近日，中國電氣裝備所屬中國西電西開電氣自主研發(fā)的800千伏/80千安/8000安GIS設備在西高院順利通過全部型式試驗，標志著國際首臺高參數、高可靠性、高互換性大容量800千伏GIS設備研制成功，成為保障電網安全、推動高端裝備自主化的重要技術突破，為我國在大容量GIS等核心技術領域不斷創(chuàng)新奠定了堅實基礎。

此前不久，同在中國電氣裝備集團旗下的平高電氣聯合國網陜西電力、西安交通大學、 中國電科院 等單位共同研制ZF27-800(L)/Y6300-80型氣體絕緣金屬封閉開關設備用斷路器，成為“產學研用”深度融合的典范之作，構建了高壓斷路器噴口電弧高精度建模方法和開斷性能評估模型，攻克了800千伏80千安開斷技術世界級難題。

隨著我國電網規(guī)模的持續(xù)拓展與新能源接入比例的不斷提升，電網系統對短路電流控制能力提出了更高要求，尤其是在西北清潔能源外送的關鍵樞紐區(qū)域。

據悉，新能源迅猛上馬的西北地區(qū)電網，電壓等級主要是750KV。因此，在800千伏GIS設備研制成功前，750KV80KA斷路器是國內乃至全球最成熟的產品。但事實上，電網經常過載達到800KV，既危險又使新能源并網受限。一旦750KV以上的電壓短路，現有斷路器無法在如此高的短路電流下保護電網，電網面臨大面積癱瘓風險。

開斷80KA電流所產生的電弧溫度極高，或達25000K，相當于太陽表面溫度的4倍，因此80KA短路電流一直都是世界級難題，不僅僅是對材料要求極高，對材料蒸發(fā)時的噴濺和滅弧的處理，還有恢復電壓上升的效率等都極其困難。任一環(huán)節(jié)不達標，都有可能造成熱擊穿或重燃，電網將面臨重大風險。

據悉，目前部分站點短路電流已超過63千安，短路電流超標、系統失穩(wěn)乃至大面積停電等安全風險日益突出，嚴重威脅電力系統安全穩(wěn)定運行，亟需具有完全自主知識產權的開斷能力達80千安的開關設備兜底護航。

因此，為適應未來電力輸送容量與安全穩(wěn)定運行水平的進一步提升，電力系統亟需性能更先進、參數更高的開關設備。此次800千伏/80千安大容量GIS設備的脫穎額出，無疑成為支撐電網未來發(fā)展的重要方向。

該設備研發(fā)需同步實現“高參數、高可靠、高兼容”的綜合目標，在顯著提升開斷與通流能力的同時，必須完全兼容現有站點接口及安裝條件，以支撐系統平滑升級。這帶來了多重技術挑戰(zhàn)，在高參數開斷試驗中，極大電流對零件耐燒蝕性與結構可靠性構成考驗，若沿用傳統設計思路，則與可靠性要求及改造兼容性存在根本矛盾。此外，在該領域國內外均無成熟產品可參考，研發(fā)團隊需在多重約束下實現絕緣、機械、開斷等關鍵性能的系統性跨越。

西開電氣 充分發(fā)揮技術優(yōu)勢，集中研發(fā)資源， 自主研發(fā) 800千伏/80千安/8000安 GIS設備 ， 為解決產品高參數、高可靠性 、 高互換性難題， 采用新一代技術方案， 通過持續(xù)優(yōu)化設計與反復驗證， 突破關鍵技術瓶頸， 圓滿完成產品型式試驗 。

在高參數方面，該產品800千伏/8000安的高額定技術參數，能夠精準適配承載主干電網巨大傳輸容量需求，保障在電網極端運行條件及關鍵操作場景下的超高可靠性。斷路器具備優(yōu)異的故障切除能力，能夠可靠開斷高達80千安的短路電流，從容應對極端電網故障場景。隔離開關擁有國際最高的母線轉換電流開合參數，可在系統不停電狀態(tài)下安全完成關鍵倒閘操作。快速接地開關具備頂級電磁及靜電感應電流開合性能，為超長距離特高壓線路的檢修作業(yè)筑牢最高等級的安全屏障。

在高可靠性方面，該設備在電氣和機械可靠性、環(huán)境適應性方面均達到行業(yè)領先水平。電氣可靠性方面，產品具備3000米高海拔絕緣適配能力，斷路器性能指標達到E2-C2級標準規(guī)定的最高參數，并通過優(yōu)化結構和嚴格的工藝控制，顯著提升了產品的絕緣性能。機械可靠性方面，產品機械壽命滿足M2級標準要求，隔離開關、接地開關與常規(guī)63千安產品操作功相當。斷路器采用新一代滅弧原理及雙斷口布置設計，操作功僅為常規(guī)63千安產品的60%。這一設計顯著提升了設備整體機械可靠性，降低了運行中的振動與沖擊影響，進而免除安裝地基額外加固的工程需求。環(huán)境適應性方面，產品適用場景廣泛，可耐受零下40攝氏度極寒和55攝氏度極熱環(huán)境，適配不同氣候條件下的電網運行需求。

在高互換性方面，該產品接口尺寸、基礎尺寸與西開電氣現有63千安產品相同，套管、接地開關、母線等核心元件尺寸與常規(guī)產品基本一致，不僅保證了現存GIS站在不動地基的前提下實現原位增容改造，同時也為后續(xù)工程擴建提供了極大的便利。

該產品的成功研制，標志著我國在大容量開關設備領域實現重大突破，全面推動該類裝備的國產化進程，并在特高壓、大容量開關設備領域積累了領先的技術與經驗。研發(fā)過程中，項目團隊創(chuàng)新引入可預測性仿真技術，構建“設計—仿真—優(yōu)化”閉環(huán)研發(fā)體系，對設備的絕緣、機械、開斷及溫升等關鍵性能進行精準仿真與迭代優(yōu)化，推動產品研發(fā)從“經驗驅動”向“預測驅動”轉變，大幅縮短了大容量高端開關設備的研制周期，實現“試驗即成功”的目標，為我國超高壓電力裝備的自主創(chuàng)新發(fā)展積累了重要技術與經驗。

目前，國內特高壓建設在快速推進，據估算，當前的“24交15直”工程至少需要600億元以上的GIS設備。此外，還有9大陸上和5大海上風光基地，裝機規(guī)劃超過7億千瓦。而每1GW約需配備價值2億元的GIS設備。因此，僅特高壓項目及陸海新能源基地建設兩個確定性領域，就將成就約1500億元左右的GIS市場。

因此， 中國電氣裝備800千伏GIS設備國產化的重大突破，無論在技術還是市場方面，都已站在了世界的頂端。