page_head_bg

המגע החשמלי עם שינוי גרפן שפותח על ידי מכון המחקר המשותף צפוי להפחית במידה ניכרת את שיעור הכשל של מפסקי חשמל בעלי קיבולת גדולה

עם ההתקדמות המתמדת של בניית פרויקט שידור UHV AC / DC, תוצאות המחקר של טכנולוגיית העברת כוח UHV וטכנולוגיית טרנספורמציה הולכים וגדלים, מה שמספק תמיכה מדעית וטכנולוגית חזקה לבניית מפעל אינטרנט מוביל בינלאומי בתחום האנרגיה עם מאפיינים סיניים.עם ההתפתחות המהירה של רשת החשמל, בעיית הקצר של זרם החשמל הפכה בהדרגה לגורם בולט המגביל את הצמיחה של עומס רשת החשמל ופיתוח רשת החשמל.

כושר השבירה של מפסק חשמל במתח גבוה קובע ישירות את הבטיחות והאמינות של שירות ארוך טווח של קווי הולכה.מאז 2016, בהסתמך על מספר פרויקטים מדעיים וטכנולוגיים של State Grid Co., Ltd., Global Energy Internet Research Institute Co., Ltd ו-PingGao Group Co., Ltd פיתחו בהצלחה מגע חשמלי חדש עם ביצועים גבוהים בגרפן. מוצרים לאחר חמש שנים של מחקר מדעי.יש לכך משמעות רבה כדי לפתור את בעיית הקצר החורג מהסטנדרט ולהבטיח פעולה בטוחה ויציבה של רשת החשמל היברידית AC/DC UHV

מחקר על שדרוג חומרי מפסק זרם מכוון לדרישות מפתח

על פי הסטטיסטיקה הרלוונטית, במהלך תקופת השיא של צריכת החשמל בקיץ 2020, זרם הקצר המרבי של כמה תחנות משנה באזורי הפעולה של רשת המדינה ורשת החשמל הדרומית של סין יגיע או אפילו יעלה על 63 Ka.על פי הנתונים הסטטיסטיים של תאגיד הרשת הלאומי של סין, בשנים האחרונות, בין התקלות של ציוד תחנות משנה UHV 330kV ומעלה באזור העסקים של החברה, לפי סוג הציוד, נסיעות התקלות הנגרמות על ידי מתג סגור מתכת מבודד גז ( GIS) וציוד הפצה היברידי (HGIS) מהווים כ-27.5%, מפסקי זרם מהווים 16.5%, שנאים ושנאי זרם מהווים 13.8%, ציוד משני ואפיק היוו 8.3%, כור היוו 4.6%, מעצר היוו 3.7 %, מנתק ומט ברקים היוו 1.8%.ניתן לראות כי GIS, מפסק זרם, שנאי ושנאי זרם הם הציוד העיקרי הגורם לטריפת תקלות, המהווים 71.6% מסך הנסיעה.

ניתוח גורמי התקלה מראה שבעיות האיכות של מגע, תותב וחלקים אחרים ותהליך התקנה לקוי הם הגורמים העיקריים המובילים לתקלה של מפסק החשמל.במהלך פעולתו של מפסק SF6 פעמים רבות, שחיקת זרם הכניסה הגבוהה פי כמה מהזרם המדורג והבלאי המכני בין מגעי הקשת הנעים והסטטיים יגרמו לעיוות המגע וייצור אדי מתכת, דבר שיפגע בביצועי הבידוד של תא הכיבוי של הקשת.

במהלך תקופת תכנית החומש הארבע עשרה, מחוז צ'ינגהאי מתכנן להרחיב את הקיבולת של שתי תחנות משנה 500kV כדי להגדיל את עומס זרם הקצר מ-63kA הקיים ל-80kA.אם חומר מפסק המעגל משודרג, ניתן להרחיב את הקיבולת של תחנת המשנה ישירות, ולחסוך את העלות העצומה של הרחבת תחנת המשנה.זמני השבירה של מפסק מתח גבוה וקיבולת גדולה נשלטים בעיקר על ידי חיי המגעים החשמליים במפסק.נכון לעכשיו, הפיתוח של מגעים חשמליים למפסקי מתח גבוה בסין מבוסס בעיקר על המסלול הטכני של חומרי סגסוגת טונגסטן נחושת.מוצרי מגע חשמליים מסגסוגת טונגסטן נחושת מקומיים אינם יכולים לעמוד בדרישות של יישומים הנדסיים מתח גבוה במיוחד ואולטרה גבוה במונחים של התנגדות אבלציה בקשת ועמידות בפני חיכוך ובלאי.ברגע שהם נמצאים בשימוש מעבר לטווח חיי השירות, הם נוטים לחדור מחדש, מה שמאיים ישירות על ביצועי הבידוד של ציוד החשמל וגורם לסכנה נסתרת גדולה לפעולה בטוחה של רשת החשמל.מוצרי המגע החשמליים מסגסוגת טונגסטן נחושת בשירות הינם בעלי גמישות והתארכות נמוכים, וקלים לכשל ולשבר בתהליך הפעולה, וחוסר עמידות לאבלציה.במהלך תהליך אבלציה של קשת קל להצטבר ולגדל נחושת, מה שמוביל לכישלון פיצוח מגע.לכן, ישנה משמעות רבה לשפר ביעילות את מדדי הביצועים העיקריים של חומרי מגע חשמליים, כגון עמידות בפני שחיקה, מוליכות, נגד ריתוך, נגד שחיקת קשת, כדי להפחית את שיעור הכשל של מפסק החשמל ולשמור על פעולה בטוחה ויציבה של הכוח. רֶשֶׁת.

צ'ן שין, מנהל מכון החומרים, אקדמיה סיניקה, אמר: "כיום, כאשר זרם הקצר של רשת החשמל עולה על כושר השבירה של המפסק, זרם הקצר חורג מהתקן, מה שמשפיע קשות אמינות הפעולה של רשת החשמל, ומעמידה דרישות גבוהות יותר ליכולת השבירה של המפסק ולהתנגדות האבלציה של המגע. לאחר שהמגעים בשירות מנותקים בתפוקה מלאה במשך פעמים רבות, הקשת ניזוקה קשות, לכן יש צורך לבצע תחזוקה מקיפה, שרחוקה מלעמוד בדרישות ללא תחזוקה של מחזור החיים בפועל של מפסקי SF6." הוא אמר שהשחיקה של המגע נובעת בעיקר משני היבטים: האחד הוא אבלציה של קשת טרום התמוטטות לפני סגירה, והשנייה היא הבלאי המכני לאחר שחומר מגע הקשת הופך רך לאחר אבלציה.יש צורך להציג מסלול טכני חדש כדי לשפר ביעילות את מדדי הביצועים העיקריים של חומרי מגע חשמליים" הטכנולוגיה צריכה לעבור אופטימיזציה וחדשנות מתמדת.עלינו לתפוס היטב את היוזמה בידינו." אמר צ'ן שין.

מול הצורך הדחוף של ציוד ההולכה והטרנספורמציה הכוח הלאומי לשדרוג חומרי המגע החשמליים של מרכיבי הליבה של מפסק המתח הגבוה, משנת 2016, המכון לחומרי חשמל חדשים של מכון המחקר המשותף, המכון האירופי, קבוצת Pinggao המשותפת ויחידות אחרות ביצעו יחד מחקר טכני על חומרי המגע החשמליים המבוססים על גרפן על בסיס גרפן, וביצעו שיתוף פעולה בינלאומי בהסתמך על המכון האירופי ואוניברסיטת מנצ'סטר, בריטניה.עזור לשפר את הביצועים של מפסק מתח גבוה.

צוות עובדים יחד כדי לפתור מספר בעיות טכניות

שיפור סינרגטי של התנגדות אבלציה בקשת ועמידות חיכוך ובלאי הוא המפתח לייצור המוני של מגעים חשמליים בעלי ביצועים גבוהים.המחקר על חומרי מגע חשמליים במתח גבוה במדינות זרות החל מוקדם יותר, והטכנולוגיה בוגרת יחסית, אך טכנולוגיית הליבה חסומה לארצנו.בהסתמך על מספר פרויקטים מדעיים וטכנולוגיים של החברה, צוות הפרויקט, בשיתוף עם יכולת מו"פ בחו"ל, בדיקת סוג קבוצות תעשייתיות והדגמת יישומים של חברות חשמל מחוזיות, הקים צוות מדעי וטכנולוגי צעיר עם "80 "עמוד השדרה כגוף הראשי.

אנשי מפתח בצוות השתרשו בחזית המו"פ בשלב המו"פ של מנגנון החומר ותהליך ההכנה;בשלב הייצור הניסי, התמקמה החברה אצל היצרן לפתרון הבעיות הטכניות באתר, ולבסוף פרצה את קושי האיזון בין תכונות החומר, הרכב, מבנה ארגוני ותהליך ההכנה, ועשתה פריצת דרך בטכנולוגיית המפתח. של שיפור ביצועי החומר;בשלב בדיקת הסוג, נשארתי בתחנת בדיקת המתח הגבוה של קבוצת Pinggao, שוחחתי עם מרכז הטכנולוגיה של קבוצת Pinggao וצוות המחקר והפיתוח של תחנת המתח הגבוה פעמים רבות, ניפוי באגים שוב ושוב, ולבסוף השגתי זינוק איכותי ביכולת השבירה של גבוה חיים חשמליים של מפסק זרם גבוה במתח.

עם מאמצים מתמשכים, צוות המחקר השיג בהצלחה את מערכת הניסוח של חומרי מגע חשמליים מרוכבים מבוססי גרפן מחוזק נחושת עם ביצועים גבוהים, פרצה דרך טכנולוגיות המפתח של חומרי מגע חשמליים גרפן תהליך עיצוב כיווני והפעלת סינטר חדירת יציקה משולבת, והגשמת את הטכנולוגיה התעשייתית. הכנת חומרי מגע חשמליים מרובים עם גרפן.בפעם הראשונה, הצוות פיתח מגע חשמלי מסגסוגת טונגסטן נחושת שעבר גרפן שונה עבור מפסק זרם גופרית hexafluoride הפונה ל-252kV ומעלה.מדדי הביצועים העיקריים כגון מוליכות וחוזק כיפוף טובים יותר מאלו של המוצרים הפעילים, משפרים מאוד את החיים החשמליים של מפסק המתח הפעיל, ממלאים את הפער הטכני בתחום חומרי המגע החשמליים של מתג מתח גבוה עם גרפן. , זה משפר את רמת המחקר והפיתוח העצמאיים של החברה של מגעים חשמליים מתג זרם גבוה וקיבולת גדולה, ומסייע להבטיח הפעלה בטוחה ואמינה של מערכת החשמל.

תוצאות הפרויקט תומכות בתכנון עצמאי וביישום לוקליזציה של מפסק זרם

מ-29 עד 31 באוקטובר 2020, על פי תכנית האימות האופטימלית שגובשה על ידי מכון המחקר המשותף וקבוצת Pinggao לאחר דיונים רבים, מפסק העמודים הפתוח החדש מסוג 252kV / 63kA SF6 של קבוצת Pinggao מבוסס על המגע החשמלי שהושג בהצלחה 20 פעמים של כושר שבירה מלא חד פעמי.Zhong Jianying, המהנדס הראשי של קבוצת Pinggao, אמר: "על פי חוות הדעת של קבוצת המומחים לקבלת הפרויקט, הטכנולוגיה הכוללת של הפרויקט הגיעה לרמה הבינלאומית המתקדמת, והאינדיקטורים הטכניים העיקריים הגיעו לרמה המובילה הבינלאומית. רק על ידי ביצוע פריצות דרך בטכנולוגיות ליבה, האם נוכל לעזור טוב יותר לארגונים לשלוט בעלויות ולהבטיח אספקת חומרי מפתח. בעתיד, עלינו להמשיך לחזק את המחקר על הנדסת מערכות ולקדם את השינוי התעשייתי של הישגי מחקר מדעיים."

הישג זה תומך מאוד בתכנון, בפיתוח וביישום הביתי העצמאי של מפסק פורצלן 252kV עם זרם שבירה מדורג של 63kA וזרם מדורג של 6300A בקבוצת Pinggao.למפסק עמוד 252kV / 63kA יש ביקוש גדול בשוק ושטח כיסוי רחב.הפיתוח המוצלח של סוג זה של מפסקים ממלא תפקיד חשוב בפיתוח נוסף של השווקים המקומיים והזרים של מפסקים מקומיים, דבר המסייע לשיפור חוזק המו"פ והרמה הטכנית של החברה בתחום המתגים הגבוהים. , ויש לו יתרונות חברתיים וכלכליים טובים.

ביקוש השוק של מגעים חשמליים במתח גבוה בסין הוא כ-300000 סטים בשנה, והמכירות השנתיות הכוללות בשוק קרוב ל-1.5 מיליארד יואן.לחומרי מגע חשמליים חדשים במתח גבוה יש סיכויי שוק רחבים בפיתוח העתידי של רשת החשמל.נכון לעכשיו, הישגי הפרויקט הגיעו לשיתוף פעולה וכוונת טרנספורמציה עם Pinggao, Xikai, Taikai ומפעלי מתג מתח גבוה אחרים, תוך הנחת בסיס ליישום ההדגמה הבא וקידום בקנה מידה גדול בתחום המתח האולטרה-גבוה והאולטרה-גבוה. העברת כוח ושינוי במתח גבוה.צוות הפרויקט ימשיך להתמקד בחזית המדע והטכנולוגיה של אנרגיה וכוח, יחזק ללא הרף את החדשנות והפרקטיקה, וימשיך לקדם מחקר ופיתוח עצמאי ויישום לוקליזציה של חומרי ליבה עבור ציוד חשמלי מתקדם.


זמן פרסום: יולי-08-2021