مصنعي GCB الصينيون طوروا مجموعات كاملة لتطبيقات الوحدات بقدرة 1 جيجاوات

مؤخراً، نجح مصنع صيني لقواطع الدائرة الكهربائية للمولدات في تطوير قواطع دائرة كهربائية لمولدات ذات طاقة 1000 ميغاوات للوحدات الكهرومائية والحرارية، والتي تم تقييمها وقبولها من قبل المجموعة. وقد بلغ أداء هذه القواطع المستوى الرائد دولياً، مما ساهم في تغطية الفجوة المحلية. هذا يعد اختراقاً آخر يلي إتقان المجموعة للتكنولوجيا الخاصة بقواطع الدائرة الكاملة للوحدات ذات الطاقات 400 ميغاوات و600 ميغاوات و800 ميغاوات، مما يشير إلى أن الشركات الصينية لصناعة قواطع الدائرة للمولدات قد تغلبت على مشكلة تقنية رئيسية أخرى وأسهمت بشكل مهم في التوطين للتكنولوجيا الرئيسية في الصين.

الصعود إلى قمة البحث العلمي، دون توقف

قطعة الدائرة للمولد هي قاطعة دارة ذات تيار عالي يتم تركيبها بين مخرج المولد والمتحول. وتستخدم أساساً لحماية المولدات والمتحولات، مما يمكن من تحسين سلامة النظام والتيسير على التشغيل والصيانة، مع جلب فوائد اقتصادية كبيرة. ومع ذلك، كانت تكنولوجيا تصنيع هذا النوع من المعدات عالية الجودة تحت سيطرة الشركات الأجنبية لفترة طويلة، مما يجعل البلاد تنفق كميات كبيرة من العملات الأجنبية سنوياً على الاستيراد. لتحقيق التوطين للمعدات الرئيسية وكسر المشكلات التقنية الأساسية، منذ عام 2008، قررت الشركة الصينية لصناعة قواطع الدائرة للمولدات العمل مع العديد من المجموعات المشتركة على تطوير منتجات قواطع الدائرة للمولدات.

بعد سنوات من البحث والتطوير الشاق، في عامي 2011 و2012، نجحت الشركة الصينية لصناعة قواطع الدائرة للمولدات في إكمال تطوير قواطع الدائرة للمولدات للوحدات ذات الطاقة 600 ميغاوات و800 ميغاوات على التوالي؛ وفي عام 2018، نجحت في تطوير قواطع الدائرة للمولدات للوحدات ذات الطاقة 400 ميغاوات، مما حقق التسلسل الأولي للمنتج وتراكمت خبرة فعالة لإتقان تقنيات أكثر تقدماً.

وفقاً لأعداد الإعدادات البارامترية لنظام الوحدات ذات الطاقة 1000 ميغاوات، يجب أن تلبي قاطعة الدائرة للمولد متطلبات التيار القصير المقنن البالغ 170 كيلو أمبير. "لم نتوقف عن الصعود إلى قمة البحث العلمي، ويجب على الفريق الفني أن يستمر في التقدم في تطوير قواطع الدائرة للمولدات للوحدات ذات الطاقة 1000 ميغاوات"، قال القائد المسؤول عن المشروع. وبالتالي، بدءاً من عام 2018، بدأ الفريق بإطلاق تحدي قواطع الدائرة ذات 170 كيلو أمبير.

كما هو الحال مع صناعة المعدات الأخرى، يجب أن يمر عملية تطوير المنتج بالتصميم والإنتاج التجريبي والاختبار وغيرها من الروابط. ولكن بالنسبة للمعدات الرئيسية والرئيسية، كل رابط مليء بالتحديات. بدون احتياطي تقني مستمر وفريق مشروع قوي، يكون من الصعب جداً إكمال تحدي التقنيات الأساسية الرئيسية.

لهذا السبب، استمرت الشركة الصينية لصناعة قواطع الدائرة للمولدات في زيادة الاستثمار التقني وتدريب المواهب، واستغلت تراكمها التقني العميق لأكثر من ستين عامًا في مجال تصنيع معدات النقل والتوزيع الكهربائي، واستمرت في استخدام مزاياها في الموارد والمواهب، وقبلت بشكل حازم مهمة تطوير قواطع الدائرة ذات 170 كيلو أمبير. من التصميم إلى المحاكاة (بما في ذلك القطع، والارتفاع الحراري، والهندسة الميكانيكية والعزل وغيرها)، إلى السيطرة الصارمة على المواد وتقنية المعالجة والتجميع للأجزاء الرئيسية، تقدموا بشجاعة ولم يتراجعوا أبداً. وبفضل الجهود المشتركة والتعاون الصادق من جميع الأطراف، نجحوا أخيراً في تجاوز هذا "العظم الصعب".

إتقان التقنيات الرئيسية، والثبات في التقدم

مقارنة بقطع الدائرة للمولدات ذات الطاقة 800 ميغاوات، فإن المنتج ذو 170 كيلو أمبير يتمتع بتيار قطع أكبر ويجب أن يلبي متطلبات التحكم والحماية للوحدات ذات الطاقة 1000 ميغاوات في محطات الطاقة الكبيرة. ليس فقط تحسن مستوى المنتج، بل زادت صعوبة التطوير أيضاً بشكل كبير. "لكن لا يوجد تجربة يمكن الاسترشاد بها في الصين، وهناك عدد قليل جداً من الشركات الأجنبية التي تمتلك هذه التقنية الأساسية، مما يجعل التطوير والتصميم صعباً للغاية"، قال المصمم.

غالباً ما تكون معلمات قاطعة الدائرة ذات 170 كيلو أمبير عدة مرات تلك الخاصة بقطع الدائرة الخطية، وهذا هو نقطة الصعوبة الرئيسية في تطوير قواطع الدائرة ذات الطاقة الكبيرة للمولدات. يعتبر التيار المقنن أحد المعلمات الهامة لموثوقية تشغيل المنتج على المدى الطويل، والذي يحتاج إلى حل مختلف المشاكل التي تتعرض لها في البيئات ذات درجات الحرارة العالية مثل ارتفاع درجة حرارة الموصل وتقدم العمر للعزل.

خلال عملية القطع عند حدوث تيار قصير مقنن، يتم إنتاج بلازما قوس شديدة الحرارة بين نقاط الاتصال. يجب أن تنخفض درجة الحرارة بين نقاط الاتصال إلى درجة معينة خلال بضع ميكروثانية عندما يعبر التيار الصفر، وهذا هو الشرط الأساسي لقطع الدائرة، وصعوبته عالية جداً. في الوقت نفسه، تقوم البلازما الشديدة الحرارة بآلاف الدرجات بين نقاط الاتصال بتآكل شديد للأجزاء المختلفة داخل غرفة إخماد القوس. لذلك، كيف يمكن تصميم وحماية كل جزء ضد التآكل هو أيضاً مشكلة صعبة.

للتغلب على تشتت طاقة القوس الكهربائي لتيار قصير مقنن يبلغ 170 كيلو أمبير، يتطلب الأمر تصميماً متكاملاً ومبدعاً لغرفة إخماد القوس. ومع ذلك، تعتبر عملية القطع عملية مؤقتة تشمل تداخل وتراكب المجالات المتعددة. التراكم التقني في هذا المجال محلياً وعالمياً محدود للغاية، ونقص الخبرة في البحث حول الأقواس الكهربائية ذات التيار الكبير والآليات لإخماد القوس. الطرق الحالية للتصميم يمكن أن توفر بعض المرجعية ولكنها لا تستطيع تحقيق التصميم الكمي. في اختبار التحمل الحالي الذروة المقنان، القوة الكهربائية التي تنتجها التيار الضخم هي اختبار كبير للقوة والأداء الكهربائي والبنية النقلية للأجزاء. لهذا السبب، استثمر الفريق الكثير من الوقت في البحث والتطوير وواصل الثبات. "بعد التحسين والتكرار المتكرر والبحث والاختبار في عدة جولات، تم تحديد الخطة النهائية للبحث والتطوير والتصميم"، قال أعضاء الفريق.

تحدي حد الاختبار، التقدم بزخم واحد

"حتى لو لم تكن هناك شروط، يجب أن نخلق الشروط للتقدم." على مدى أكثر من 60 عامًا، استمروا في التقدم. كلما كانت الأمور أصعب، زادوا في التقدم، ولن يتوقفوا حتى يصلوا إلى هدفهم. لقد خلقوا معجزات صناعية لا حصر لها، ملأوا العديد من الثغرات المحلية، وأعدوا الأرض الخصبة لتطوير قواطع الدائرة للمولدات بسعة 170 كيلو أمبير. بعد تحديد خطة البحث والتطوير، دخل المنتج مرحلة التجربة الإنتاجية.

نظرًا لأن معلمات التيار لقاطع دائرة المولد أكبر عدة مرات من منتجات المقابس التقليدية، فإن حجمه الراديوسي أكبر بكثير من المنتجات التقليدية. ليس فقط يجب أن يلبي متطلبات الأداء، ولكن أيضًا ضمان دقة التصنيع والتصنيع، مما يشكل تحديات جديدة لتصنيع وتثبيت وضبط منتجات قواطع دوائر المولدات. يحتاج فريق التجربة الإنتاجية إلى التغلب على الصعوبات غير المسبوقة واعتماد مجموعة متنوعة من العمليات لإكمال هذه المهمة.

في هذا الوقت، كان فترة حرجة للوقاية والسيطرة على الوباء الوطني. تم إغلاق العديد من الشركات الداعمة، مما أدى إلى زيادة دورة المعالجة للأجزاء. لتقليل تأثير الوباء على التقدم العام للمشروع، قام الأعضاء الحزبيون في فريق المشروع بأخذ المبادرة بشكل نشط، سباق ضد الزمن، العمل الإضافي لتحديث الخطة وتحسين الرسومات، فازوا بوقت ثمين للتقدم في المشروع.

في مرحلة الاختبار، أصبح تنفيذ اختبار الفصل نقطة أخرى مهمة. بعد كل اختبار، سيكون للنموذج المسترد بعض الغازات المزعجة والغبار المتبقية، لكن أعضاء فريق المشروع غضوا النظر عن ذلك وهرعوا على الفور إلى موقع الفك للتحقق من حالة النموذج بعد التآكل بالتيار العالي، الحصول على البيانات الأولية، وتوفير أساس للتحسينات اللاحقة؛ استمع فريق المشروع على نطاق واسع إلى آراء الخبراء، واصل تحليل مختلف العوامل المؤثرة في الاختبار، دمج نتائج الاختبار مع حسابات المحاكاة، ووضع سلسلة من الخطط التقنية وخطة الاختبار.

من عدم وجود نقطة فصل في البداية إلى ظهور نقاط الفصل، ومن وجود نقاط الفصل إلى تحقيق الفصل الكامل النطاق، ومن الاختبارات المباشرة إلى الاختبارات التركيبية، بعد عدة دورات من البحث والاختبار وإعادة تحسين الخطة، تم كسر العقبة التي تحد من المشروع في النهاية. وفي الوقت نفسه، تم التغلب على العديد من المشاكل مثل التحويل لتيار قصير سعة كبيرة جدًا، الحمل الطويل للتيار المستمر السعة الكبيرة جدًا، وتصنيع ومعالجة المكونات الرئيسية، وتم إحراز تقدم وابتكارات جديدة في مجال تصميم وتصنيع وتجميع المعدات الوطنية الكبرى. بالإضافة إلى ذلك، أثناء عملية تطوير المنتج، تم تكوين فريق قوي من المواهب التقنية، مما وضع أساسًا متينًا للمجموعة ليقود الصناعة في المجالات التقنية الأساسية مثل قواطع الدائرة للمولدات السعة الكبيرة في الصين.

تنفيذ التطوير المتسلسل، دخول طليعة

من 2008 إلى 2021، على مدى أكثر من 10 سنوات، تقدموا رغم الصعوبات وواصلوا الاستمرار. ليس فقط أكملوا التوطين المتسلسل لقوائم قواطع الدائرة للمولدات، بل أيضًا رفعوا مستوى البحث في مجال تقنية الفصل والطفاء للتيار السعة الكبيرة، وحققوا تحسينات كبيرة في طرق البحث والتطوير وعمليات التصنيع للقواطع الكبيرة.

وفي الوقت نفسه، تم تطبيق قوائم قواطع الدائرة للمولدات التابعة للعلامة التجارية بنجاح في المشاريع الوطنية الرئيسية مثل شيانتشيابا وسيلوودو ووودونغدي، مما أسهم في تعزيز عملية التوطين للمعدات الوطنية الكبرى. في عام 2019، تم تصدير قواطع الدائرة للمولدات السعة الكبيرة من الشركة المصنعة الصينية لأول مرة إلى الخارج، ودخلت السوق الدولية بنجاح.

● 2008: إطلاق تطوير قوائم قواطع الدائرة للمولدات السعة الكبيرة لوحدات 600 ميجاوات؛

● 2011: أكملت قوائم قواطع الدائرة للمولدات السعة الكبيرة لوحدات 600 ميجاوات جميع الاختبارات النوعية في مركز الرقابة والتقييم الجودة للعتاد الكهربائي عالي الجهد الوطني، مما يشير إلى أن الصين دخلت رسميًا عصر البحث والتطوير لقوائم قواطع الدائرة للمولدات السعة الكبيرة، مما يجعل الصين واحدة من الدول القليلة في العالم التي تنتج المعدات عالية المستوى؛

● 2012: أكملت قوائم قواطع الدائرة للمولدات السعة الكبيرة لوحدات 800 ميجاوات جميع الاختبارات النوعية في مركز الرقابة والتقييم الجودة للعتاد الكهربائي عالي الجهد الوطني؛

● 2017: بدأت عملية التطوير المتسلسل لقوائم قواطع الدائرة للمولدات، ونجحت في تطوير قواطع الدائرة للمولدات السعة الكبيرة لوحدات 400 ميجاوات في عام 2018، مما جعل منتجات قواطع الدائرة للمولدات لدى المجموعة أكثر اكتمالاً؛

● 2021: أكملت تطوير قواطع الدائرة للمولدات السعة الكبيرة لوحدات 1000 ميجاوات للطاقة المائية والحرارية، دخلت مجالًا أعلى.

ستظل الشركة المصنعة الصينية لقواطع الدائرة للمولدات تتذكر دائمًا "المشاكل الكبرى المتعلقة بالدولة"، وتعجل بـ "بناء مصدر للتكنولوجيا الأصلية وقائد في سلسلة الصناعة الحديثة"، وتحاول أن تصبح مقترحًا للطلب، منظمًا للابتكار، مزودًا للتكنولوجيا، ومستخدمًا للسوق للابتكار الأصلي والتكنولوجيات الأساسية، تمسك المبادرة في التقدم التكنولوجي والتنمية الصناعية، واصلة قيادة تطور صناعة نقل وتوزيع الطاقة، وتقديم مساهمات مستحقة لضمان أمن الطاقة والطاقة في الصين.