專利權(quán)人：中國(guó)電力科學(xué)研究院、國(guó)家電網(wǎng)公司

　　發(fā)明人：李志兵、崔博源、王承玉、劉北陽(yáng)

　　特高壓并聯(lián)隔離開(kāi)關(guān)是串聯(lián)補(bǔ)償裝置的關(guān)鍵控制設(shè)備，采用敞開(kāi)式隔離開(kāi)關(guān)，對(duì)轉(zhuǎn)換電流開(kāi)合能力有很高的要求，傳統(tǒng)的提高轉(zhuǎn)換電流開(kāi)合能力的方法不能滿足要求。本專利提出了一種能大幅提高特高壓敞開(kāi)式隔離開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換電流開(kāi)合能力的新方法，在隔離開(kāi)關(guān)主觸頭上加裝由弧觸頭和真空斷路器串聯(lián)組成的并聯(lián)支路，由主導(dǎo)電桿操作并與主觸頭配合，開(kāi)合過(guò)程中由真空斷路器開(kāi)合轉(zhuǎn)換電流，從而顯著提高了轉(zhuǎn)換電流開(kāi)合能力，滿足了特高壓并聯(lián)隔離開(kāi)關(guān)的研制需求。采用該專利研制出的國(guó)際首套特高壓并聯(lián)隔離開(kāi)關(guān)2011年投入工程運(yùn)行，為特高壓串聯(lián)補(bǔ)償裝置的國(guó)產(chǎn)化研制及特高壓交流試驗(yàn)示范工程擴(kuò)建工程的輸電能力提升做出了重大貢獻(xiàn)，社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益顯著，被評(píng)為中國(guó)專利優(yōu)秀獎(jiǎng)。

　　專利背景

　　特高壓交流輸電對(duì)于全國(guó)范圍內(nèi)資源的優(yōu)化配置具有特別重要的意義，特高壓串聯(lián)補(bǔ)償裝置是提高線路輸電能力的經(jīng)濟(jì)有效措施。為了進(jìn)一步提高特高壓交流試驗(yàn)示范工程的輸電能力，國(guó)家電網(wǎng)公司2011年1月開(kāi)始建設(shè)擴(kuò)建工程，在不擴(kuò)建線路情況下，研制特高壓串聯(lián)補(bǔ)償裝置是關(guān)鍵技術(shù)措施。特高壓并聯(lián)隔離開(kāi)關(guān)是投入和退出串聯(lián)補(bǔ)償裝置的關(guān)鍵控制設(shè)備，采用敞開(kāi)式隔離開(kāi)關(guān)，要求轉(zhuǎn)換電壓6kV，轉(zhuǎn)換電流6.3kA，遠(yuǎn)超過(guò)常規(guī)隔離開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換電壓0.4kV，轉(zhuǎn)換電流1.6kA的要求。傳統(tǒng)提高敞開(kāi)式隔離開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換電流開(kāi)合能力的方法主要有快速拉弧和串聯(lián)斷路器兩種，前者會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的敞開(kāi)式空氣電弧且提高轉(zhuǎn)換電流開(kāi)合能力很有限，后者會(huì)使串聯(lián)補(bǔ)償裝置成本和占地顯著增加，都不能滿足特高壓并聯(lián)隔離開(kāi)關(guān)的要求。所以，亟須研究一種能大幅提高特高壓敞開(kāi)式隔離開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換電流開(kāi)合能力的新方法，以滿足特高壓并聯(lián)隔離開(kāi)關(guān)的研制急需。

　　專利技術(shù)創(chuàng)新及優(yōu)點(diǎn)

　　中國(guó)電力科學(xué)研究院研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新提出了一種提高特高壓交流敞開(kāi)式隔離開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換電流開(kāi)合能力的方法，并申報(bào)了專利。在隔離開(kāi)關(guān)主觸頭上加裝由弧觸頭和12kV真空斷路器串聯(lián)組成的并聯(lián)支路。隔離開(kāi)關(guān)操作過(guò)程中主導(dǎo)電桿在操動(dòng)機(jī)構(gòu)操作下機(jī)械動(dòng)作。隔離開(kāi)關(guān)分閘過(guò)程中，真空斷路器初始處于合閘狀態(tài)，在主導(dǎo)電桿操作下，通過(guò)弧觸頭合閘—主觸頭分閘—真空斷路器分閘—弧觸頭分閘，完成分閘操作，轉(zhuǎn)換電流實(shí)際由真空斷路器開(kāi)斷。隔離開(kāi)關(guān)合閘過(guò)程中，真空斷路器初始處于分閘狀態(tài)，在主導(dǎo)電桿操作下，通過(guò)弧觸頭合閘—真空斷路器合閘—主觸頭合閘—弧觸頭分閘，完成合閘操作，實(shí)際轉(zhuǎn)換電流由真空斷路器關(guān)合。隔離開(kāi)關(guān)主導(dǎo)電桿操作嚴(yán)格保證真空斷路器的機(jī)械特性及弧觸頭、真空斷路器和主觸頭的動(dòng)作時(shí)序及可靠性，使轉(zhuǎn)換電流實(shí)際由真空斷路器開(kāi)合，從而顯著提高了隔離開(kāi)關(guān)的轉(zhuǎn)換電流開(kāi)合能力。本發(fā)明緊密結(jié)合特高壓敞開(kāi)式隔離開(kāi)關(guān)的電氣、機(jī)械結(jié)構(gòu)和動(dòng)作過(guò)程，提出了轉(zhuǎn)換電流開(kāi)合設(shè)計(jì)的電路和機(jī)械實(shí)現(xiàn)方案，解決了核心技術(shù)難題，不僅是可行的，而且是最優(yōu)的。

　　采用本發(fā)明專利的特高壓并聯(lián)隔離開(kāi)關(guān)，轉(zhuǎn)換電流開(kāi)合能力取決于12kV真空斷路器，可以輕松滿足，沒(méi)有電弧危害，并且實(shí)施成本可以忽略。

　　專利應(yīng)用及效益

　　本專利解決了特高壓并聯(lián)隔離開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換電流開(kāi)合能力提高的關(guān)鍵技術(shù)難題，成功用于所有制造廠的產(chǎn)品研制。研制產(chǎn)品轉(zhuǎn)換電壓7kV，轉(zhuǎn)換電流6.3kA，開(kāi)合壽命100次；機(jī)械壽命5000次，通過(guò)了全套型式試驗(yàn)驗(yàn)證。12相研制產(chǎn)品2011年12月投入了特高壓交流試驗(yàn)示范工程擴(kuò)建工程運(yùn)行，安全穩(wěn)定運(yùn)行至今，為特高壓串聯(lián)補(bǔ)償裝置的國(guó)產(chǎn)化研制，特高壓?jiǎn)位鼐€路穩(wěn)定輸送500萬(wàn)kW目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，及特高壓電網(wǎng)的后續(xù)大規(guī)模建設(shè)做出了重大貢獻(xiàn)。2012年11月，中國(guó)電機(jī)工程學(xué)會(huì)技術(shù)鑒定認(rèn)為，采用本專利研制的特高壓并聯(lián)隔離開(kāi)關(guān)填補(bǔ)國(guó)際空白，達(dá)到了國(guó)際領(lǐng)先水平。采用本專利研制的特高壓并聯(lián)隔離開(kāi)關(guān)2015年還用于特高壓錫盟－山東輸電工程，新增合同額累計(jì)超過(guò)3000萬(wàn)元。隨著后續(xù)特高壓串聯(lián)補(bǔ)償裝置的陸續(xù)使用，本專利還將創(chuàng)造更大的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。（李志兵 劉北陽(yáng)）

　　相關(guān)鏈接

　　李志兵，男，1975年生，高級(jí)工程師，博士，中國(guó)電力科學(xué)研究院高電壓研究所開(kāi)關(guān)技術(shù)研究室主任，國(guó)家973項(xiàng)目“交直流特高壓輸電系統(tǒng)電磁與絕緣特性的基礎(chǔ)問(wèn)題研究”課題負(fù)責(zé)人，長(zhǎng)期從事串聯(lián)補(bǔ)償及高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備的研發(fā)工作。主持研制特高壓串聯(lián)補(bǔ)償用旁路開(kāi)關(guān)、并聯(lián)隔離開(kāi)關(guān)和阻尼裝置；主持研制成功特高壓工程用高電氣壽命電容器組開(kāi)關(guān)和氣體絕緣輸電管道；主持研制成功配網(wǎng)用機(jī)械快速開(kāi)關(guān)和大功率密封觸發(fā)間隙；正在組織實(shí)施特高壓GIS的VFTO防護(hù)研究。獲國(guó)家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)1項(xiàng)；省部級(jí)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)3項(xiàng)；國(guó)家電網(wǎng)公司科技進(jìn)步特等獎(jiǎng)1項(xiàng)和一等獎(jiǎng)3項(xiàng)，專利一等獎(jiǎng)1項(xiàng)；發(fā)表論文30余篇。