В связи с постоянным прогрессом в строительстве проектов передачи переменного / постоянного тока сверхвысокого напряжения результаты исследований технологии передачи и преобразования сверхвысокого напряжения становятся все более обширными, что обеспечивает сильную научную и техническую поддержку для строительства ведущего международного энергетического Интернет-предприятия с китайскими особенностями.С быстрым развитием электросети проблема тока короткого замыкания постепенно стала заметным фактором, ограничивающим рост нагрузки электросети и развитие электросети.
Отключающая способность высоковольтного силового выключателя напрямую определяет безопасность и надежность длительной эксплуатации линий электропередачи.С 2016 года, опираясь на ряд научно-технических проектов State Grid Co., Ltd., Global Energy Internet Research Institute Co., Ltd. и PingGao Group Co., Ltd., успешно разработали новый высокопроизводительный электрический контакт, модифицированный графеном. продукты после пяти лет научных исследований.Это имеет большое значение для решения проблемы короткого замыкания, превышающего стандарт, и обеспечения безопасной и стабильной работы гибридной электросети сверхвысокого напряжения переменного / постоянного тока.
Исследования по обновлению материалов для выключателей с учетом ключевых требований
Согласно соответствующей статистике, в пиковый период энергопотребления летом 2020 года максимальный ток короткого замыкания на некоторых подстанциях в зонах действия Государственной сети и Южной энергосистемы Китая достигнет или даже превысит 63 Ка.Согласно статистическим данным Государственной сетевой корпорации Китая, в последние годы среди отказов оборудования подстанций сверхвысокого напряжения 330 кВ и выше в зоне деятельности компании, в зависимости от типа оборудования, произошли аварийные отключения, вызванные КРУЭ с элегазовой изоляцией ( GIS) и гибридное распределительное оборудование (HGIS) составляют около 27,5%, выключатели - 16,5%, трансформаторы и трансформаторы тока - 13,8%, вторичное оборудование и шина - 8,3%, реактор - 4,6%, разрядник - 3,7%. %, разъединители и молниеотводы составили 1,8%.Видно, что КРУЭ, автоматический выключатель, трансформатор и трансформатор тока являются основным оборудованием, вызывающим аварийное отключение, что составляет 71,6% от общего числа отключений.
Анализ причин неисправности показывает, что проблемы с качеством контактов, проходных изоляторов и других деталей, а также плохой процесс установки являются основными факторами, приводящими к неисправности автоматического выключателя.При многократной эксплуатации элегазового выключателя пусковой ток эрозии в несколько раз превышает номинальный, а механический износ между подвижными и статическими дугогасительными контактами вызывает деформацию контактов и образование паров металла, что нарушает изоляционные характеристики устройства. камеру гашения дуги.
В течение четырнадцатого пятилетнего плана провинция Цинхай планирует расширить мощность двух подстанций по 500 кВ, чтобы увеличить нагрузку по току короткого замыкания с существующих 63 кА до 80 кА.Если материал выключателя модернизирован, мощность подстанции может быть увеличена напрямую, и можно сэкономить огромные затраты на расширение подстанции.Время отключения высоковольтного выключателя и выключателя большой мощности в основном определяется сроком службы электрических контактов выключателя.В настоящее время разработка электрических контактов для высоковольтных выключателей в Китае в основном основана на техническом использовании материалов из медно-вольфрамового сплава.Отечественные электрические контактные изделия из медно-вольфрамового сплава не могут соответствовать требованиям инженерных приложений сверхвысокого и сверхвысокого напряжения с точки зрения сопротивления абляции дуги, а также сопротивления трения и износа.Когда они используются вне диапазона срока службы, они подвержены повторному проникновению, что напрямую угрожает изоляционным характеристикам силового оборудования и создает большую скрытую опасность для безопасной работы электросети.Используемые электрические контактные изделия из медно-вольфрамового сплава имеют низкую гибкость и удлинение, легко выходят из строя и ломаются в процессе воздействия, а также обладают недостаточным сопротивлением абляции.Во время процесса дуговой абляции медь легко накапливается и растет, что приводит к разрушению контактов.Следовательно, очень важно эффективно улучшать ключевые показатели эффективности материалов для электрических контактов, такие как износостойкость, проводимость, защита от сварки, защита от дуговой эрозии, чтобы снизить интенсивность отказов автоматического выключателя и поддерживать безопасную и стабильную работу источника питания. сетка.
Чэнь Синь, директор Института материалов Academia Sinica, сказал: «В настоящее время, когда ток короткого замыкания в электросети превышает отключающую способность автоматического выключателя, ток короткого замыкания превышает норму, что серьезно влияет на надежность работы электросети и выдвигает более высокие требования к отключающей способности автоматического выключателя и сопротивлению абляции контакта.После многократного отключения находящихся в эксплуатации контактов на полной мощности возникает серьезное повреждение дуги, поэтому необходимо проводить комплексное техническое обслуживание, что далеко от соответствия требованиям фактического срока службы элегазовых выключателей, не требующих технического обслуживания ». Он сказал, что эрозия контакта в основном происходит по двум причинам: первый - это удаление дуга перед пробоем перед замыканием, а другой - механический износ после того, как материал контакта дуги станет мягким после абляции.Необходимо предложить новый технический путь для эффективного улучшения ключевых показателей эффективности материалов для электрических контактов. «Технологии нуждаются в постоянной оптимизации и обновлении.Мы должны твердо взять инициативу в свои руки."Сказал Чэнь Синь.
В связи с острой необходимостью национального оборудования для передачи и преобразования электроэнергии для модернизации материалов электрических контактов основных компонентов высоковольтного выключателя с 2016 года Институт новых электротехнических материалов Объединенного научно-исследовательского института, Европейский институт, совместная группа Pinggao и другие подразделения совместно проводили технические исследования новых электрических контактных материалов на основе меди, модифицированных графеном, и осуществляли международное сотрудничество, опираясь на Европейский институт и Манчестерский университет в Великобритании.Помогите улучшить работу выключателя высокого напряжения.
Совместная работа над решением ряда технических проблем.
Синергетическое улучшение сопротивления дуговой абляции, трения и износостойкости является ключом к массовому производству электрических контактов с высокими эксплуатационными характеристиками.Исследования материалов для высоковольтных электрических контактов в зарубежных странах начались раньше, и технология является относительно зрелой, но основная технология недоступна для нашей страны.Опираясь на ряд научных и технологических проектов компании, команда проекта в сотрудничестве с зарубежными научно-исследовательскими центрами, проверкой типовых испытаний промышленных групп и демонстрацией применения провинциальных энергетических компаний создала молодую научно-техническую команду с «80». «позвоночник как основной корпус.
Ключевые члены команды прижились в передовой линии НИОКР на этапе НИОКР механизма материалов и процесса подготовки;На стадии пробного производства компания работала у производителя для решения технических проблем на месте, и, наконец, преодолела сложность баланса между свойствами материала, составом, организационной структурой и процессом подготовки и совершила прорыв в ключевой технологии. улучшения материальных показателей;На стадии типовых испытаний я оставался на испытательной станции высокого напряжения группы Pinggao, много раз обсуждал с технологическим центром группы Pinggao и группой исследований и разработок станции высокого напряжения, неоднократно отлаживал и, наконец, достиг качественного скачка в отключающей способности высокого напряжения. напряжение высоковольтного выключателя электрическая долговечность.
Благодаря непрерывным усилиям исследовательская группа успешно получила систему рецептуры высокоэффективных композитных материалов для электрических контактов на основе меди, армированных графеном, использовала ключевые технологии процесса направленного проектирования графеновых материалов для электрических контактов и интегрированного формования с активационным спеканием и инфильтрацией, а также реализовала промышленные технологии. изготовление многомодельных электроконтактных материалов, модифицированных графеном.Впервые группа разработала электрический контакт из медно-вольфрамового сплава, модифицированного графеном, для выключателя с гексафторидом серы, рассчитанного на напряжение 252 кВ и выше.Ключевые рабочие показатели, такие как проводимость и прочность на изгиб, лучше, чем у активных продуктов, что значительно увеличивает срок службы активного высоковольтного выключателя, заполняя технический пробел в области материалов для электрических контактов высоковольтных переключателей, модифицированных графеном. , Это повышает уровень независимых исследований и разработок компании в области электрических контактов переключателей высокого тока и большой емкости, а также помогает обеспечить безопасную и надежную работу энергосистемы.
Результаты проекта подтверждают независимое проектирование и локализацию применения выключателя.
С 29 по 31 октября 2020 года, в соответствии с оптимальной схемой проверки, сформулированной совместным исследовательским институтом и группой Pinggao после многих обсуждений, новый элегазовый выключатель с открытой стойкой 252 кВ / 63 кА группы Pinggao на основе электрического контакта успешно прошел 20 раз. единовременной полной отключающей способности.Чжун Цзяньин (Zhong Jianying), главный инженер группы Pinggao, сказал: «Согласно мнению экспертной группы по принятию проекта, общая технология проекта достигла международного продвинутого уровня, а основные технические показатели достигли международного лидирующего уровня. совершая прорыв в основных технологиях, мы можем лучше помочь предприятиям контролировать расходы и обеспечивать поставку ключевых материалов. В будущем мы должны продолжать укреплять исследования в области системной инженерии и способствовать промышленной трансформации достижений научных исследований ".
Это достижение решительно поддерживает независимую конструкцию, разработку и внутреннее применение выключателя с фарфоровой стойкой на 252 кВ с номинальным током отключения при коротком замыкании 63 кА и номинальным током 6300 А в группе компаний Pinggao.Выключатели полюсного типа на 252 кВ / 63 кА пользуются большим спросом на рынке и имеют широкую зону покрытия.Успешная разработка этого типа автоматического выключателя играет важную роль в дальнейшем развитии внутреннего и внешнего рынков отечественных автоматических выключателей, что способствует повышению научно-исследовательской мощности и технического уровня компании в области высокотехнологичных распределительных устройств. , и имеет хорошие социальные и экономические преимущества.
Рыночный спрос на высоковольтные электрические контакты в Китае составляет около 300000 комплектов в год, а общий годовой объем продаж на рынке приближается к 1,5 миллиардам юаней.Новые материалы для высоковольтных электрических контактов имеют широкие рыночные перспективы в будущем развитии электрических сетей.В настоящее время достижения проекта достигли цели сотрудничества и трансформации с Pinggao, Xikai, taikai и другими предприятиями по производству высоковольтных переключателей, что заложило основу для последующего демонстрационного применения и широкомасштабного продвижения в области сверхвысокого напряжения и сверхвысокого напряжения. передача и преобразование энергии высокого напряжения.Команда проекта продолжит фокусироваться на передовых рубежах науки и технологий в области энергетики и энергетики, постоянно укреплять инновации и практику, а также продвигать независимые исследования и разработки, а также локализацию применения основных материалов для высококачественного электрического оборудования.
Время публикации: июл-08-2021