PDF《用中国智慧破解 “电网”》

高教周刊 科学研究 2019年3月25日 星期一

07 主编:储召生 编辑: 杨文轶 设计: 聂磊 校对: 张静

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com.cn ・ 每逢高温季节,用电负荷猛增, 部分地区就开始限电,给人们的生 活、生产带来不便.这样的场景你一 定不陌生.然而, 早在2007年, 华中科 技大学潘垣院士团队就针对其中的技 术难题展开攻关, 目标就是: 让用电不 再受束缚. 本着科研的初心,该团队踏上了 这段 未知 的征程,一走就是

11 年,他们打破了过去我国在高压开关 电器技术领域跟随国外的局面,探索 出了一套全自主创新的中国解决方案. 不要等问题出现了才去解决 2018年9月17日,潘垣院士、何 俊佳教授、袁召等设计研发的 220kV 系统用大容量短路电流开断装置,在 西安国家高压电器产品质量监督检验 中心成功通过 100kA 级短路电流开断 试验,这标志着我国 220kV 系统用高 压断路器的开断容量指标达到国际最 高水平. 潘院士提出的设想其实还是很超 前的. 全程参与研发的袁召至今感念 潘垣的远见卓识.他介绍说,当时 电网 企业采取限电措施解决用电负 荷猛增的问题已是常态,因为解决该 问题的研发难度较大,算是一个未来 式本土难题. 袁召形象地打了个比方: 就好像 现在城市采取的交通单双限号,虽然 可以部分解决交通问题,却牺牲了出 行的便利,也没从根本上扭转局面. 潘垣提出的设想在当时来说有些 异想天开 ,不像其他人一样提升单 个断路器的开断能力,而是通过高耦 合电抗器实现断路器并联连接,将断 路器的开断能力成倍提升.袁召提到 其中一个设计关键,就是高耦合度空 芯分裂电抗器,通过它可以实现开关 电弧的并联.而在此之前,开关电弧 的并联被认为无法实现. 把设计落实到现实中并非一帆风 顺.团队核心成员何俊佳还记得,技 术方案刚提出时,外界的质疑声不绝 于耳. 这明明就是两个不可能放在一 起的东西! 就算做出来也用不上 啊!咱们现在电网没有这么大的短路 电流,以后的事情以后再说. 实际上,开展此类研究并非杞人 忧天.当时,国外有些公司已经投入 大量资金对大容量断路器进行研发. 他们研制的 252kV 断路器已可以实现 90kA 短路电流的开断.何俊佳透露, 国外技术垄断的大容量开断装置一套 大约要花费一两千万元,十分昂贵. 当然,涉及的核心技术也是对方公司 专利,绝不会轻易透露. 做,一定要做!一定要做!满足 国家需求是一个科研工作者的责任, 虽然现在大家还没意识到大容量开断 的重要性,但等到问题真正出现了再 去解决,那不就晚了吗?我们不能被 现在所局限! 彼时潘垣斩钉截铁的话 语至今回荡在何俊佳的耳边. 这是最对的一条路 当时在西安做试验,去时穿短 袖,做完试验回来时都要穿最厚的羽 绒服了. 从理论到实验的艰辛,没有 人比袁召更有体会: 白天做实验,晚 上找问题,每天就这么循环着,几乎 没时间去宾馆休息.试验站很大,空 荡荡的,还冷风阵阵,可把我们冻坏 了. 长达

11 年的科研 探险 中,遇 到的很多问题都是世界首次,掉进 坑 里也只能一点点 爬出来 ,没 有科学经验共享、没有资料可查,甚 至连相同的科研思路都无可借鉴.这 注定是块难啃的 硬骨头 . 浇注模具的尺寸、导线绕制松紧 程度甚至进出线焊接角度,看似微不 足道的细节在实验中却举足轻重. 就 得去车间盯着工人做了,实在不行还 得自己上手. 袁召比划着,自己都记 不清去了多少次车间了. 不对就再来, 还不对, 就继续重做 ……凭着精益求精的工匠精神,团队 和工人们一起苦熬,顽强地把实验室 里的图纸变成实物. 有时反复讨论觉得没问题的设计 方案,通过计算或验证可能又会推倒 重来,这时候就有点怀疑能否成功. 苦闷时,有一个人对袁召来说宛如暗 夜灯塔,那就是潘垣. 谈到这位耄耋之年仍坚持科研的 老科学家,袁召满脸钦佩: 都这么大 年纪了,还是想到什么哪怕是大晚上 也会跑到实验室来找人讨论.一想到 他,我就觉得没理由不好好干. 纠结甚至怀疑,但最终还是选择 坚持.因为这是国家的需求,也是科 研工作者应有的责任担当.从2007年到2018年,整个团队一路奔跑,完成 了 从无到有 ,在遍布 荆棘 的途 中收获丰硕成果.

2012 年,研制 15kV/160kA 大容 量断路器产品,开断能力优于国际领 先企业的同类产品;

2013 年,研制 126kV/5000A- 80kA 真空断路器.2018年,研发220kV系统用大容量短 路电流开断装置成功通过 100kA 级短 路电流开断试验,相关指标超过了 ABB 等国际知名企业同类产品性能参 数,为占领国际制高点和工程化应用 打下了坚实基础,为我国电力系统大 容量短路电流开断的难题提供了更经 济、有效的解决方案. 你们做的东西, 我们放心! 科研人员克服了工期要求紧、 技 术难度大、 业主要求持续增加等困难, 不厌其烦地为项目做了大量扎实的工 作…… 2018年12月,广州供电局特 意给团队发来了感谢信,还表示将在后 续国家重点研发计划项目合作中继续 开展合作. 合作始于 2013年.当时,广州供 电局在认真考察对比了很多包括 ABB 等跨国公司的产品后,主动叩响了团 队大门.他们希望通过断路器开断能 力的提升,增加电网的可靠性与电力 调度的灵活性,从而解决大规模电网 短路问题. 我们的设计原理与方案是 独一无二的,不仅技术参数、成本优 势明显,更存在可延续性的特点,能 满足电网持续发展的需求. 何俊佳 说. 按照预定计划,此次合作的成果 是设计出 252kV/80kA 的断路器,该 参数已经远超过了当时国内 252kV 断 路器最大开断能力――63kA.而更大 的短路电流开断能力就意味着更大的 可靠性、更高的安全系数,为此,广 州供电局希望把并联型断路器的开断 能力进一步提升至85kA. 从63kA 到85kA,简单的数字背 后却蕴含着极大的技术难度,意味着 方案要重新调整、设计,试验难度进 一步增大,这让团队的技术人员倍感 压力.然而他们最终作出了一个决 定,交出了一份让人惊叹的答卷―― 100kA 的断路器,比最初设计足足提 高了近两倍. 完成高耦合电抗器的设计后,经 过缜密的核算与论证,我们认为它可 以完全满足 100kA 等级电流的开断要 求.既然要超前,就要充分考虑到用 户未来的使用可能. 提起当时做的这 个重大决定, 袁召坦言潘垣的话对团队 影响深远, 促使大家作出了决定. 他总 说, 国家发展这么快, 一定会有新的需 要. 如今, 潘垣依然把这句话挂在嘴 边, 还反复叮嘱团队一定要做到 人无 我有, 人有我强, 人强我新 .团队成员 已经把他的话当成了座右铭. 大规模电网短路电流超标问题并 非一劳永逸,这场电网'

马拉松'

也 将一直在路上. 袁召说,合作期间, 广州供电局反复提到 你们做的东西, 我们放心 .这份信赖也体现在团队与 西安高压电器研究院、 国家电网常州电 气设备检测中心、 武汉供电局等用户的 合作中, 并转化为团队不断前进的动 力. 感觉身上的担子更重了, 我们得好 好干, 不能辜负别人的期待. 目前,团队再一次与广州供电局 合作,启动了 500kV 及以上电压等 级经济型高压交流限流器 项目的研 制.他们要将这种独具特色的 大容 量短路电流开断装置 推广应用于更 高电压等级.何俊佳说: 我们现在走 的这条路可能比多数人要艰难,也没 有高回报,但这是最对的一条路. 用中国智慧破解 电网 难题 通讯员 高翔 张雯怡 科研探索 【项目简介】 : 华中科技大学在 南方电网重大科研攻 关项目 大容量短路 电流开断装置研发及 工程应用 支持下研 发的 220kV 系统用大 容量短路电流开断装 置成功通过 100kA 级短路电流开断试验,使我国 220kV 系统用 高压断路器的开断容 量指标达到国际最高 水平.

2018 年7月,青岛农业大学乡 村振兴研究院 (平度) 揭牌.学校 选派50名专家和100名学生组成首 批平度乡村振兴特派员服务队,同 时设立

100 万元专项资金,支持师 生深入平度市16个乡镇的市县两级 第一书记 和乡村振兴工作队派驻 村,开展乡村振兴专题调研和产业 技术指导服务,为下一步与平度市 合力打造

10 个标杆村、50 个示范 村、200个提升村奠定基础. 金秋十月, 农业大市平度各处硕 果累累, 遍地金黄, 丰收的沃野上交 织出一曲曲乡村振兴发展的绚丽华 章.作为扎根青岛、 矢志三农的一所 农业类高校, 自成立乡村振兴研究院 (平度) 以来, 青农以创新驱动、 智慧 发展、 科技服务为重点, 加快了躬身 服务平度乡村振兴战略实施的步伐. 产学研协同创新 《山东省推动乡村产业振兴工作 方案》 明确指出,把提升农业装备 水平作为推动乡村产业增长方式变 革的重要手段,推动 全程全面、 高质高效 农业机械化.因此, 要 让科技惠农振兴乡村,提升农业机 械装备水平是其中的关键环节. 国 内根茎类作物生产机械化专家、学 校机电工程学院院长尚书旗教授说. 由尚书旗教授主持、青岛农业 大学作为第一完成单位的 花生机 械化播种与收获关键技术及装备 项目获2017........