Với tiến độ xây dựng dự án truyền tải điện xoay chiều / một chiều UHV đều đặn, các kết quả nghiên cứu về công nghệ truyền tải và chuyển đổi điện UHV ngày càng phong phú, hỗ trợ mạnh mẽ về khoa học và công nghệ cho việc xây dựng doanh nghiệp Internet năng lượng hàng đầu quốc tế mang đặc trưng Trung Quốc.Với sự phát triển nhanh chóng của lưới điện, vấn đề dòng điện ngắn mạch dần trở thành một yếu tố nổi cộm hạn chế sự tăng trưởng phụ tải lưới điện và sự phát triển của lưới điện.
Khả năng đánh thủng của cầu dao cao áp quyết định trực tiếp đến độ an toàn và độ tin cậy phục vụ lâu dài của đường dây tải điện.Từ năm 2016, dựa trên một số dự án khoa học và công nghệ của Công ty TNHH State Grid, Công ty TNHH Viện nghiên cứu Internet năng lượng toàn cầu và Công ty TNHH Tập đoàn PingGao đã phát triển thành công tiếp điểm điện biến đổi graphene hiệu suất cao mới. sản phẩm sau năm năm nghiên cứu khoa học.Điều này có ý nghĩa rất lớn nhằm giải quyết vấn đề ngắn mạch vượt tiêu chuẩn và đảm bảo sự vận hành an toàn, ổn định của lưới điện lai AC / DC UHV
Nghiên cứu nâng cấp vật liệu máy cắt hướng tới các yêu cầu chính
Theo số liệu thống kê liên quan, trong thời kỳ cao điểm tiêu thụ điện mùa hè năm 2020, dòng điện ngắn mạch tối đa của một số trạm biến áp trong khu vực vận hành của Lưới điện Nhà nước và Lưới điện Nam Trung Quốc sẽ đạt hoặc thậm chí vượt 63 Ka.Theo thống kê của Tổng công ty Lưới điện Nhà nước Trung Quốc, trong những năm gần đây, trong số các sự cố hư hỏng thiết bị trạm biến áp UHV 330kV trở lên thuộc khu vực kinh doanh của công ty, theo loại thiết bị, sự cố do thiết bị đóng cắt bằng kim loại bọc cách điện bằng khí ( GIS) và thiết bị phân phối hỗn hợp (HGIS) chiếm khoảng 27,5%, máy cắt chiếm 16,5%, máy biến áp và máy biến dòng chiếm 13,8%, thiết bị thứ cấp và thanh cái chiếm 8,3%, cuộn kháng chiếm 4,6%, chống sét chiếm 3,7 %, thiết bị ngắt kết nối và cột thu lôi chiếm 1,8%.Có thể thấy, GIS, máy cắt, máy biến dòng là thiết bị chính gây ra lỗi chuyến, chiếm 71,6% tổng chuyến.
Việc phân tích nguyên nhân sự cố cho thấy vấn đề chất lượng của tiếp điểm, ống lót và các bộ phận khác và quá trình lắp đặt không tốt là những yếu tố chính dẫn đến sự cố của cầu dao.Trong quá trình vận hành máy cắt SF6 nhiều lần, dòng khởi động ăn mòn cao hơn nhiều lần so với dòng định mức và mài mòn cơ học giữa các tiếp điểm hồ quang động và tĩnh sẽ gây ra biến dạng tiếp điểm và tạo ra hơi kim loại, làm hỏng tính năng cách điện của buồng dập tắt hồ quang.
Trong giai đoạn kế hoạch 5 năm lần thứ mười bốn, tỉnh Thanh Hải có kế hoạch mở rộng công suất của hai trạm biến áp 500 kV để tăng tải dòng ngắn mạch từ 63kA hiện tại lên 80kA.Nếu vật liệu máy cắt được nâng cấp, công suất của trạm biến áp có thể được mở rộng trực tiếp, và tiết kiệm được chi phí rất lớn cho việc mở rộng trạm biến áp.Thời gian ngắt của cầu dao điện áp cao và công suất lớn chủ yếu được kiểm soát bởi tuổi thọ của các tiếp điểm điện trong cầu dao.Hiện nay, việc phát triển tiếp điểm điện cho máy cắt điện cao thế ở Trung Quốc chủ yếu dựa trên lộ trình kỹ thuật của vật liệu hợp kim vonfram đồng.Các sản phẩm tiếp xúc điện bằng hợp kim vonfram đồng sản xuất trong nước không thể đáp ứng các yêu cầu của các ứng dụng kỹ thuật siêu cao và siêu cao về khả năng chống cắt hồ quang và chịu ma sát và mài mòn.Khi sử dụng vượt quá tuổi thọ sử dụng, chúng dễ bị xâm nhập trở lại, đe dọa trực tiếp đến hiệu suất cách điện của các thiết bị điện và tiềm ẩn rất nhiều nguy cơ ảnh hưởng đến sự vận hành an toàn của lưới điện.Các sản phẩm tiếp xúc điện bằng hợp kim vonfram đồng đang được sử dụng có độ mềm dẻo và độ giãn dài thấp, đồng thời dễ hỏng và gãy trong quá trình hoạt động và thiếu khả năng chống mài mòn.Trong quá trình dập tắt hồ quang, đồng rất dễ tích tụ và lớn lên dẫn đến hỏng tiếp xúc.Do đó, việc cải thiện hiệu quả các chỉ số tính năng chính của vật liệu tiếp xúc điện như khả năng chống mài mòn, độ dẫn điện, chống hàn, chống xói mòn hồ quang, giảm tỷ lệ hỏng hóc của máy cắt và duy trì hoạt động an toàn và ổn định của nguồn điện có ý nghĩa rất lớn. lưới điện.
Chen Xin, Viện trưởng Viện vật liệu Academia Sinica cho biết: "Hiện nay, khi dòng điện ngắn mạch của lưới điện vượt quá khả năng đánh thủng của cầu dao, dòng điện ngắn mạch vượt quá tiêu chuẩn, ảnh hưởng nghiêm trọng độ tin cậy vận hành của lưới điện và đặt ra các yêu cầu cao hơn về khả năng đánh thủng của máy cắt và khả năng chống cắt của tiếp điểm. vì vậy cần phải tiến hành bảo dưỡng toàn diện, điều này còn lâu mới đáp ứng được các yêu cầu về bảo dưỡng miễn phí trong vòng đời thực của cầu dao SF6. "Ông cho rằng sự xói mòn tiếp điểm chủ yếu xuất phát từ hai khía cạnh: một là sự mài mòn của hồ quang phá vỡ trước trước khi đóng, và loại còn lại là mài mòn cơ học sau khi vật liệu tiếp xúc với hồ quang trở nên mềm sau khi cắt đứt.Cần phải đưa ra một lộ trình kỹ thuật mới để cải thiện hiệu quả các chỉ số tính năng chính của vật liệu tiếp xúc điện “Công nghệ cần được tối ưu hóa và đổi mới liên tục.Chúng ta nên nắm chắc thế chủ động trong tay của chính mình.”Chen Xin nói.
Trước nhu cầu cấp thiết của thiết bị truyền tải và biến đổi điện năng quốc gia phục vụ cho việc nâng cấp vật liệu tiếp xúc điện của các thành phần lõi của máy cắt cao áp, từ năm 2016, Viện vật liệu mới điện thuộc Viện nghiên cứu liên kết, Viện Châu Âu, tập đoàn Pinggao và các đơn vị khác đã cùng thực hiện nghiên cứu kỹ thuật về vật liệu tiếp xúc điện mới dựa trên đồng biến tính graphene, và thực hiện hợp tác quốc tế dựa trên Viện Châu Âu và Đại học Manchester, Vương quốc Anh.Giúp cải thiện hiệu suất của bộ ngắt mạch điện áp cao.
Nhóm làm việc cùng nhau để giải quyết một số vấn đề kỹ thuật
Sự cải thiện hiệp lực của khả năng chống cắt hồ quang và khả năng chống ma sát và mài mòn là chìa khóa để sản xuất hàng loạt các tiếp điểm điện hiệu suất cao.Việc nghiên cứu vật liệu tiếp xúc điện cao áp ở nước ngoài đã bắt đầu sớm hơn, công nghệ cũng tương đối hoàn thiện, nhưng công nghệ cốt lõi vẫn chưa đến được với nước ta.Trên cơ sở một số dự án khoa học và công nghệ của công ty, nhóm dự án phối hợp với khả năng NC&PT ở nước ngoài, xác minh thử nghiệm kiểu nhóm công nghiệp và trình diễn ứng dụng của các công ty điện lực tỉnh, thành lập một nhóm khoa học và công nghệ trẻ với “80 "xương sống làm cơ quan chính.
Các thành viên chủ chốt của nhóm đã bám rễ vào tuyến đầu R & D trong giai đoạn R & D của cơ chế vật chất và quá trình chuẩn bị;Trong giai đoạn sản xuất thử, công ty đóng quân tại nhà sản xuất để giải quyết các vấn đề kỹ thuật tại chỗ, cuối cùng đã vượt qua khó khăn về cân đối giữa tính chất nguyên liệu, thành phần, cơ cấu tổ chức và quy trình chuẩn bị, đồng thời tạo ra bước đột phá trong công nghệ chủ chốt. cải thiện hiệu suất vật liệu;Trong giai đoạn thử nghiệm điển hình, tôi ở lại trạm thử nghiệm điện áp cao nhóm Pinggao, thảo luận với trung tâm công nghệ tập đoàn Pinggao và nhóm R&D trạm điện cao thế nhiều lần, gỡ lỗi liên tục, và cuối cùng đạt được một bước nhảy vọt về chất lượng về khả năng phá vỡ của cao điện áp cao hiện tại máy cắt tuổi thọ điện.
Với những nỗ lực không ngừng, nhóm nghiên cứu đã thu được thành công hệ thống công thức của vật liệu tiếp xúc điện composite nền đồng được gia cố bằng graphene hiệu suất cao, phá vỡ các công nghệ quan trọng của vật liệu tiếp xúc điện graphene trong quy trình thiết kế định hướng và quá trình đúc tích hợp thiêu kết kích hoạt, và hiện thực hóa công nghiệp chuẩn bị vật liệu tiếp xúc điện biến đổi graphene đa mô hình.Lần đầu tiên, nhóm nghiên cứu đã phát triển tiếp xúc điện bằng hợp kim vonfram đồng biến tính bằng graphene cho cầu dao lưu huỳnh hexafluoride hướng tới 252kV trở lên.Các chỉ số hiệu suất chính như độ dẫn điện và độ bền uốn tốt hơn so với các sản phẩm đang hoạt động, cải thiện đáng kể tuổi thọ điện của bộ ngắt mạch cao áp đang hoạt động, lấp đầy khoảng cách kỹ thuật trong lĩnh vực vật liệu tiếp xúc điện của công tắc điện cao áp được cải tiến bằng graphene , Nó nâng cao trình độ nghiên cứu và phát triển độc lập của công ty đối với các tiếp điểm điện chuyển mạch công suất lớn và dòng điện cao, đồng thời giúp đảm bảo sự vận hành an toàn và đáng tin cậy của hệ thống điện.
Kết quả của dự án hỗ trợ thiết kế độc lập và ứng dụng nội địa hóa của bộ ngắt mạch
Từ ngày 29-31 tháng 10 năm 2020, theo phương án kiểm định tối ưu do Viện nghiên cứu chung và Tập đoàn Pinggao lập sau nhiều lần thảo luận, máy cắt SF6 loại cột hở 252kV / 63kA mới của tập đoàn Pinggao dựa trên tiếp điểm điện đã đạt được thành công 20 lần. của khả năng phá vỡ hoàn toàn một lần.Zhong Jianying, kỹ sư trưởng của tập đoàn Pinggao cho biết: "Theo ý kiến của nhóm chuyên gia nghiệm thu dự án, công nghệ tổng thể của dự án đã đạt trình độ tiên tiến quốc tế, các chỉ tiêu kỹ thuật chính đạt trình độ hàng đầu quốc tế. Chỉ bằng Tạo đột phá trong công nghệ cốt lõi, chúng ta có thể giúp các doanh nghiệp kiểm soát tốt hơn chi phí và đảm bảo nguồn cung cấp nguyên liệu chính. Trong tương lai, chúng ta nên tiếp tục tăng cường nghiên cứu về hệ thống kỹ thuật và thúc đẩy sự chuyển đổi công nghiệp của các thành tựu nghiên cứu khoa học. "
Thành tựu này hỗ trợ mạnh mẽ cho việc thiết kế, phát triển và ứng dụng độc lập trong nước của máy cắt trụ sứ 252kV với dòng ngắt ngắn mạch danh định là 63kA và dòng điện danh định là 6300A của tập đoàn Pinggao.Máy cắt loại cực 252kV / 63kA có nhu cầu thị trường lớn và vùng phủ rộng.Việc phát triển thành công loại cầu dao này góp phần quan trọng trong việc phát triển hơn nữa thị trường cầu dao trong nước và nước ngoài, góp phần nâng cao sức mạnh R & D và trình độ kỹ thuật của công ty trong lĩnh vực thiết bị đóng cắt cao cấp. , và có lợi ích kinh tế và xã hội tốt.
Nhu cầu thị trường của các tiếp điểm điện cao thế ở Trung Quốc là khoảng 300000 bộ mỗi năm, và tổng doanh số thị trường hàng năm là gần 1,5 tỷ nhân dân tệ.Vật liệu tiếp xúc điện cao thế mới có triển vọng thị trường rộng rãi trong tương lai phát triển lưới điện.Hiện tại, các thành tựu của dự án đã đạt được ý định hợp tác và chuyển đổi với Pinggao, Xikai, taikai và các doanh nghiệp thiết bị chuyển mạch điện cao thế khác, tạo nền tảng cho việc ứng dụng trình diễn tiếp theo và quảng bá quy mô lớn trong lĩnh vực siêu cao áp và siêu truyền tải và biến đổi điện năng cao áp.Nhóm dự án sẽ tiếp tục tập trung vào lĩnh vực khoa học và công nghệ năng lượng và điện, không ngừng tăng cường đổi mới và thực hành, đồng thời tiếp tục thúc đẩy nghiên cứu và phát triển độc lập và ứng dụng nội địa hóa các vật liệu cốt lõi cho thiết bị điện cao cấp.
Thời gian đăng bài: Jul-08-2021