Med den jevne fremgangen i UHV AC / DC-overføringsprosjektkonstruksjonen, er forskningsresultatene for UHV-kraftoverføring og transformasjonsteknologi stadig rikere, noe som gir sterk vitenskapelig og teknologisk støtte for byggingen av en internasjonal ledende energi-internettbedrift med kinesiske kjennetegn.Med den raske utviklingen av strømnettet har problemet med kortslutningsstrøm gradvis blitt en fremtredende faktor som begrenser veksten av strømnettets belastning og utviklingen av strømnettet.
Brytekapasiteten til høyspenningsbryteren med høy effekt bestemmer direkte sikkerheten og påliteligheten til langsiktig service av kraftoverføringslinjer.Siden 2016 har, basert på en rekke vitenskapelige og teknologiske prosjekter fra State Grid Co., Ltd., Global Energy Internet Research Institute Co., Ltd. og PingGao Group Co., Ltd. utviklet ny høyytelses grafenmodifisert elektrisk kontakt produkter etter fem år med vitenskapelig forskning.Dette er av stor betydning for å løse problemet med kortslutning som overskrider standarden og sikre sikker og stabil drift av AC / DC UHV hybrid strømnett
Forskning på oppgradering av strømbrytermaterialer med sikte på nøkkelkrav
I følge relevant statistikk, i løpet av toppperioden for strømforbruk sommeren 2020, vil den maksimale kortslutningsstrømmen til noen transformatorstasjoner i driftsområdene til State Grid og China Southern Power Grid nå eller til og med overstige 63 Ka.I følge statistikken til State Grid Corporation of China, de siste årene, blant feilene på 330kV og over UHV-transformatorstasjonsutstyr i selskapets forretningsområde, i henhold til type utstyr, er feilen forårsaket av gassisolert metallkapslet koblingsutstyr ( GIS) og hybrid distribusjonsutstyr (HGIS) står for ca. 27,5 %, effektbrytere står for 16,5 %, transformatorer og strømtransformatorer står for 13,8 %, Sekundærutstyr og buss utgjorde 8,3 %, reaktor utgjorde 4,6 %, avleder utgjorde 3,7 %. %, frakobler og lynavleder utgjorde 1,8 %.Det kan ses at GIS, effektbryter, transformator og strømtransformator er hovedutstyret som forårsaker feilutløsning, og utgjør 71,6 % av den totale utkoblingen.
Analysen av feilårsaker viser at kvalitetsproblemene med kontakt, bøssing og andre deler og dårlig installasjonsprosess er hovedfaktorene som fører til feilen på strømbryteren.Under driften av SF6-kretsbryteren mange ganger, vil innkoblingsstrømerosjonen flere ganger høyere enn merkestrømmen og den mekaniske slitasjen mellom de bevegelige og statiske lysbuekontaktene forårsake kontaktdeformasjon og produsere metalldamp, noe som vil skade isolasjonsytelsen til lysbueslukkingskammeret.
I løpet av den fjortende femårsplanperioden planlegger Qinghai-provinsen å utvide kapasiteten til to 500kV transformatorstasjoner for å øke kortslutningsstrømmen fra eksisterende 63kA til 80kA.Hvis kretsbrytermaterialet oppgraderes, kan kapasiteten til transformatorstasjonen utvides direkte, og de enorme kostnadene ved utvidelse av transformatorstasjonen kan spares.Brytetidene for høyspennings- og storkapasitetsbryter styres hovedsakelig av levetiden til elektriske kontakter i strømbryteren.For tiden er utviklingen av elektriske kontakter for høyspenningsbrytere i Kina hovedsakelig basert på den tekniske ruten til kobber-wolframlegeringsmaterialer.Innenlandske kobber wolframlegering elektriske kontaktprodukter kan ikke oppfylle kravene til ultra-høy og ultra-høyspent ingeniørapplikasjoner når det gjelder bueablasjonsmotstand og friksjon og slitestyrke.Når de først er brukt utover levetiden, er de utsatt for å bli penetrert igjen, noe som direkte truer isolasjonsytelsen til kraftutstyr og forårsaker stor skjult fare for sikker drift av strømnettet.De elektriske kontaktproduktene i kobber-wolframlegering som er i bruk har lav fleksibilitet og forlengelse, og er lett å svikte og sprekke under handlingen, og mangel på ablasjonsmotstand.Under bueablasjonsprosessen er kobber lett å akkumulere og vokse opp, noe som fører til kontaktsprekker.Derfor er det av stor betydning å effektivt forbedre nøkkelytelsesindikatorene til elektriske kontaktmaterialer, slik som slitestyrke, ledningsevne, antisveising, antibuerosjon, for å redusere feilfrekvensen til strømbryteren og opprettholde sikker og stabil drift av kraften. Nett.
Chen Xin, direktør for Institutt for materialer, Academia Sinica, sa: "for tiden, når kortslutningsstrømmen til strømnettet overstiger brytekapasiteten til strømbryteren, overskrider kortslutningsstrømmen standarden, noe som alvorlig påvirker driftssikkerheten til strømnettet, og stiller høyere krav til bryterkapasiteten til effektbryteren og ablasjonsmotstanden til kontakten. Etter at kontaktene i drift er avbrutt med full kapasitet i mange ganger, er lysbuen alvorlig skadet, så det er nødvendig å utføre omfattende vedlikehold, som langt fra oppfyller de vedlikeholdsfrie kravene til den faktiske livssyklusen til SF6-kretsbrytere." Han sa at erosjonen av kontakten hovedsakelig kommer fra to aspekter: den ene er ablasjonen av pre breakdown bue før lukking, og den andre er den mekaniske slitasjen etter at lysbuekontaktmaterialet blir mykt etter ablasjon.Det er nødvendig å foreslå en ny teknisk vei for å effektivt forbedre nøkkelytelsesindeksene for elektriske kontaktmaterialer. Teknologien må kontinuerlig optimaliseres og innoveres.Vi bør ta godt tak i initiativet i egne hender." sa Chen Xin.
I møte med det presserende behovet for det nasjonale kraftoverførings- og transformasjonsutstyret for oppgradering av de elektriske kontaktmaterialene til kjernekomponentene til høyspentbryteren, fra 2016, Instituttet for elektriske nye materialer ved Joint Research Institute, European Institute, den felles Pinggao-gruppen og andre enheter utførte i fellesskap teknisk forskning på de nye grafenmodifiserte kobberbaserte elektriske kontaktmaterialene, og utførte internasjonalt samarbeid basert på European Institute og University of Manchester, Storbritannia.Bidra til å forbedre ytelsen til høyspenningsbryter.
Team jobber sammen for å løse en rekke tekniske problemer
Synergistisk forbedring av bueablasjonsmotstand og friksjons- og slitestyrke er nøkkelen til masseproduksjon av høyytelses elektriske kontakter.Forskningen på høyspente elektriske kontaktmaterialer i utlandet startet tidligere, og teknologien er relativt moden, men kjerneteknologien er blokkert til vårt land.Basert på en rekke vitenskapelige og teknologiske prosjekter i selskapet, har prosjektteamet, i samarbeid med utenlandsk FoU-evne, industrigruppetypetestverifisering og applikasjonsdemonstrasjon av provinsielle kraftselskaper, etablert et ungt vitenskapelig og teknologisk team med "80 " ryggraden som hoveddelen.
Nøkkelmedlemmer av teamet slo rot i FoU-frontlinjen i FoU-fasen av materialmekanismen og forberedelsesprosessen;I prøveproduksjonsfasen stasjonerte selskapet hos produsenten for å løse de tekniske problemene på stedet, og brøt til slutt gjennom vanskeligheten med balansen mellom materialegenskaper, sammensetning, organisasjonsstruktur og forberedelsesprosess, og gjorde et gjennombrudd i nøkkelteknologien for å forbedre materialytelsen;I typeteststadiet bodde jeg på Pinggao-gruppens høyspenningsteststasjon, diskuterte med Pinggao-gruppens teknologisenter og høyspentstasjons FoU-team i mange ganger, feilsøkte gjentatte ganger og oppnådde til slutt et kvalitativt sprang i brytekapasiteten til høy spenning høy strøm effektbryter elektrisk levetid.
Med kontinuerlig innsats har forskerteamet med suksess oppnådd formuleringssystemet for høyytelses grafenforsterket kobberbasert kompositt elektrisk kontaktmateriale, brutt gjennom nøkkelteknologiene til grafen elektriske kontaktmaterialer retningsbestemt designprosess og aktiveringssintring infiltrasjon integrert støping, og realisert den industrielle klargjøring av multimodell grafenmodifiserte elektriske kontaktmaterialer.For første gang utviklet teamet grafenmodifisert kobber wolframlegering elektrisk kontakt for svovelheksafluorid kretsbryter som vender 252kV og over.Nøkkelytelsesindikatorene som ledningsevne og bøyestyrke er bedre enn de aktive produktene, og forbedrer den elektriske levetiden til den aktive høyspentbryteren betydelig, og fyller det tekniske gapet innen grafenmodifiserte elektriske kontaktmaterialer for høyspentbrytere , Det forbedrer selskapets uavhengige forsknings- og utviklingsnivå av elektriske kontakter med høy strøm og stor kapasitet, og bidrar til å sikre sikker og pålitelig drift av kraftsystemet.
Prosjektresultatene støtter uavhengig design og lokaliseringsapplikasjon av effektbryter
Fra 29. til 31. oktober 2020, i henhold til det optimale verifiseringsskjemaet formulert av det felles forskningsinstituttet og Pinggao-gruppen etter mange diskusjoner, ble den nye åpne kolonnetypen 252kV / 63kA SF6-kretsbryter av Pinggao-gruppen basert på den elektriske kontakten oppnådd 20 ganger av engangs full brytekapasitet.Zhong Jianying, sjefingeniør i Pinggao-gruppen, sa: "i henhold til meningene fra ekspertgruppen for prosjektaksept, har den overordnede teknologien til prosjektet nådd det internasjonale avanserte nivået, og de viktigste tekniske indikatorene har nådd det internasjonale ledende nivået. Bare av å gjøre gjennombrudd innen kjerneteknologi kan vi bedre hjelpe bedrifter med å kontrollere kostnadene og sikre tilførsel av nøkkelmaterialer. I fremtiden bør vi fortsette å styrke forskningen på systemteknikk og fremme industriell transformasjon av vitenskapelige forskningsresultater."
Denne prestasjonen støtter sterkt den uavhengige designen, utviklingen og hjemmebruken av 252kV porselenspostbryter med nominell kortslutningsbrytestrøm på 63kA og nominell strøm på 6300A i Pinggao-gruppen.252kV / 63kA polbryter har stor etterspørsel fra markedet og bredt dekningsområde.Den vellykkede utviklingen av denne typen strømbrytere spiller en viktig rolle i å videreutvikle de innenlandske og utenlandske markedene for innenlandske strømbrytere, noe som bidrar til å forbedre FoU-styrken og det tekniske nivået til selskapet innen avansert bryterutstyr , og har gode sosiale og økonomiske fordeler.
Markedsetterspørselen etter høyspente elektriske kontakter i Kina er omtrent 300 000 sett per år, og det totale årlige markedssalget er nær 1,5 milliarder yuan.Nye høyspente elektriske kontaktmaterialer har brede markedsutsikter i den fremtidige utviklingen av kraftnettet.For tiden har prosjektprestasjonene nådd samarbeid og transformasjonsintensjon med Pinggao, Xikai, taikai og andre høyspentbryterbedrifter, og legger grunnlaget for den påfølgende demonstrasjonsapplikasjonen og storskala promotering innen ultrahøyspent og ultra- høyspent kraftoverføring og transformasjon.Prosjektteamet vil fortsette å fokusere på grensen for energi- og kraftvitenskap og teknologi, kontinuerlig styrke innovasjon og praksis, og fortsette å fremme uavhengig forskning og utvikling og lokalisering av kjernematerialer for avansert elektrisk utstyr.
Post time: Jul-08-2021