近日，中國(guó)電氣裝備所屬許繼電氣自主研發(fā)的40.5千伏4000安大容量氣體絕緣開關(guān)設(shè)備一次性通過型式試驗(yàn)，標(biāo)志著該產(chǎn)品研制成功，填補(bǔ)了中壓開關(guān)行業(yè)在40.5千伏4000安等級(jí)下氣體絕緣開關(guān)設(shè)備的空白，集團(tuán)公司成為行業(yè)唯一具備40.5千伏4000安充氣柜設(shè)計(jì)制造能力的廠家。產(chǎn)品的各項(xiàng)性能指標(biāo)均滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，產(chǎn)品柜寬僅900mm、滿足1.1×4000A溫升，達(dá)到行業(yè)領(lǐng)先水平。它的研制成功為大容量新能源并網(wǎng)提供了設(shè)備基礎(chǔ)，助力“雙碳”戰(zhàn)略推進(jìn)落實(shí)。

　　相比40.5千伏3150安氣體絕緣開關(guān)設(shè)備，該產(chǎn)品額定發(fā)熱功率增加60%(額定電流從3150安增加到4000安)，這對(duì)于產(chǎn)品的熱設(shè)計(jì)提出了更高的挑戰(zhàn)。在不增大氣箱體積的情況下，增大導(dǎo)體的散熱體積與維持絕緣距離之間存在著相互制約的關(guān)系。因此，在限定的體積內(nèi)解決內(nèi)部的絕緣和溫升問題，成為本次項(xiàng)目的關(guān)鍵點(diǎn)和難點(diǎn)。針對(duì)這些挑戰(zhàn)，許繼電氣進(jìn)行了全面的優(yōu)化和創(chuàng)新。

　　絕緣可靠不放電

　　項(xiàng)目組對(duì)產(chǎn)品內(nèi)部電場(chǎng)進(jìn)行了全面優(yōu)化，并采用了散熱—絕緣一體化設(shè)計(jì)，不僅提升了產(chǎn)品的內(nèi)部載流能力，同時(shí)針對(duì)絕緣薄弱點(diǎn)采用了屏蔽均壓優(yōu)化技術(shù)，顯著提升了產(chǎn)品的絕緣性能，確保絕緣可靠不放電。

　　額定自冷散熱好

　　為解決溫升問題，項(xiàng)目組聯(lián)合主被動(dòng)散熱技術(shù)，深入研究電阻控制、輻射、對(duì)流強(qiáng)化散熱及相變散熱技術(shù)。通過仿真分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，設(shè)計(jì)出散熱、絕緣兼具的組裝式極柱，載流能力較之前的40.5千伏3150安設(shè)備提升了27%(即從3150安提升到4000安)。針對(duì)關(guān)鍵溫升點(diǎn)，設(shè)計(jì)了快速傳熱組件，有效突破了氣室內(nèi)部傳熱的限制，使得產(chǎn)品在額定電流運(yùn)行時(shí)，僅憑自然風(fēng)冷就能滿足溫升要求，大大提高了產(chǎn)品的可靠性和經(jīng)濟(jì)效益。

　　“超載”強(qiáng)冷退熱快

　　當(dāng)電流超過額定值時(shí)，設(shè)備采用強(qiáng)迫冷卻技術(shù)，在滿足整柜防護(hù)等級(jí)的前提下，通過構(gòu)建氣箱外壁與框架之間的冷卻風(fēng)道，顯著提升了氣箱向外部環(huán)境的傳熱速率，成功解決了在1.1倍額定電流(即4400安)下的溫升問題，確保了設(shè)備在超負(fù)荷運(yùn)行時(shí)的穩(wěn)定性和安全性。

　　隨著光伏、風(fēng)電等綠色清潔能源裝機(jī)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，新能源及工業(yè)領(lǐng)域?qū)?0.5千伏大容量氣體絕緣開關(guān)設(shè)備的需求日益迫切。許繼電氣新研制的4000安氣體絕緣開關(guān)設(shè)備負(fù)載容量可達(dá)240兆瓦，對(duì)于480兆瓦以下的新能源站，僅需采用2段母線即可滿足要求，大大簡(jiǎn)化了升壓站的一次電氣布局，減少了設(shè)備數(shù)量，從而降低了建設(shè)和運(yùn)維成本，為新能源升壓站提供了更加高效的解決方案。

　　安全可靠

　　該設(shè)備采用了氣體絕緣技術(shù)，使其不受外界環(huán)境影響，具有優(yōu)異的絕緣性能?，F(xiàn)已通過1.1倍額定電流溫升測(cè)試，長(zhǎng)期運(yùn)行安全可靠。

　　結(jié)構(gòu)緊湊

　　市場(chǎng)現(xiàn)有40.5千伏充氣柜的最大額定電流通常為3150安，而這款新設(shè)備的額定電流達(dá)到了4000安，但柜寬僅900mm。相比同規(guī)格的空氣絕緣開關(guān)設(shè)備，其占地面積減小了50%以上。

　　智能控制

　　該設(shè)備采用先進(jìn)的智能化控制方案，基于關(guān)聯(lián)規(guī)則和權(quán)重系數(shù)的評(píng)估方法，能夠精準(zhǔn)地根據(jù)電流負(fù)荷大小和溫升狀態(tài)信號(hào)來判斷何時(shí)啟動(dòng)風(fēng)機(jī)進(jìn)行強(qiáng)制風(fēng)冷。同時(shí)，為了滿足不同應(yīng)用場(chǎng)景的實(shí)際最大電流負(fù)荷需求，設(shè)備支持分類分級(jí)定制不同的配置方案，從而實(shí)現(xiàn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益的最優(yōu)化。(于 盟)