Uz stalni napredak izgradnje projekta prijenosa UHV AC / DC, rezultati istraživanja UHV tehnologije prijenosa i transformacije energije su sve brojniji, što pruža snažnu znanstvenu i tehnološku podršku za izgradnju međunarodnog vodećeg energetskog internetskog poduzeća s kineskim karakteristikama.S brzim razvojem elektroenergetske mreže, problem struje kratkog spoja postupno je postao istaknuti čimbenik koji ograničava rast opterećenja elektroenergetske mreže i razvoj elektroenergetske mreže.
Prekidna sposobnost visokonaponskog prekidača velike snage izravno određuje sigurnost i pouzdanost dugotrajnog rada dalekovoda.Od 2016. godine, oslanjajući se na niz znanstvenih i tehnoloških projekata State Grid Co., Ltd., Global Energy Internet Research Institute Co., Ltd. i PingGao Group Co., Ltd. uspješno su razvili novi električni kontakt visokih performansi modificirani grafenom proizvoda nakon pet godina znanstvenog istraživanja.Ovo je od velikog značaja za rješavanje problema kratkog spoja koji prelazi standard i osigurava siguran i stabilan rad AC/DC UHV hibridne električne mreže
Istraživanje nadogradnje materijala za prekidače s ciljem ispunjavanja ključnih zahtjeva
Prema relevantnim statistikama, tijekom vršnog razdoblja potrošnje električne energije u ljeto 2020., maksimalna struja kratkog spoja nekih trafostanica u područjima rada državne mreže i kineske južne električne mreže dostići će ili čak premašiti 63 Ka.Prema statistici kineske državne mreže, posljednjih godina, među kvarovima opreme trafostanica od 330 kV i više UHV u poslovnom području tvrtke, prema vrsti opreme, kvarovi uzrokovani plinom izoliranim metalnim sklopnim uređajima ( GIS) i hibridna distribucijska oprema (HGIS) čine oko 27,5%, prekidači 16,5%, transformatori i strujni transformatori 13,8%, sekundarna oprema i autobus 8,3%, reaktor 4,6%, odvodnik 3,7 %, rastavljač i gromobran su činili 1,8%.Vidi se da su GIS, prekidač, transformator i strujni transformator glavna oprema koja uzrokuje kvar, što čini 71,6% ukupnog isključenja.
Analiza uzroka kvarova pokazuje da su problemi kvalitete kontakta, čahure i ostalih dijelova te loš proces ugradnje glavni čimbenici koji dovode do kvara prekidača.Tijekom višestrukog rada SF6 prekidača, erozija udarne struje nekoliko puta veća od nazivne struje i mehaničko trošenje između pomičnog i statičkog lučnog kontakta prouzročit će deformaciju kontakta i proizvesti metalnu paru, što će oštetiti izolacijski učinak komora za gašenje luka.
Tijekom razdoblja četrnaestog petogodišnjeg plana, provincija Qinghai planira proširiti kapacitet dviju trafostanica od 500 kV kako bi povećala strujno opterećenje kratkog spoja sa postojećih 63 kA na 80 kA.Ako se materijal prekidača nadogradi, kapacitet trafostanice se može izravno proširiti, a veliki trošak proširenja trafostanice može se uštedjeti.Vremena prekidanja prekidača visokog napona i velikog kapaciteta uglavnom se kontroliraju vijekom trajanja električnih kontakata u prekidaču.Trenutno se razvoj električnih kontakata za visokonaponske prekidače u Kini uglavnom temelji na tehničkoj ruti materijala od legure bakra volframa.Domaći proizvodi s električnim kontaktom od legure bakra i volframa ne mogu zadovoljiti zahtjeve inženjerskih aplikacija ultra-visokih i ultravisokih napona u smislu otpornosti na ablaciju luka i otpornosti na trenje i habanje.Nakon što se koriste izvan raspona vijeka trajanja, skloni su ponovnom prodiranju, što izravno ugrožava izolacijske performanse elektroenergetske opreme i uzrokuje veliku skrivenu opasnost za siguran rad električne mreže.Električni kontaktni proizvodi od legure bakra volframa u upotrebi imaju nisku fleksibilnost i produljenje, lako se lome i lome u procesu djelovanja, te nedostatak otpornosti na ablaciju.Tijekom procesa lučne ablacije, bakar se lako akumulira i raste, što dovodi do prekida kontaktnog pucanja.Stoga je od velike važnosti učinkovito poboljšati ključne pokazatelje učinkovitosti materijala za električni kontakt, kao što su otpornost na habanje, vodljivost, protiv zavarivanja, protiv erozije luka, kako bi se smanjila stopa kvara prekidača i održao siguran i stabilan rad napajanja. rešetka.
Chen Xin, direktor Instituta za materijale, Academia Sinica, rekao je: "Trenutno, kada struja kratkog spoja električne mreže premašuje prekidnu sposobnost prekidača, struja kratkog spoja premašuje standard, što ozbiljno utječe na pouzdanost rada elektroenergetske mreže, te postavlja veće zahtjeve za prekidnu sposobnost prekidača i otpornost kontakta na ablaciju. Nakon što se kontakti u radu višestruko prekidaju punim kapacitetom, luč je ozbiljno oštećena, stoga je potrebno provesti sveobuhvatno održavanje, što je daleko od ispunjavanja zahtjeva bez održavanja u stvarnom životnom ciklusu SF6 prekidača. " Rekao je da erozija kontakta uglavnom dolazi iz dva aspekta: jedan je ablacija luk prije proboja prije zatvaranja, a drugi je mehaničko trošenje nakon što kontaktni materijal s lukom postane mekan nakon ablacije.Potrebno je iznijeti novi tehnički put za učinkovito poboljšanje ključnih pokazatelja učinkovitosti materijala za električni kontakt.“ Tehnologiju je potrebno kontinuirano optimizirati i inovirati.Trebali bismo čvrsto uhvatiti inicijativu u svoje ruke.“, rekao je Chen Xin.
Suočeni s hitnom potrebom nacionalne opreme za prijenos i transformaciju električne energije za nadogradnju električnih kontaktnih materijala jezgri komponenti visokonaponskog prekidača, od 2016. godine Institut za nove električne materijale Zajedničkog istraživačkog instituta, Europski institut, zajednička grupa Pinggao i druge jedinice zajednički su provele tehnička istraživanja o novim električnim kontaktnim materijalima na bazi grafena modificiranog bakra, te su ostvarili međunarodnu suradnju oslanjajući se na Europski institut i Sveučilište u Manchesteru, UK.Pomozite poboljšati performanse visokonaponskog prekidača.
Timski rade zajedno na rješavanju brojnih tehničkih problema
Sinergijsko poboljšanje otpornosti na ablaciju luka te otpornosti na trenje i habanje ključ je za masovnu proizvodnju električnih kontakata visokih performansi.Istraživanja visokonaponskih elektrokontaktnih materijala u stranim zemljama započela su ranije, a tehnologija je relativno zrela, ali je osnovna tehnologija blokirana u našoj zemlji.Oslanjajući se na niz znanstvenih i tehnoloških projekata tvrtke, projektni tim je, u suradnji s inozemnim istraživačkim i razvojnim kapacitetima, provjerom tipa industrijske grupe i demonstracijom primjene pokrajinskih elektroenergetskih kompanija, osnovao mladi znanstveni i tehnološki tim s "80 " kralježnica kao glavno tijelo.
Ključni članovi tima zaživjeli su u prvoj liniji istraživanja i razvoja u fazi istraživanja i razvoja materijalnog mehanizma i procesa pripreme;U fazi probne proizvodnje, tvrtka je stacionirana kod proizvođača kako bi riješila tehničke probleme na licu mjesta, te je konačno probila poteškoću u ravnoteži između svojstava materijala, sastava, organizacijske strukture i procesa pripreme, te napravila iskorak u ključnoj tehnologiji poboljšanja materijalnih performansi;U fazi tipskog ispitivanja ostao sam u visokonaponskoj ispitnoj stanici Pinggao grupe, više puta razgovarao s tehnološkim centrom grupe Pinggao i timom za istraživanje i razvoj visokonaponske stanice, više puta ispravljao greške i konačno postigao kvalitativni skok u prekidnoj sposobnosti visokih napon high current circuit breaker električni vijek.
Uz kontinuirane napore, istraživački je tim uspješno dobio formulacijski sustav visokoučinkovitih kompozitnih električnih kontaktnih materijala na bazi bakra ojačanih grafenom, probijen kroz ključne tehnologije procesa usmjerenog dizajna grafenskih električnih kontaktnih materijala i integrirano oblikovanje s infiltracijom aktiviranja sinteriranja, te realizirao industrijsko oblikovanje. priprema multimodelnih električnih kontaktnih materijala modificiranih grafenom.Tim je po prvi put razvio električni kontakt od legure bakra i volframa modificiranog grafenom za sumpor-heksafluoridni prekidač s naponom od 252 kV i više.Ključni pokazatelji izvedbe kao što su vodljivost i čvrstoća na savijanje bolji su od onih kod aktivnih proizvoda, uvelike poboljšavajući električni vijek aktivnog visokonaponskog prekidača, popunjavajući tehničku prazninu u području materijala za električne kontakte za visokonaponske sklopke modificirane grafenom. , Poboljšava neovisnu razinu istraživanja i razvoja tvrtke električnih kontakata prekidača velike struje i velikog kapaciteta, te pomaže osigurati siguran i pouzdan rad elektroenergetskog sustava.
Rezultati projekta podržavaju neovisno projektiranje i lokalizaciju primjene prekidača
Od 29. do 31. listopada 2020., prema optimalnoj shemi provjere koju su formulirali zajednički istraživački institut i grupa Pinggao nakon mnogih rasprava, novi prekidač otvorenog stupa tipa 252kV / 63kA SF6 grupe Pinggao na temelju električnog kontakta uspješno je postignut 20 puta jednokratne pune prekidne sposobnosti.Zhong Jianying, glavni inženjer Pinggao grupe, rekao je: "Prema mišljenjima stručne skupine za prihvaćanje projekta, cjelokupna tehnologija projekta dostigla je međunarodnu naprednu razinu, a glavni tehnički pokazatelji dosegnuli su međunarodnu vodeću razinu. Samo do S probojima u temeljnim tehnologijama možemo bolje pomoći poduzećima u kontroli troškova i osiguravanju opskrbe ključnim materijalima. U budućnosti bismo trebali nastaviti jačati istraživanja o inženjerstvu sustava i promicati industrijsku transformaciju znanstvenih istraživačkih dostignuća."
Ovo postignuće snažno podržava neovisni dizajn, razvoj i domaću primjenu 252kV porculanskog post prekidača s nazivnom strujom prekida kratkog spoja od 63kA i nazivnom strujom od 6300A u Pinggao grupi.252kV / 63kA polni prekidač ima veliku potražnju na tržištu i široko područje pokrivenosti.Uspješan razvoj ovog tipa prekidača igra važnu ulogu u daljnjem razvoju domaćeg i inozemnog tržišta domaćih prekidača, što doprinosi poboljšanju snage istraživanja i razvoja i tehničke razine tvrtke u području vrhunskih sklopnih uređaja. , i ima dobre društvene i ekonomske prednosti.
Tržišna potražnja za visokonaponskim električnim kontaktima u Kini je oko 300 000 kompleta godišnje, a ukupna godišnja prodaja na tržištu je blizu 1,5 milijardi juana.Novi visokonaponski električni kontaktni materijali imaju široke tržišne izglede u budućem razvoju električne mreže.Trenutno su postignuća projekta dosegla namjeru suradnje i transformacije s Pinggao, Xikai, taikai i drugim visokonaponskim prekidačima, postavljajući temelje za kasniju demonstracijsku primjenu i veliku promociju u području ultravisokog napona i ultra- visokonaponski prijenos i transformacija snage.Projektni tim nastavit će se fokusirati na granice znanosti i tehnologije energije i energije, kontinuirano jačati inovacije i praksu te nastaviti promicati neovisno istraživanje i razvoj te lokalizaciju primjene osnovnih materijala za vrhunsku električnu opremu.
Vrijeme objave: 08.08.2021