S neustálym pokrokom výstavby projektu prenosu UHV AC / DC sú výsledky výskumu technológie prenosu a transformácie energie UHV čoraz hojnejšie, čo poskytuje silnú vedeckú a technologickú podporu pre výstavbu medzinárodného popredného energetického internetového podniku s čínskymi charakteristikami.S rýchlym rozvojom elektrickej siete sa problém skratového prúdu postupne stal výrazným faktorom obmedzujúcim rast zaťaženia rozvodnej siete a rozvoj rozvodnej siete.
Vypínacia schopnosť vysokonapäťového vysokovýkonného ističa priamo určuje bezpečnosť a spoľahlivosť dlhodobej prevádzky elektrických prenosových vedení.Od roku 2016, opierajúc sa o množstvo vedeckých a technologických projektov spoločnosti State Grid Co., Ltd., globálny energetický Internet Research Institute Co., Ltd. a PingGao Group Co., Ltd. úspešne vyvinuli nový vysokovýkonný elektrický kontakt modifikovaný grafénom. produktov po piatich rokoch vedeckého výskumu.To má veľký význam pre vyriešenie problému skratu prekračujúceho normu a zabezpečenie bezpečnej a stabilnej prevádzky hybridnej elektrickej siete AC / DC UHV
Výskum modernizácie materiálov ističov zameraný na kľúčové požiadavky
Podľa relevantných štatistík počas špičky spotreby energie v lete 2020 maximálny skratový prúd niektorých rozvodní v prevádzkových oblastiach State Grid a China Southern Power Grid dosiahne alebo dokonca prekročí 63 Ka.Podľa štatistík State Grid Corporation of China v posledných rokoch medzi poruchami zariadení rozvodní 330 kV a vyšších UHV v obchodnej oblasti spoločnosti, podľa typu zariadenia, poruchy spôsobené plynom izolovaným kovovým uzavretým rozvádzačom ( GIS) a hybridné distribučné zariadenia (HGIS) tvoria asi 27,5 %, ističe 16,5 %, transformátory a prúdové transformátory 13,8 %, Sekundárne zariadenia a zbernica 8,3 %, reaktor 4,6 %, zvodič 3,7 %. %, odpojovač a bleskozvod tvorili 1,8 %.Je vidieť, že GIS, istič, transformátor a prúdový transformátor sú hlavnými zariadeniami, ktoré spôsobujú poruchové vypnutie, čo predstavuje 71,6 % z celkového vypnutia.
Analýza príčin porúch ukazuje, že problémy s kvalitou kontaktu, priechodiek a iných častí a zlý proces inštalácie sú hlavnými faktormi vedúcimi k poruche ističa.Počas mnohonásobnej prevádzky ističa SF6 erózia nábehového prúdu niekoľkonásobne vyššia ako menovitý prúd a mechanické opotrebenie medzi pohyblivými a statickými oblúkovými kontaktmi spôsobí deformáciu kontaktu a produkciu kovových pár, ktoré poškodia izolačné vlastnosti komora na zhášanie oblúka.
Počas obdobia štrnásteho päťročného plánu plánuje provincia Qinghai rozšíriť kapacitu dvoch 500 kV rozvodní, aby sa zvýšilo zaťaženie skratovým prúdom z existujúcich 63 kA na 80 kA.Ak sa upgraduje materiál ističa, kapacita rozvodne sa môže priamo rozšíriť a môžu sa ušetriť obrovské náklady na rozšírenie rozvodne.Vypínacie časy vysokonapäťového a veľkokapacitného ističa sú riadené hlavne životnosťou elektrických kontaktov v ističi.V súčasnosti je vývoj elektrických kontaktov pre vysokonapäťové ističe v Číne založený hlavne na technickej ceste materiálov zo zliatiny medi volfrámu.Domáce elektrické kontaktné výrobky zo zliatiny medi a volfrámu nemôžu spĺňať požiadavky technických aplikácií ultravysokého a ultravysokého napätia, pokiaľ ide o odolnosť proti ablácii oblúka a trenie a odolnosť proti opotrebovaniu.Po ich použití po hranici životnosti sú náchylné na opätovnú penetráciu, čo priamo ohrozuje izolačný výkon energetických zariadení a spôsobuje veľké skryté nebezpečenstvo pre bezpečnú prevádzku elektrickej siete.Používané elektrické kontaktné produkty z medenej volfrámovej zliatiny majú nízku flexibilitu a predĺženie a ľahko sa pokazia a zlomia v procese pôsobenia a nemajú ablačný odpor.Počas procesu oblúkovej ablácie sa meď ľahko hromadí a rastie, čo vedie k zlyhaniu kontaktného praskania.Preto je veľmi dôležité efektívne zlepšovať kľúčové ukazovatele výkonu elektrických kontaktných materiálov, ako je odolnosť proti opotrebovaniu, vodivosť, ochrana proti zváraniu, proti erózii oblúka, aby sa znížila miera zlyhania ističa a udržala sa bezpečná a stabilná prevádzka napájania. mriežka.
Chen Xin, riaditeľ Inštitútu materiálov, Academia Sinica, povedal: „V súčasnosti, keď skratový prúd elektrickej siete prekračuje vypínaciu schopnosť ističa, skratový prúd prekračuje normu, čo vážne ovplyvňuje prevádzkovú spoľahlivosť elektrickej siete a kladie vyššie požiadavky na vypínaciu schopnosť ističa a ablačný odpor kontaktu.Po mnohonásobnom vypnutí kontaktov v prevádzke na plný výkon dôjde k vážnemu poškodeniu elektrického oblúka, preto je potrebné vykonávať komplexnú údržbu, ktorá ani zďaleka nespĺňa bezúdržbové požiadavky skutočného životného cyklu ističov SF6.“ Povedal, že erózia kontaktu pochádza najmä z dvoch hľadísk: jedným je ablácia pred prerušením oblúka pred uzavretím a druhým je mechanické opotrebenie po zmäknutí materiálu kontaktu oblúka po ablácii.Je potrebné navrhnúť novú technickú cestu na efektívne zlepšenie kľúčových výkonnostných indexov materiálov elektrických kontaktov.“ Technológiu je potrebné neustále optimalizovať a inovovať.Iniciatívu by sme mali pevne chytiť do vlastných rúk.“ povedal Chen Xin.
Vzhľadom na naliehavú potrebu národného zariadenia na prenos a transformáciu energie na modernizáciu materiálov elektrických kontaktov základných komponentov vysokonapäťového ističa od roku 2016 Ústav elektrických nových materiálov Spoločného výskumného ústavu, Európsky inštitút, spoločná skupina Pinggao a ďalšie jednotky spoločne vykonali technický výskum nových materiálov elektrických kontaktov na báze medi na báze grafénu a uskutočnili medzinárodnú spoluprácu opierajúc sa o Európsky inštitút a Univerzitu v Manchestri vo Veľkej Británii.Pomôžte zlepšiť výkon vysokonapäťového ističa.
Tímová spolupráca pri riešení množstva technických problémov
Kľúčom k masovej výrobe vysokovýkonných elektrických kontaktov je synergické zlepšenie odolnosti proti ablácii elektrického oblúka a odolnosti proti treniu a opotrebovaniu.Výskum vysokonapäťových elektrických kontaktných materiálov v zahraničí sa začal skôr a technológia je relatívne vyspelá, ale základná technológia je pre našu krajinu zablokovaná.Projektový tím, opierajúc sa o množstvo vedeckých a technologických projektov spoločnosti, v spolupráci so zámorskými výskumnými a vývojovými kapacitami, overovaním typových testov priemyselnej skupiny a demonštráciou aplikácií provinčných energetických spoločností, vytvoril mladý vedecký a technologický tím s „80 „chrbtica ako hlavné telo.
Kľúčoví členovia tímu sa zakorenili v prvej línii výskumu a vývoja v štádiu výskumu a vývoja materiálového mechanizmu a procesu prípravy;V štádiu skúšobnej výroby sa spoločnosť usadila u výrobcu, aby riešila technické problémy na mieste a nakoniec prelomila náročnosť rovnováhy medzi vlastnosťami materiálu, zložením, organizačnou štruktúrou a procesom prípravy a urobila prelom v kľúčovej technológii zlepšenie vlastností materiálu;Vo fáze typového testu som zostal na vysokonapäťovej testovacej stanici skupiny Pinggao, veľakrát som diskutoval s technologickým centrom skupiny Pinggao a tímom výskumu a vývoja vysokonapäťových staníc, opakovane som ladil a nakoniec som dosiahol kvalitatívny skok vo vypínacej kapacite vysokého napätia. napäťový vysokoprúdový istič elektrická životnosť.
S neustálym úsilím výskumný tím úspešne získal systém formulácií vysokovýkonných kompozitných elektrických kontaktných materiálov na báze medi na báze grafénu vystužených grafénom, prelomil kľúčové technológie smerového procesu navrhovania materiálov pre elektrické kontakty z grafénu a integrovaného lisovania aktivačného spekania a infiltrácie a realizoval priemyselné príprava viacmodelových materiálov elektrických kontaktov modifikovaných grafénom.Prvýkrát tím vyvinul elektrický kontakt z medi volfrámovej zliatiny modifikovanej grafénom pre istič s hexafluoridom síry s napätím 252 kV a vyšším.Kľúčové ukazovatele výkonu, ako je vodivosť a pevnosť v ohybe, sú lepšie ako ukazovatele aktívnych produktov, čo výrazne zlepšuje elektrickú životnosť aktívneho vysokonapäťového ističa a vypĺňa technickú medzeru v oblasti materiálov elektrických kontaktov vysokonapäťových spínačov modifikovaných grafénom. , Zlepšuje úroveň nezávislého výskumu a vývoja spoločnosti vysokoprúdových a veľkokapacitných spínacích elektrických kontaktov a pomáha zabezpečiť bezpečnú a spoľahlivú prevádzku energetického systému.
Výsledky projektu podporujú nezávislý návrh a lokalizačnú aplikáciu ističa
Od 29. do 31. októbra 2020, podľa optimálnej overovacej schémy formulovanej spoločným výskumným ústavom a skupinou Pinggao po mnohých diskusiách, nový istič s otvoreným stĺpikom 252kV / 63kA SF6 skupiny Pinggao na báze elektrického kontaktu úspešne dosiahol 20-krát jednorazovej plnej vypínacej kapacity.Zhong Jianying, hlavný inžinier skupiny Pinggao, povedal: "Podľa názorov expertnej skupiny na akceptovanie projektu celková technológia projektu dosiahla medzinárodnú pokročilú úroveň a hlavné technické ukazovatele dosiahli medzinárodnú vedúcu úroveň. Len do vďaka prelomovým objavom v základných technológiách môžeme lepšie pomôcť podnikom kontrolovať náklady a zabezpečiť dodávky kľúčových materiálov. V budúcnosti by sme mali pokračovať v posilňovaní výskumu v oblasti systémového inžinierstva a podporovať priemyselnú transformáciu výsledkov vedeckého výskumu.“
Tento úspech silne podporuje nezávislý dizajn, vývoj a domácu aplikáciu 252kV porcelánového stĺpového ističa s menovitým skratovým vypínacím prúdom 63kA a menovitým prúdom 6300A v skupine Pinggao.Istič pólového typu 252 kV / 63 kA má veľký dopyt na trhu a širokú oblasť pokrytia.Úspešný vývoj tohto typu ističov zohráva dôležitú úlohu v ďalšom rozvoji domáceho a zahraničného trhu domácich ističov, čo prispieva k zvyšovaniu sily výskumu a vývoja a technickej úrovne spoločnosti v oblasti špičkových rozvádzačov. a má dobré sociálne a ekonomické výhody.
Trhový dopyt po vysokonapäťových elektrických kontaktoch v Číne je asi 300 000 súprav ročne a celkový ročný predaj na trhu sa blíži k 1,5 miliardám juanov.Nové vysokonapäťové elektrické kontaktné materiály majú široké trhové vyhliadky v budúcom rozvoji elektrickej siete.V súčasnosti výsledky projektu dosiahli zámer spolupráce a transformácie s Pinggao, Xikai, taikai a ďalšími vysokonapäťovými spínacími podnikmi, čím sa položil základ pre následnú demonštračnú aplikáciu a rozsiahlu propagáciu v oblasti ultravysokého napätia a ultravysokého napätia. vysokonapäťový prenos a transformácia energie.Projektový tím sa bude aj naďalej zameriavať na hranice vedy a techniky v oblasti energetiky a energetiky, neustále posilňovať inovácie a prax a naďalej podporovať nezávislý výskum a vývoj a lokalizačné aplikácie základných materiálov pre špičkové elektrické zariadenia.
Čas odoslania: júl-08-2021