page_head_bg

A közös kutatóintézet által kifejlesztett grafénnel módosított elektromos érintkező várhatóan nagymértékben csökkenti a nagy kapacitású megszakítók meghibásodását

Az UHV AC / DC átviteli projektek építésének folyamatos előrehaladásával egyre bőségesebbek az UHV teljesítményátviteli és átalakítási technológia kutatási eredményei, amelyek erős tudományos és technológiai támogatást nyújtanak egy nemzetközi vezető kínai sajátosságokkal rendelkező energetikai internetes vállalkozás felépítéséhez.Az elektromos hálózat gyors fejlődésével a rövidzárlati áram problémája fokozatosan kiemelt tényezővé vált, amely korlátozza az elektromos hálózat terhelésének növekedését és az elektromos hálózat fejlődését.

A nagyfeszültségű nagy teljesítményű megszakítók megszakítóképessége közvetlenül meghatározza az erőátviteli vezetékek hosszú távú szolgáltatásának biztonságát és megbízhatóságát.2016 óta a State Grid Co., Ltd., a Global Energy Internet Research Institute Co., Ltd. és a PingGao Group Co., Ltd. számos tudományos és technológiai projektjére támaszkodva sikeresen fejlesztettek ki új, nagy teljesítményű grafénnel módosított elektromos érintkezőket. öt év tudományos kutatás után.Ennek nagy jelentősége van a szabványt meghaladó rövidzárlat problémájának megoldásában és az AC / DC UHV hibrid villamosenergia-hálózat biztonságos és stabil működésében.

Kutatás a megszakítók anyagainak korszerűsítéséről a kulcsfontosságú követelményeknek megfelelően

A vonatkozó statisztikák szerint 2020 nyarán az áramfogyasztás csúcsidőszakában a State Grid és a China Southern Power Grid működési területén egyes alállomások maximális zárlati árama eléri vagy meg is haladja a 63 Ka-t.A State Grid Corporation of China statisztikái szerint az elmúlt években a társaság üzletágában a 330 kV-os és afeletti UHV alállomási berendezések meghibásodásai közül a berendezés típusa szerint a gázszigetelt fémzárású kapcsolóberendezések okozta hibakioldások ( GIS) és hibrid elosztó berendezések (HGIS) mintegy 27,5%-ot tesznek ki, a megszakítók 16,5%-ot, a transzformátorok és az áramváltók 13,8%-ot, a másodlagos berendezések és busz 8,3%-ot, a reaktor 4,6%-ot, a levezető 3,7%-ot. %, a szakaszoló és a villámhárító 1,8%-ot tett ki.Látható, hogy a hibakioldást okozó fő berendezések a térinformatikai rendszer, a megszakító, a transzformátor és az áramváltó, amelyek a teljes kioldás 71,6%-át teszik ki.

A hibaokok elemzése azt mutatja, hogy a megszakító hibájához vezető fő tényezők az érintkezési, perselyek és egyéb alkatrészek minőségi problémái, valamint a rossz beszerelési folyamat.Az SF6 megszakító többszöri működése során a névleges áramnál többszörösen nagyobb bekapcsolási áramerózió, valamint a mozgó és statikus ívérintkezők közötti mechanikai kopás az érintkező deformációját okozza és fémgőz keletkezik, ami rontja a szigetelési teljesítményt. az ívoltó kamra.

A tizennegyedik ötéves terv időszakában Csinghaj tartomány két 500 kV-os alállomás kapacitásának bővítését tervezi, hogy a rövidzárlati áramterhelést a jelenlegi 63 kA-ról 80 kA-re növelje.A megszakító anyagának korszerűsítésével az alállomás kapacitása közvetlenül bővíthető, és az alállomás bővítésének hatalmas költsége megtakarítható.A nagyfeszültségű és nagy kapacitású megszakítók megszakítási idejét főként a megszakítóban lévő elektromos érintkezők élettartama szabályozza.Jelenleg Kínában a nagyfeszültségű megszakítók elektromos érintkezőinek fejlesztése elsősorban a réz-volfrámötvözet anyagok műszaki útjain alapul.A hazai réz-volfrámötvözetből készült elektromos érintkezőtermékek nem felelnek meg az ultra- és ultra-nagyfeszültségű mérnöki alkalmazások követelményeinek az ívablációs ellenállás, valamint a súrlódási és kopásállóság tekintetében.Élettartam-tartományon túli használat után hajlamosak az újra behatolásra, ami közvetlenül veszélyezteti az erősáramú berendezések szigetelési teljesítményét és nagy rejtett veszélyt jelent az elektromos hálózat biztonságos működésére.A használatban lévő réz wolframötvözetből készült elektromos érintkező termékek alacsony rugalmassággal és nyúlással rendelkeznek, és működés közben könnyen meghibásodhatnak és eltörhetnek, és nincs ablációs ellenállásuk.Az ívablációs folyamat során a réz könnyen felhalmozódik és felnő, ami kontaktrepedés meghibásodásához vezet.Ezért nagy jelentőséggel bír az elektromos érintkezési anyagok kulcsfontosságú teljesítménymutatóinak hatékony javítása, mint például a kopásállóság, vezetőképesség, hegesztés, íverózió elleni védelem, a megszakító meghibásodási arányának csökkentése és az áramellátás biztonságos és stabil működésének fenntartása. rács.

Chen Xin, az Academia Sinica Anyagok Intézetének igazgatója elmondta: "Jelenleg, amikor az elektromos hálózat rövidzárlati árama meghaladja a megszakító megszakítóképességét, a rövidzárlati áram meghaladja a szabványt, ami súlyosan érinti az elektromos hálózat üzembiztonságát, és magasabb követelményeket támaszt a megszakító megszakító képességével és az érintkező ablációs ellenállásával szemben.Az üzemben lévő érintkezők többszöri teljes kapacitású lekapcsolása után az ívelés súlyosan károsodik, ezért átfogó karbantartást kell végezni, amely messze nem felel meg az SF6 megszakítók tényleges életciklusának karbantartásmentes követelményeinek." Elmondta, hogy az érintkező eróziója elsősorban két aspektusból adódik: az egyik a megszakítók ablációja. letörés előtti ív zárás előtt, a másik pedig a mechanikai kopás, miután az ívérintkező anyag lágy lesz az abláció után.Új műszaki utat kell kidolgozni az elektromos érintkezési anyagok kulcsfontosságú teljesítménymutatóinak hatékony javításához.“ A technológiát folyamatosan optimalizálni és újítani kell.Határozottan a kezünkben kell tartanunk a kezdeményezést.– mondta Chen Xin.

A nagyfeszültségű megszakító magelemeinek elektromos érintkezési anyagainak korszerűsítéséhez szükséges országos erőátviteli és transzformációs berendezések sürgős igényére tekintettel 2016-tól a Közös Kutatóintézet Villamos Új Anyagok Intézete, az Európai Intézet, a közös Pinggao csoport és más egységek közösen végeztek műszaki kutatásokat az új, grafénnel módosított réz alapú elektromos érintkező anyagokkal kapcsolatban, és nemzetközi együttműködést folytattak az Európai Intézetre és a Manchesteri Egyetemre támaszkodva.Segítsen javítani a nagyfeszültségű megszakító teljesítményét.

Csapatmunka közösen megold számos technikai problémát

Az ívkiütési ellenállás, valamint a súrlódási és kopásállóság szinergikus javítása a kulcsa a nagy teljesítményű elektromos érintkezők tömeggyártásának.A nagyfeszültségű elektromos érintkező anyagok kutatása külföldön korábban elkezdődött, a technológia viszonylag kiforrott, de az alaptechnológia hazánkban le van zárva.A vállalat számos tudományos és technológiai projektjére támaszkodva a projektcsapat a tengerentúli kutatás-fejlesztési kapacitással, az ipari csoportok típusteszt-ellenőrzésével és a tartományi villamosenergia-vállalatok alkalmazás-bemutatójával együttműködve egy fiatal tudományos és technológiai csapatot hozott létre „80. "gerinc, mint a fő test.

A csapat kulcsfontosságú tagjai gyökeret vertek a K+F frontvonalban az anyagmechanizmus és az előkészítési folyamat K+F szakaszában;A próbagyártási szakaszban a cég a gyártónál állomásozott, hogy a helyszínen megoldja a műszaki problémákat, végül áttörte az anyagtulajdonságok, az összetétel, a szervezeti felépítés és az előkészítési folyamat közötti egyensúly nehézségeit, és áttörést ért el a kulcsfontosságú technológiában. az anyagteljesítmény javítása;A típusteszt szakaszában a Pinggao csoport nagyfeszültségű tesztállomásán maradtam, sokszor tárgyaltam a Pinggao csoport technológiai központjával és a nagyfeszültségű állomás K+F csapatával, többször is hibakeresést végeztem, és végül minőségi ugrást értem el a magas megszakítóképességben. feszültségű nagyáramú megszakító elektromos élettartama.

Folyamatos erőfeszítésekkel a kutatócsoport sikeresen megszerezte a nagy teljesítményű, grafén erősítésű réz alapú kompozit elektromos érintkezőanyagok készítményrendszerét, áttörve a grafén elektromos érintkezőanyagok kulcsfontosságú technológiáit, az iránytervezési folyamatot és az aktivációs szinterező infiltrációs integrált fröccsöntést, és megvalósította az ipari több modell grafénnel módosított elektromos érintkező anyagok készítése.A csapat először fejlesztett ki grafénnel módosított réz-volfrámötvözet elektromos érintkezőt kén-hexafluorid megszakítókhoz, amelyek feszültsége 252 kV vagy nagyobb.Az olyan kulcsfontosságú teljesítménymutatók, mint a vezetőképesség és a hajlítószilárdság jobbak, mint az aktív termékeké, nagymértékben javítva az aktív nagyfeszültségű megszakító elektromos élettartamát, kitöltve a technikai hiányosságot a grafénnel módosított nagyfeszültségű kapcsolók elektromos érintkezőanyagai terén. , Javítja a vállalat független kutatási és fejlesztési szintjét a nagyáramú és nagy kapacitású kapcsolók elektromos érintkezőinek terén, és segíti a villamosenergia-rendszer biztonságos és megbízható működését.

A projekt eredményei támogatják a megszakító önálló tervezési és lokalizációs alkalmazását

2020. október 29. és 31. között a közös kutatóintézet és a Pinggao csoport által sok megbeszélés után kialakított optimális ellenőrzési séma szerint a Pinggao csoport új, nyitott oszlopos típusú 252kV / 63kA SF6 megszakítója az elektromos érintkezés alapján 20 alkalommal sikeresen megvalósult. egyszeri teljes megszakítóképességű.Zhong Jianying, a Pinggao csoport főmérnöke elmondta: "a projektelfogadási szakértői csoport véleménye szerint a projekt általános technológiája elérte a nemzetközi haladó szintet, a fő műszaki mutatók pedig a nemzetközi vezető szintet. Az alaptechnológiákban való áttörések révén jobban segíthetjük-e a vállalkozásokat a költségek szabályozásában és a kulcsfontosságú anyagok ellátásának biztosításában. A jövőben tovább kell erősítenünk a rendszermérnöki kutatást, és elő kell segíteni a tudományos kutatási eredmények ipari átalakítását."

Ez az eredmény erősen támogatja a 252 kV-os porcelán oszlopmegszakító független tervezését, fejlesztését és hazai alkalmazását 63 kA névleges rövidzárlati megszakítóárammal és 6300 A névleges árammal a Pinggao csoportban.A 252kV / 63kA pólusú megszakító nagy piaci igényekkel és széles lefedettséggel rendelkezik.Az ilyen típusú megszakítók sikeres fejlesztése fontos szerepet játszik a hazai megszakítók hazai és külföldi piacának továbbfejlesztésében, ami elősegíti a cég K+F erejének és műszaki színvonalának javítását a csúcskategóriás kapcsolóberendezések területén. , és jó társadalmi és gazdasági előnyökkel jár.

A nagyfeszültségű elektromos érintkezők piaci kereslete Kínában évente körülbelül 300 000 készlet, a teljes éves piaci értékesítés pedig megközelíti az 1,5 milliárd jüant.Az új nagyfeszültségű elektromos érintkezőanyagok széles piaci kilátásokkal rendelkeznek az elektromos hálózat jövőbeli fejlesztésében.Jelenleg a projekt eredményei elérik az együttműködési és átalakítási szándékot a Pinggao, Xikai, taikai és más nagyfeszültségű kapcsoló vállalkozásokkal, megalapozva a későbbi demonstrációs alkalmazást és a nagyszabású promóciót az ultra-nagyfeszültségű és ultra- nagyfeszültségű erőátvitel és átalakítás.A projektcsapat továbbra is az energia- és energiatudomány és -technológia határterületére fog összpontosítani, folyamatosan erősíti az innovációt és a gyakorlatot, valamint továbbra is támogatja a csúcsminőségű elektromos berendezések maganyagainak független kutatás-fejlesztését és lokalizációs alkalmazását.


Feladás időpontja: 2021.08.08