page_head_bg

Het met grafeen gemodificeerde elektrische contact ontwikkeld door het gezamenlijke onderzoeksinstituut zal naar verwachting het uitvalpercentage van stroomonderbrekers met grote capaciteit aanzienlijk verminderen

Met de gestage vooruitgang van de bouw van UHV AC / DC-transmissieprojecten, zijn de onderzoeksresultaten van UHV-krachttransmissie- en transformatietechnologie steeds overvloediger, wat sterke wetenschappelijke en technologische ondersteuning biedt voor de bouw van een internationaal toonaangevende energie-internetonderneming met Chinese kenmerken.Met de snelle ontwikkeling van het elektriciteitsnet is het probleem van kortsluitstroom geleidelijk een prominente factor geworden die de groei van de belasting van het elektriciteitsnet en de ontwikkeling van het elektriciteitsnet beperkt.

Het breekvermogen van een hoogspannings-high-power stroomonderbreker bepaalt direct de veiligheid en betrouwbaarheid van langdurige service van hoogspanningslijnen.Sinds 2016 hebben, op basis van een aantal wetenschappelijke en technologische projecten van State Grid Co., Ltd., het wereldwijde energie-internetonderzoeksinstituut Co., Ltd. en PingGao Group Co., Ltd. met succes nieuwe krachtige grafeen-gemodificeerde elektrische contacten ontwikkeld producten na vijf jaar wetenschappelijk onderzoek.Dit is van groot belang om het probleem van kortsluiting die de norm overschrijdt op te lossen en de veilige en stabiele werking van het AC / DC UHV hybride elektriciteitsnet te garanderen

Onderzoek naar het upgraden van stroomonderbrekermaterialen gericht op de belangrijkste vereisten

Volgens relevante statistieken zal de maximale kortsluitstroom van sommige onderstations in de werkgebieden van State Grid en China Southern Power Grid tijdens de piekperiode van het stroomverbruik in de zomer van 2020 63 Ka bereiken of zelfs overschrijden.Volgens de statistieken van de State Grid Corporation of China, in de afgelopen jaren, onder de storingen van 330 kV en hoger UHV-onderstationapparatuur in het bedrijfsgebied van het bedrijf, volgens het type apparatuur, de foutuitschakelingen veroorzaakt door gasgeïsoleerde metalen omsloten schakelapparatuur ( GIS) en hybride distributieapparatuur (HGIS) zijn goed voor ongeveer 27,5%, stroomonderbrekers zijn goed voor 16,5%, transformatoren en stroomtransformatoren nemen 13,8% voor hun rekening, secundaire apparatuur en bus 8,3%, reactoren 4,6%, afleiders 3,7 %, scheider en bliksemafleider waren goed voor 1,8%.Het is te zien dat GIS, stroomonderbreker, transformator en stroomtransformator de belangrijkste apparatuur zijn die storingsuitschakeling veroorzaakt, goed voor 71,6% van de totale uitschakeling.

De analyse van foutoorzaken toont aan dat de kwaliteitsproblemen van contact, bus en andere onderdelen en een slecht installatieproces de belangrijkste factoren zijn die leiden tot de fout van de stroomonderbreker.Tijdens de werking van de SF6-stroomonderbreker gedurende vele malen, zal de inschakelstroomerosie die meerdere keren hoger is dan de nominale stroom en de mechanische slijtage tussen de bewegende en statische boogcontacten de contactvervorming veroorzaken en metaaldamp produceren, die de isolatieprestaties van de boogbluskamer.

Tijdens de veertiende vijfjarenplanperiode is de provincie Qinghai van plan om de capaciteit van twee 500kV-substations uit te breiden om de kortsluitstroombelasting te verhogen van de bestaande 63kA naar 80kA.Als het materiaal van de stroomonderbreker wordt geüpgraded, kan de capaciteit van het onderstation direct worden uitgebreid en kunnen de enorme kosten van de uitbreiding van het onderstation worden bespaard.De onderbrekingstijden van hoogspannings- en stroomonderbrekers met grote capaciteit worden voornamelijk bepaald door de levensduur van elektrische contacten in de stroomonderbreker.Op dit moment is de ontwikkeling van elektrische contacten voor hoogspanningsstroomonderbrekers in China voornamelijk gebaseerd op de technische route van koperwolfraamlegeringsmaterialen.Huishoudelijke koperwolfraamlegering elektrische contactproducten kunnen niet voldoen aan de vereisten van ultrahoge en ultrahoge spanningstechnische toepassingen in termen van boogablatieweerstand en wrijvings- en slijtvastheid.Als ze eenmaal buiten het levensduurbereik zijn gebruikt, zijn ze vatbaar voor herpenetratie, wat de isolatieprestaties van elektrische apparatuur direct bedreigt en een groot verborgen gevaar veroorzaakt voor de veilige werking van het elektriciteitsnet.De elektrische contactproducten van koperwolfraamlegering die in gebruik zijn, hebben een lage flexibiliteit en rek, en zijn gemakkelijk te bezwijken en breken tijdens het actieproces, en gebrek aan ablatieweerstand.Tijdens het boogablatieproces kan koper gemakkelijk ophopen en opgroeien, wat leidt tot falen van contactscheuren.Daarom is het van groot belang om de belangrijkste prestatie-indicatoren van elektrische contactmaterialen, zoals slijtvastheid, geleidbaarheid, anti-lassen, anti-boogerosie, effectief te verbeteren, om het uitvalpercentage van de stroomonderbreker te verminderen en de veilige en stabiele werking van de stroom te behouden rooster.

Chen Xin, directeur van het Instituut voor materialen, Academia Sinica, zei: "op dit moment, wanneer de kortsluitstroom van het elektriciteitsnet de uitschakelcapaciteit van de stroomonderbreker overschrijdt, overschrijdt de kortsluitstroom de norm, wat ernstige gevolgen heeft voor de bedrijfszekerheid van het elektriciteitsnet, en stelt hogere eisen aan het uitschakelvermogen van de stroomonderbreker en de ablatieweerstand van het contact. Nadat de in bedrijf zijnde contacten vele malen op volle capaciteit zijn afgesneden, wordt de boogvorming ernstig beschadigd, dus het is noodzakelijk om uitgebreid onderhoud uit te voeren, dat verre van voldoet aan de onderhoudsvrije vereisten van de werkelijke levenscyclus van SF6-stroomonderbrekers. " Hij zei dat de erosie van het contact voornamelijk voortkomt uit twee aspecten: één is de ablatie van de pre-doorslagboog vóór sluiting, en de andere is de mechanische slijtage nadat het boogcontactmateriaal zacht wordt na ablatie.Het is noodzakelijk om een ​​nieuwe technische route uit te stippelen om de belangrijkste prestatie-indexen van elektrische contactmaterialen effectief te verbeteren“ Technologie moet voortdurend worden geoptimaliseerd en geïnnoveerd.We moeten het initiatief stevig in eigen handen nemen.' zei Chen Xin.

In het licht van de dringende behoefte aan de nationale stroomtransmissie- en transformatieapparatuur voor het upgraden van de elektrische contactmaterialen van de kerncomponenten van de hoogspanningsstroomonderbreker, vanaf 2016, heeft het Instituut voor elektrische nieuwe materialen van het Gemeenschappelijk Onderzoeksinstituut, het Europees Instituut, de gezamenlijke Pinggao-groep en andere eenheden voerden gezamenlijk technisch onderzoek uit naar de nieuwe, op grafeen gemodificeerde, op koper gebaseerde elektrische contactmaterialen, en voerden internationale samenwerking uit op basis van het Europees Instituut en de Universiteit van Manchester, VK.Helpen om de prestaties van hoogspanningsstroomonderbrekers te verbeteren.

Teamwerk samen om een ​​aantal technische problemen op te lossen

Synergetische verbetering van boogablatieweerstand en wrijvings- en slijtvastheid is de sleutel tot massaproductie van hoogwaardige elektrische contacten.Het onderzoek naar hoogspannings-elektrische contactmaterialen in het buitenland is eerder begonnen en de technologie is relatief volwassen, maar de kerntechnologie is geblokkeerd voor ons land.Vertrouwend op een aantal wetenschappelijke en technologische projecten van het bedrijf, heeft het projectteam, in samenwerking met overzeese R & D-capaciteit, industriële groepstypetestverificatie en toepassingsdemonstratie van provinciale energiebedrijven, een jong wetenschappelijk en technologisch team opgericht met "80 " ruggengraat als het belangrijkste orgaan.

Belangrijke leden van het team wortelden in de R & D-frontlinie in de R & D-fase van het materiaalmechanisme en het voorbereidingsproces;In de proefproductiefase was het bedrijf bij de fabrikant gestationeerd om de technische problemen ter plaatse op te lossen, en doorbrak uiteindelijk de moeilijkheid van de balans tussen de materiaaleigenschappen, samenstelling, organisatiestructuur en voorbereidingsproces, en maakte een doorbraak in de belangrijkste technologie van het verbeteren van de materiële prestaties;In de fase van typetest verbleef ik in het hoogspanningsteststation van de Pinggao-groep, besprak ik vele malen met het technologiecentrum van de Pinggao-groep en het R & D-team van het hoogspanningsstation, debugde herhaaldelijk en bereikte uiteindelijk een kwalitatieve sprong in de breekcapaciteit van hoge spanning hoge stroom stroomonderbreker elektrische levensduur.

Met voortdurende inspanningen heeft het onderzoeksteam met succes het formuleringssysteem verkregen van hoogwaardige grafeenversterkte, op koper gebaseerde composiet elektrische contactmaterialen, doorbroken door de sleuteltechnologieën van grafeen elektrische contactmaterialen directioneel ontwerpproces en activering sinteren infiltratie geïntegreerd gieten, en realiseerde de industriële voorbereiding van multi-model grafeen gemodificeerde elektrische contactmaterialen.Voor de eerste keer ontwikkelde het team met grafeen gemodificeerd elektrisch contact van koperwolfraamlegering voor zwavelhexafluoride-stroomonderbrekers die gericht zijn op 252kV en hoger.De belangrijkste prestatie-indicatoren zoals geleidbaarheid en buigsterkte zijn beter dan die van de actieve producten, waardoor de elektrische levensduur van de actieve hoogspanningsstroomonderbreker aanzienlijk wordt verbeterd, waardoor de technische leemte op het gebied van met grafeen gemodificeerde elektrische contactmaterialen voor hoogspanningsschakelaars wordt opgevuld , Het verbetert het onafhankelijke onderzoeks- en ontwikkelingsniveau van het bedrijf van elektrische contacten met hoge stroom en grote capaciteit, en helpt de veilige en betrouwbare werking van het voedingssysteem te garanderen.

De projectresultaten ondersteunen het onafhankelijke ontwerp en de lokalisatietoepassing van stroomonderbrekers

Van 29 tot 31 oktober 2020, volgens het optimale verificatieschema geformuleerd door het gezamenlijke onderzoeksinstituut en de Pinggao-groep na vele discussies, is de nieuwe open kolom type 252kV / 63kA SF6 stroomonderbreker van de Pinggao-groep op basis van het elektrische contact 20 keer met succes bereikt van eenmalige volledige breekcapaciteit.Zhong Jianying, hoofdingenieur van de Pinggao-groep, zei: "volgens de meningen van de deskundigengroep voor projectacceptatie heeft de algehele technologie van het project het internationale geavanceerde niveau bereikt en hebben de belangrijkste technische indicatoren het internationale leidende niveau bereikt. Alleen door Door doorbraken in kerntechnologieën te maken, kunnen we ondernemingen beter helpen de kosten onder controle te houden en de levering van belangrijke materialen te garanderen. In de toekomst moeten we het onderzoek naar systeemtechniek blijven versterken en de industriële transformatie van wetenschappelijke onderzoeksresultaten bevorderen. "

Deze prestatie ondersteunt ten zeerste het onafhankelijke ontwerp, de ontwikkeling en de huishoudelijke toepassing van 252kV porseleinen post-stroomonderbreker met een nominale kortsluitstroom van 63 kA en een nominale stroom van 6300A in de Pinggao-groep.De stroomonderbreker van het 252kV / 63kA-pooltype heeft een grote marktvraag en een breed dekkingsgebied.De succesvolle ontwikkeling van dit type stroomonderbreker speelt een belangrijke rol bij de verdere ontwikkeling van de binnenlandse en buitenlandse markten van binnenlandse stroomonderbrekers, wat bevorderlijk is voor het verbeteren van de R & D-kracht en het technische niveau van het bedrijf op het gebied van hoogwaardige schakelapparatuur , en heeft goede sociale en economische voordelen.

De marktvraag naar elektrische hoogspanningscontacten in China is ongeveer 300000 sets per jaar en de totale jaarlijkse marktomzet is bijna 1,5 miljard yuan.Nieuwe elektrische hoogspanningscontactmaterialen hebben brede marktvooruitzichten voor de toekomstige ontwikkeling van het elektriciteitsnet.Op dit moment hebben de projectresultaten de intentie tot samenwerking en transformatie bereikt met Pinggao, Xikai, taikai en andere hoogspanningsschakelaars, waarmee een basis is gelegd voor de daaropvolgende demonstratietoepassing en grootschalige promotie op het gebied van ultrahoogspanning en ultra- hoogspanningstransmissie en transformatie.Het projectteam zal zich blijven concentreren op de grens van energie- en energiewetenschap en -technologie, innovatie en praktijk voortdurend versterken en onafhankelijk onderzoek en ontwikkeling en lokalisatietoepassing van kernmaterialen voor hoogwaardige elektrische apparatuur blijven promoten.


Posttijd: juli-08-2021