近日,許繼電氣所屬德理施爾公司自主研發的40.5kV 4000A大容量氣體絕緣開關設備在機械工業高壓電器設備質量檢測中心一次性通過型式試驗。產品各項性能指標均滿足標準要求,產品柜寬僅900mm、滿足1.1×4000A溫升,均為行業領先水平。

相比40.5kV 3150A氣體絕緣開關設備,該產品額定發熱功率增加60%(額定電流從3150A增加到4000A),產品的熱設計難度更大。在不增大氣箱體積的情況下,若增大導體的散熱體積,絕緣距離必將減小,二者互相制約。因此,在限定的體積下解決內部的絕緣和溫升問題,成為項目的關鍵點和難點。
絕緣可靠不放電。對產品內部電場進行全面優化,開展散熱-絕緣一體化設計,在提升內部載流能力的同時,對絕緣薄弱點采用屏蔽均壓優化技術,提升產品絕緣性能。額定自冷散熱好。經仿真與試驗,設計出散熱、絕緣兼具的組裝式極柱,載流能力較40.5kV 3150A設備提升27%(3150A到4000A)。針對關鍵溫升點,設計快速傳熱組件,突破氣室內部傳熱限制,產品額定電流運行時,自然風冷即可滿足溫升要求。“超載”強冷退熱快。當超過額定電流時,開關設備采用強迫冷卻技術,在滿足整柜防護等級的前提下,氣箱外壁與框架構建冷卻風道,提升了氣箱向外部環境的傳熱速率,成功解決1.1倍額定電流(4400A)下的溫升問題。

隨著光伏、風電等綠色清潔能源裝機規模的不斷擴大,新能源及工業領域對40.5kV大容量氣體絕緣開關設備的需求日益迫切,新研制的4000A氣體絕緣開關設備負載容量可達240MW,對于480MW以下的新能源站采用2段母線即可滿足要求,大大簡化了升壓站一次電氣布局和設備數量,為新能源升壓站提供更加高效的解決方案。
安全可靠。采用氣體絕緣技術,不受外界環境影響,通過1.1倍額定電流溫升測試,長期運行安全可靠。結構緊湊。產品結構緊湊,柜寬僅900mm,相比同規格空氣絕緣開關設備占地面積減小50%以上。智能控制。采用智能化控制方案,基于關聯規則和權重系數的評估方法,結合電流負荷大小和溫升狀態信號來確定啟動風機強制風冷的時機。此外,可根據應用的實際最大電流負荷需求,分類分級定制不同的配置方案,實現社會經濟效益的最優化。
該產品的成功研制提升了公司核心競爭力,填補了中壓開關行業在 40.5kV 4000A等級下氣體絕緣開關設備的空白,使得許繼成為行業唯一具備40.5kV 4000A充氣柜設計制造能力的廠家,為大容量新能源并網提供了設備基礎,助力“雙碳”戰略推進落實。