世界首台160千伏超导直流限流器带电成功 100%自主研发 “国产货”领跑世界

7月9日，世界首台160千伏超导直流限流器在广东汕头南澳多端柔直示范工程启动并带电成功，标志着这个超级工程正式进入了“临床试验”的关键阶段，将在真实运行环境中完成各项调试，以确保下一步整体试运行顺利。

“该超导直流限流器可大幅度降低短路电流水平，提升柔直输电系统的可靠性和安全性。”广东电网能源技术公司项目技术负责人宋萌介绍，该项目是国家重点研发计划研究成果，由广东电网公司牵头，联合国内多家科研机构、高等院校、制造厂商共同研发，也将是首台“走出实验室”，实现示范运行的超导直流限流器，填补超导直流限流器在电力实际运用领域的空白。

超导直流限流器是限制电网故障电流的一种装置，当柔性直流输电系统发生故障时，通过降低短路电流，让隔离故障的断路器能够更容易、更及时地断开故障。

“柔性直流输电系统的短路故障特性与交流系统完全不同，国际上也没有高压超导直流限流器的先例可循，意味着160千伏超导直流限流器从设计到开发都只能通过自主创新来实现。”该项目课题负责人、示范工程系统调试现场总指挥盛超表示，超导直流限流器设计面临的首要问题就是柔性直流输电系统的故障电流模拟困难，而超导直流限流器的设计参数又与故障电流密切相关。为此，项目组攻坚克难，耗时一年建立起了一套基于热等效分析的超导直流限流器多场耦合设计方法，并耗时半年多开发了多套用于柔直系统故障模拟、脉冲功率放电模拟等试验装置，为限流器的设计获得了大量宝贵的数据。

使用什么样的超导材料是超导直流限流器设计的核心课题之一。研发团队全力开展自主研发，进行了数千次样品实验，从上百道工序中反复摸索超导材料的工艺、成分、参数，对不同的超导材料开展缺陷分析，在2018年底成功研制出电阻型超导限流器用高性能高温超导带材(YBCO超导带材)，并实现批量化自主生产，打破了国外技术与产品垄断，解决了高温超导电工应用面临的材料“卡脖子”问题。

该超导直流限流器实现100%自主研发，推动了国内高温超导电工技术的发展。研发团队围绕应用需求，在国内首次采用双超导层结构，提高单根带材临界电流，使得体积更小，更加可靠。同时，通过内置光纤实现了线圈温度实时监测，系世界首次。

该项目的安全运行维护职责由广东电网公司汕头供电局柔直巡维中心承担，这是继南澳多端柔性直流示范工程、160千伏机械式高压直流断路器项目以来，该运维中心承担的第三项“世界首个”项目运维任务。

据悉，该项目将在7月底完成系统联调、人工短路电流等试验，开展为期6个月的挂网试运行。（周潺 杨雅洁 李力 陈旭）

北极星智能电网在线官方微信