С постоянния напредък на изграждането на проекти за предаване на UHV AC / DC, резултатите от изследванията на технологията за предаване и трансформация на UHV мощност са все по-богат, което осигурява силна научна и технологична подкрепа за изграждането на международно водещо енергийно интернет предприятие с китайски характеристики.С бързото развитие на електрическата мрежа, проблемът с тока на късо съединение постепенно се превърна във важен фактор, ограничаващ нарастването на натоварването на електрическата мрежа и развитието на електрическата мрежа.
Прекъсващата способност на високоволтовия високомощен прекъсвач директно определя безопасността и надеждността на дългосрочната експлоатация на електропроводите.От 2016 г., разчитайки на редица научни и технологични проекти на State Grid Co., Ltd., Global Energy Internet Research Institute Co., Ltd. и PingGao Group Co., Ltd. успешно разработиха нов високопроизводителен електрически контакт, модифициран с графен продукти след пет години научни изследвания.Това е от голямо значение за решаване на проблема с късото съединение, което надвишава стандарта и гарантира безопасната и стабилна работа на AC/DC UHV хибридна електрическа мрежа
Изследвания за модернизиране на материали за прекъсвачи, насочени към ключови изисквания
Според съответните статистически данни, по време на пиковия период на консумация на електроенергия през лятото на 2020 г., максималният ток на късо съединение на някои подстанции в работните зони на държавната мрежа и китайската южна електропреносна мрежа ще достигне или дори надвиши 63 Ka.Според статистиката на китайската държавна мрежова корпорация, през последните години, сред повредите на подстанционно оборудване 330kV и над UHV в бизнес зоната на компанията, според вида на оборудването, прекъсванията, причинени от газово изолирано метално разпределително устройство ( GIS) и хибридното разпределително оборудване (HGIS) представляват около 27,5%, прекъсвачите са 16,5%, трансформаторите и токовите трансформатори са 13,8%, вторичното оборудване и автобусите представляват 8,3%, реакторът представлява 4,6%, отводителят представлява 3,7 %, разединителят и гръмоотводът представляват 1,8%.Вижда се, че ГИС, прекъсвач, трансформатор и токов трансформатор са основното оборудване, причиняващо повреда, което представлява 71,6% от общото изключване.
Анализът на причините за повреда показва, че проблемите с качеството на контакта, втулката и други части и лошия процес на монтаж са основните фактори, водещи до повреда на прекъсвача.По време на многократна работа на SF6 прекъсвач, ерозията на пусковия ток няколко пъти по-висока от номиналния ток и механичното износване между подвижните и статичните дъгови контакти ще предизвика деформация на контакта и ще произведе метална пара, което ще увреди изолационните характеристики на камерата за гасене на дъга.
По време на четиринадесетия петгодишен план, провинция Цинхай планира да разшири капацитета на две подстанции 500 kV, за да увеличи токовото натоварване на късо съединение от съществуващите 63 kA на 80 kA.Ако материалът на прекъсвача се модернизира, капацитетът на подстанцията може да бъде разширен директно и огромните разходи за разширяване на подстанцията могат да бъдат спестени.Времената на прекъсване на прекъсвача с високо напрежение и голям капацитет се контролират главно от живота на електрическите контакти в прекъсвача.Понастоящем разработването на електрически контакти за прекъсвачи за високо напрежение в Китай се основава главно на техническия път на материалите от медна волфрамова сплав.Домашните продукти за електрически контакт от медна волфрамова сплав не могат да отговорят на изискванията на инженерните приложения с ултра високо и свръхвисоко напрежение по отношение на устойчивост на дъгова аблация и устойчивост на триене и износване.След като бъдат използвани извън обхвата на експлоатационния живот, те са податливи на повторно проникване, което директно застрашава изолационните характеристики на енергийното оборудване и причинява голяма скрита опасност за безопасната работа на електрическата мрежа.Електрическите контактни продукти от медна волфрамова сплав в експлоатация имат ниска гъвкавост и удължение и са лесни за повреда и счупване в процеса на действие и липса на устойчивост на аблация.По време на процеса на дъгова аблация, медта лесно се натрупва и расте, което води до повреда при контактно напукване.Ето защо е от голямо значение да се подобрят ефективно ключовите показатели за ефективност на електрическите контактни материали, като устойчивост на износване, проводимост, противозаваряване, антидъгова ерозия, за да се намали степента на отказ на прекъсвача и да се поддържа безопасната и стабилна работа на захранването мрежа.
Чен Син, директор на Института по материали, Academia Sinica, каза: „Понастоящем, когато токът на късо съединение на електрическата мрежа надвишава капацитета на прекъсване на прекъсвача, токът на късо съединение надвишава стандарта, което сериозно засяга надеждността на работа на електрическата мрежа и поставя по-високи изисквания към прекъсващата способност на прекъсвача и съпротивлението на контакта при аблация След като контактите в експлоатация се прекъсват при пълен капацитет многократно, дъгата е сериозно повредена, така че е необходимо да се извърши цялостна поддръжка, която далеч не отговаря на изискванията без поддръжка на действителния жизнен цикъл на SF6 прекъсвачи." Той каза, че ерозията на контакта идва главно от два аспекта: единият е премахването на предварителна дъга преди затваряне, а другата е механичното износване след като материалът за контакт с дъгата стане мек след аблация.Необходимо е да се предложи нов технически път за ефективно подобряване на ключовите показатели за ефективност на електрическите контактни материали.“ Технологията трябва непрекъснато да се оптимизира и обновява.Трябва здраво да хванем инициативата в собствените си ръце.“ каза Чен Син.
Пред лицето на спешната нужда от национално оборудване за пренос и трансформация на енергия за модернизиране на електрическите контактни материали на основните компоненти на прекъсвача за високо напрежение, от 2016 г., Институтът за нови електрически материали на Съвместния изследователски институт, Европейският институт, съвместната група Pinggao и други звена съвместно извършиха технически изследвания на новите електрически контактни материали на базата на графен, модифицирани от мед, и осъществиха международно сътрудничество, разчитайки на Европейския институт и Университета в Манчестър, Обединеното кралство.Помага за подобряване на работата на прекъсвача за високо напрежение.
Екипът работи заедно за решаване на редица технически проблеми
Синергичното подобряване на устойчивостта на дъгова аблация и устойчивостта на триене и износване е ключът към масовото производство на високоефективни електрически контакти.Изследванията на високоволтови електрически контактни материали в чужди страни започнаха по-рано и технологията е сравнително зряла, но основната технология е блокирана за нашата страна.Разчитайки на редица научни и технологични проекти на компанията, екипът на проекта, в сътрудничество с отвъдморски R & D капацитет, проверка на тестов тип индустриална група и демонстрация на приложение на провинциални енергийни компании, създаде млад научен и технологичен екип с "80 "гръбнака като основно тяло.
Ключовите членове на екипа се вкорениха на фронтовата линия на R & D в етапа на R & D на материалния механизъм и процеса на подготовка;В етапа на пробно производство компанията се намира при производителя, за да реши техническите проблеми на място, и накрая проби през трудността на баланса между свойствата на материала, състава, организационната структура и процеса на подготовка и направи пробив в ключовата технология за подобряване на производителността на материала;На етапа на типовото изпитване останах в тестова станция за високо напрежение на групата Pinggao, дискутирах многократно с технологичния център на групата Pinggao и екипа за научноизследователска и развойна дейност на станцията за високо напрежение, многократно отстранявах грешки и накрая постигнах качествен скок в капацитета на прекъсване на високо напрежение напрежение, висок ток, електрически живот на прекъсвача.
С непрекъснати усилия, изследователският екип успешно получи системата за формулиране на високоефективни композитни електрически контактни материали на базата на графен, подсилени с мед, разбити чрез ключовите технологии на графеновите електрически контактни материали, процес на насочен дизайн и активиращо синтероване, инфилтрация интегрирано формоване, и реализира индустриалното подготовка на мултимоделни графен-модифицирани електрически контактни материали.За първи път екипът разработи електрически контакт от медна волфрамова сплав, модифициран с графен, за серен хексафлуориден прекъсвач с напрежение 252 kV и повече.Ключовите показатели за производителност като проводимост и якост на огъване са по-добри от тези на активните продукти, значително подобрявайки електрическия живот на активния високоволтов прекъсвач, запълвайки техническата празнина в областта на графен модифицираните електрически контактни материали за превключвател с високо напрежение , Той подобрява нивото на независими изследвания и разработки на компанията на електрически контакти на превключватели с голям ток и голям капацитет и помага да се гарантира безопасната и надеждна работа на енергийната система.
Резултатите от проекта подкрепят независимото проектиране и приложение за локализация на прекъсвач
От 29 до 31 октомври 2020 г., според оптималната схема за проверка, формулирана от съвместния изследователски институт и групата Pinggao след много дискусии, новият прекъсвач с отворена колона тип 252kV / 63kA SF6 на групата Pinggao, базиран на електрическия контакт, е постигнат успешно 20 пъти на еднократна пълна прекъсваща способност.Zhong Jianying, главен инженер на Pinggao group, каза: „Според мненията на експертната група по приемане на проекта, цялостната технология на проекта е достигнала международно напреднало ниво, а основните технически показатели са достигнали международно водещо ниво. Само от като правим пробиви в основните технологии, можем ли по-добре да помогнем на предприятията да контролират разходите и да гарантираме доставката на ключови материали. В бъдеще трябва да продължим да засилваме изследванията в областта на системното инженерство и да насърчаваме индустриалната трансформация на постиженията на научните изследвания."
Това постижение силно подкрепя независимото проектиране, разработване и вътрешно приложение на 252kV порцеланов пост прекъсвач с номинален ток на прекъсване на късо съединение от 63kA и номинален ток от 6300A в групата Pinggao.252kV / 63kA полюсен прекъсвач има голямо пазарно търсене и широка зона на покритие.Успешното развитие на този тип прекъсвачи играе важна роля за по-нататъшното развитие на вътрешния и външния пазар на вътрешни прекъсвачи, което е благоприятно за подобряване на силата на научноизследователска и развойна дейност и техническото ниво на компанията в областта на разпределителните апарати от висок клас и има добри социални и икономически ползи.
Пазарното търсене на електрически контакти с високо напрежение в Китай е около 300 000 комплекта годишно, а общите годишни пазарни продажби са близо 1,5 милиарда юана.Новите високоволтови електрически контактни материали имат широки пазарни перспективи в бъдещото развитие на електрическата мрежа.Понастоящем постиженията на проекта са достигнали до намерение за сътрудничество и трансформация с Pinggao, Xikai, taikai и други предприятия за високоволтови превключватели, като полагат основата за последващо демонстрационно приложение и широкомащабно популяризиране в областта на свръхвисокото напрежение и ултра- пренос и трансформация на мощност с високо напрежение.Екипът на проекта ще продължи да се фокусира върху границите на енергетиката и енергетиката, науката и технологиите, непрекъснато укрепване на иновациите и практиката и ще продължи да насърчава независимите изследвания и разработки и локализиране на прилагането на основни материали за електрическо оборудване от висок клас.
Час на публикация: 08.07.2021 г