在全國電網(wǎng)廣泛應用，將對電網(wǎng)運行方式和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，保證電網(wǎng)安全、可靠、經(jīng)濟性運行產(chǎn)生深遠影響。本項目獲得授權(quán)的發(fā)明專利2項，實用新型專利3項，還獲得1項美國發(fā)明專利申請受理，形成限流裝置調(diào)試、掛網(wǎng)運行的標準2項，發(fā)表論文6篇。

技術(shù)創(chuàng)新點

(1)以渦流驅(qū)動的快速開關(guān)為核心部件，采用短路電流快速識別和相控過零開斷技術(shù)研制出330千伏電網(wǎng)限流裝置。

(2)采用限流單元的積木式結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)對短路電流任意深度的限制，并在330千伏電網(wǎng)人工接地試驗中完成考核驗證。

(3)采用倒置CVT從線路直接獲取裝置工作電源的取能方式，可使裝置在任意電壓等級下應用。

應用成果及效益

裝置在330千伏電網(wǎng)考核試驗中限流效果達到40%，開關(guān)斷口經(jīng)受了15.78千伏的穩(wěn)態(tài)恢復電壓，動作過程最大系統(tǒng)過電壓僅為1.11倍，運行狀態(tài)良好。同時利用裝置限流單元的設計理念，開發(fā)出了“ZLB型深度限流裝置”，并通過了國家高壓電器質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心的型式試驗，用于對中壓電網(wǎng)短路電流的限制。在不到3年的時間內(nèi)，在全國各地的中壓電網(wǎng)大量應用，目前已生產(chǎn)投運140臺套，新增產(chǎn)值7800萬元，加上裝置投運后無損運行帶來的節(jié)能降損節(jié)支的7000萬元，該項成果取得了上億元的經(jīng)濟效益。

該項成果已列入國家電網(wǎng)公司2013年新技術(shù)推廣應用目錄中，國家發(fā)改委2014年第24號公告《國家重點節(jié)能低碳技術(shù)推廣目錄》中，列入了采用此項技術(shù)的“基于快速渦流驅(qū)動及短路識別的電網(wǎng)運行控制技術(shù)”的推廣項目。2015年總部科技項目指南列入了采用此項技術(shù)的“快速開關(guān)型變阻抗節(jié)能變壓器關(guān)鍵技術(shù)研究與示范應用”的課題。這些將極大的促進超高壓電網(wǎng)快速開關(guān)型短路電流限制技術(shù)在全國電網(wǎng)中的廣泛應用。