从“0-1”，合肥企业实现抽水蓄能核心装备国产化突破

国内正迎来抽水蓄能电站的建设热潮。在合肥，一群科研人员用3年的时间，持续推进相关核心技术攻关。

日前，大容量多断口并联发电电动机真空断路器及成套开关设备，已顺利通过国家级新产品技术鉴定。该设备由安徽合凯电气科技股份有限公司与国网新源集团有限公司等单位联合研制，实现了我国大容量真空开关技术的新突破，填补了该领域核心装备研制的空白。

经过院士领衔的评审委员会认定，合凯电气研发的发电机真空断路器达到国际领先水平，合凯电气研发的发电机断路器及成套开关设备，成功打破国外垄断，填补了该领域核心装备研制的空白。

跨界突围，小团队却有大信心

抽水蓄能电站发展前景广阔，却长期在发电机断路器这一核心装备领域面临着难题。

“虽然公司深耕开关领域20多年，但之前主要都是服务于工矿行业。对我们来说，抽水蓄能电站的发电机断路器还是个全新领域。”回想起2022年的立项过程，合凯电气技术负责人刘贤仓颇为感慨，因为国网新源集团的一次项目招标，这才让他们接触到这个全新的领域，开始研发抽水蓄能电站的发电机断路器。

依托公司自建的六大功能实验中心，刘贤仓带领团队先做了一个原理性样机，进行了主要参数的实验，“本身我们也是有不少技术储备，通过实验觉得有谱，就去参与投标并成功中标，后来就正式由我们来承担具体的研制工作。”

承担发电机断路器这一关键设备的研制任务，既是对团队技术实力的认可，也是一种无形的压力。

“刚开始研发时，行业里没人看好。”刘贤仓坦言，相比于同行们动辄百人的研发团队，数亿元的研发投入，合凯电气负责这一项目的研发团队仅有30多人，完全不占优势。

选择对人和环境更友好的技术，迎难而上

摒弃外界的纷扰，合凯电气研发团队一心扑在研发上，细致梳理着研发路线。“如果仅仅达到国外同等水平，也只是刚刚赶上他们多年前的水平。既然从零开始，就更要有后来居上的勇气。”刘贤仓说。

抽水蓄能电站的发电机组不同于普通水电站，发电机组既要用水流发电供能还会抽水蓄能。当反复切换发电机和电动机两种工作状态，发电机组的出现问题的概率也就更高。这意味着发电机断路器要承担更大的压力，才能保证发生故障后，迅速切断电流，避免短路导致的瞬时过大电流损坏整个发电机组，造成严重损失。

变电所开关柜里常规断路器可能一年都动不了几次，工作状态稳定。抽水蓄能电站平均每天要操作数次，一年反复操作上千次。“既要能满足电气技术指标，还要在严苛条件下维持更长的使用寿命，这对于研发提出了很高的要求。”刘贤仓说。

经过慎重考虑，合凯电气研发团队坚定地摒弃了六氟化硫，选择采用多真空灭弧室并联的技术路线，使用真空灭弧室作为断路器的核心。但大容量真空断路器技术主要掌握在外国企业手中，相关产品对华禁售，开发难度更高。

之所以选择这条更难走的路，一方面源于真空断路器的技术路线更能符合设计要求，另一方面则在于这是一条真正环保的技术路线。刘贤仓坦言，“技术创新要有前瞻性，不能局限于当下。在绿色行业做创新，就更选择对人和环境更友好的技术，迎难而上。”

性能指标达到国际领先水平

三年来，合凯电气研发团队成员几乎保持满负荷工作状态。设计方案、验证技术方案，反复地进行迭代分析、讨论、计算、仿真，整个研制过程需要一遍遍地对技术细节进行改进完善。

回望过去，刘贤仓一时难以总结研发历程到底经历了多少难。

“今年元旦前夜，我们就在试验场的马路边吃饭，等着试验场空出来，只为了及时进场安装调试设备。”刘贤仓坦言，每个人都在分秒必争地搞研发，在如此短的时间里，团队已经对真空断路器完成了4次迭代，其他配套设备也已经完成3次迭代。

最终，团队交出的研发成果也没有辜负大家的付出。今年6月底，由中国电机工程学会组织的“抽水蓄能400MW级发电电动机真空断路器及成套开关设备”新产品技术鉴定会在北京召开。

经过一系列质询、答疑和讨论，最终由中国科学院陈维江院士领衔的鉴定委员会一致认为，产品研制单位成功研制出国内首台抽水蓄能400MW级发电电动机直开型真空断路器，性能指标达到国际领先水平。

这标志着我国大容量、环保安全、真空直开型发电电动机出口断路器实现了从“0-1”的突破。

“以响应时间举例，单这一关键性能指标提升了数倍。国外产品响应时间40多毫秒，我们的产品仅5毫秒多。时间越短，越能更好保护发电机。”刘贤仓透露，他们研制的真空断路器不仅在各项指标上都对同类产品实现了领先，还具有安全环保、快速开断、免维护、高电气寿命等显著优点。

将安装在抽水蓄能电站上检验效果

在技术鉴定会落幕没多久，合凯电气就看到了一条令人振奋的消息——雅鲁藏布江下游水电工程开工。

刘贤仓透露，团队研制的真空断路器不仅可以用在抽水蓄能电站，也同样可以运用在常规水电站中，“现在我们满足400MW的发电机，未来可以根据需要开发满足更大功率发电机的断路器。”

虽然通过了产品技术鉴定，但这并不是真空断路器研发的终点。合凯电气还在积极准备中试，继续改进设备，“在中试阶段，断路器和配套设备会安装在国内的抽水蓄能电站上检验效果，我们还要持续跟进，根据运行状态监测不断迭代优化。”

在中试紧锣密鼓筹备的同时，合凯电气也在积极拓展联系着供应商。“我们这样的产品是国内首次，没有现成的产业链，就需要开发新的供应商，最终才能把技术变成广泛应用的产品。通过这样一个产品，树立相关的工艺标准、工序流程，最终将带动整个供应链的技术进步。”刘贤仓说。

目前，合凯电气正拟建设12000㎡的总装及试验数字化厂房，推进发电机断路器工业化量产及智能制造。建成投产后，将具备年产值10亿元以上的生产规模。

转载于：合肥在线