Els fabricants de GCB xinesos han desenvolupat conjunts complets per a aplicacions d'unitats de 1GW.

Recentment, un fabricant de circuit-interruptors per generadors de la Xina ha desenvolupat amb èxit circuit-interruptors per generadors per a unitats d'energia hidràulica i tèrmica de 1.000 MW, que han passat l'avaluació i acceptació del grup. El seu rendiment integral ha assolit el nivell líder internacional, omplint el buit domèstic. Aquest és un altre gran assalt després que el grup hagués dominat la tecnologia per a conjunts de circuit-interruptors de generadors de gran capacitat per a unitats de 400 MW, 600 MW i 800 MW, marcant que els fabricants de circuit-interruptors per generadors de la Xina han superat un altre problema tècnic clau "embolic" i han fet contribucions importants a la localització de l'equipament tècnic major de la Xina.

Ascendir al Cim de la Recerca Científica, Sense Parar mai

Un circuit-interruptor per generador és un circuit-interruptor d'alta corrent instal·lat entre la sortida del generador i el transformador. Es fa servir principalment per protegir generadors i transformadors, puguent millorar eficientment la seguretat del sistema, facilitar la comissió i manteniment, i portar beneficis econòmics significatius. No obstant això, la tecnologia de fabricació d'aquest equipament de gama alta ha estat dominada per empreses estrangeres durant molt temps, i el país gasta una quantitat gran en divises en importacions cada any. Per realitzar la localització de l'equipament major i superar problemes tècnics nuclears, des del 2008, el fabricant xinès de circuit-interruptors per generadors va decidir desenvolupar productes de circuit-interruptors per generadors conjuntament amb molts grups.

Després d'anys d'investigació i desenvolupament penosos, el 2011 i 2012, el fabricant xinès de circuit-interruptors per generadors va completar amb èxit el desenvolupament de circuit-interruptors per generadors per a unitats de 600 MW i 800 MW respectivament; el 2018, va desenvolupar amb èxit circuit-interruptors per generadors per a unitats de 400 MW, inicialment realitzant la serialització del producte i acumulant experiència efectiva per dominar tecnologies més elevades.

Segons els paràmetres de configuració del sistema per a unitats de 1.000 MW, el circuit-interruptor per generador hauria de complir el requisit d'una corrent de ruptura de curcuit curt-circuit nominal de 170 kA. "No hem aturat mai d'ascendir al cim de la recerca científica, i l'equip tècnic ha de continuar endavant amb el desenvolupament de circuit-interruptors per generadors per a unitats de 1.000 MW," va dir el cap del projecte. Per tant, a partir del 2018, l'equip del projecte va iniciar l'assalt de circuit-interruptors de 170 kA.

Com en la fabricació d'altres equips, el procés de desenvolupament del producte ha de passar per disseny, prova de producció, proves i altres esllaços. No obstant això, per a l'equipament major clau, cada esllac està ple d'embolics. Sense reserves tècniques contínues i un fort equip de projecte, és extremadament difícil completar l'assalt de tecnologies clau nuclears.

Per això, el fabricant xinès de circuit-interruptors per generadors ha augmentat continuament la inversió tècnica i la formació de talents, ha donat plena expressió a la seva profunda acumulació tècnica de més d'uns 60 anys en el camp de la fabricació d'equipament de transmissió i distribució d'electricitat, ha exercit constantment les seves avantatges de recursos i talents, i s'ha assumit resolutament la tasca important de recercar i desenvolupar circuit-interruptors de generadors de 170 kA. Des del disseny a la simulació (incloent la ruptura, l'elevació de temperatura, mecànica, aïllament, etc.), fins al control estricto dels materials, tecnologia de processament i tecnologia d'ensamblatge de components clau, van avançar valentment i mai no van abandonar. Amb els esforços conjunts i la cooperació sincera de totes les parts, finalment van aconseguir aquesta "os forta".

Dominar Tecnologies Clau, Persistir

En comparació amb el circuit-interruptor per generador per a unitats de 800 MW, el producte de 170 kA té una corrent de ruptura més gran i ha de complir el control i protecció de unitats de 1.000 MW en grans centrals elèctriques. No només s'ha millorat el nivell del producte, sinó que també s'ha incrementat exponencialment la dificultat de R&D. "Però no hi ha experiència per referència a la Xina, i només un nombre molt reduït d'empreses estrangeres domina aquesta tecnologia nuclear, fent la recerca i disseny extremadament difícils," va dir el dissenyador.

Els paràmetres del circuit-interruptor de generador de 170 kA sovint són diverses vegades els dels circuit-interruptors de línia, que són el punt clau i difícil en la R&D de circuit-interruptors de generadors de gran capacitat. La corrent nominal és un paràmetre important per a la fiabilitat operativa a llarg termini del producte, que necessita resoldre diversos problemes exposats en entorns de temperatures altes com l'elevació de temperatura del conductor i l'envelleciment de l'aïllament. 

Durant el procés de ruptura de curcuit curt-circuit nominal, es genera plasma d'arc de temperatura extremadament alta entre els contactes. La temperatura entre els contactes necessita baixar a una certa temperatura en uns pocs microsegons quan la corrent travessa zero, que és una condició necessària perquè el circuit-interruptor rompa, i la seva dificultat és molt alta. Al mateix temps, el plasma d'arc de temperatures de deus milers de graus entre els contactes també causa una abrasió severa de diversos components en la cambra d'extinció d'arc. Per tant, com dissenyar i protegir cada component contra l'abrasió també és un problema complicat. 

Per complir la dissipació d'energia d'arc de la corrent de curt-circuit de 170 kA, es requereix un disseny innovador integral de la cambra d'extinció d'arc. No obstant això, el procés de ruptura és un procés transitori que involucra l'acoblament i superposició multi-camp. La acumulació tècnica en l'indústria nacional i internacional és molt limitada, i hi ha falta d'experiència en la recerca d'arcs de corrent ultra-gran i mecanismes d'extinció d'arc. Els actuals mètodes de disseny només poden proporcionar algunes referències i no poden aconseguir un disseny quantitatiu. En la prova de la corrent de pic de suport nominal, la força elèctrica generada per la corrent ultra-gran és una gran prova per a la resistència, el rendiment del contacte elèctric i l'estructura de transmissió dels components. Per això, l'equip del projecte va invertir molt de temps en R&D i persistí. "Després d'optimització i millora repetides i diverses rondes de recerca i prova, el pla de R&D i disseny es va determinar finalment," van dir els membres de l'equip del projecte.

Endur-se'l al Límit de Prova, Avançant amb Un Únic Momentum

"Fins i tot si no hi ha condicions, hem de crear-les per avançar." Durant més de 60 anys, han estat avançant sense parar. Quan més difícils són les circumstàncies, més avancen, i no pararan fins a arribar al seu objectiu. Han creat innumerables miracles industrials, han omplert molts buits nacionals i han posat les bases per al desenvolupament dels interruptors de circuit de generadors de 170kA. Un cop es va determinar el pla de recerca i desenvolupament, el producte va entrar oficialment en la fase de proves de producció.

Com que els paràmetres de corrent de l'interruptor de circuit de generador són diverses vegades superiors als dels productes d'interruptor convencionals, la seva mida radial és molt més gran que la dels productes convencionals. No només cal satisfer els requisits de rendiment, sinó també assegurar la precisió en la fabricació i processament, el que suposa nous reptes en la fabricació, instal·lació i ajust dels productes d'interruptor de circuit de generador. L'equip de proves de producció necessita superar dificultats sense precedents i adoptar una combinació de diversos processos per completar aquesta tasca.

En aquell moment, era un període crític de control de l'epidèmia a nivell nacional. Moltes empreses auxiliars estaven tancades, el que feia que els cicles de processament de les peixes fossin més llargs. Per reduir l'impacte de l'epidèmia en el progrés general del projecte, els membres del partit a l'equip del projecte van prendre l'iniciativa activament, van competir contra el temps, treballaren hores extra per revisar el pla i millorar els dibuixos, guanyant temps valuós per al progrés del projecte.

En la fase de prova, la realització de la prova de ruptura va ser un altre punt clau. Després de cada prova, el prototip recuperat tenia restes de gasos i polsim irritants, però els membres de l'equip del projecte ignoraren aquests elements i van anar immediatament al lloc de desmuntatge per comprovar l'estat del prototip després de l'ablatzio de corrent elevada, obtenir dades de primera mà i proporcionar una base per a millores posteriors; l'equip del projecte va escoltar extensament les opinions dels experts, va analitzar continuament diversos factors influents en la prova, va combinar orgànicament els resultats de la prova amb càlculs de simulació, i va formular una sèrie de plans tècnics i de prova.

Des de no tenir cap punt de ruptura al principi fins a la aparició de punts de ruptura, des de tenir punts de ruptura fins a assolir la ruptura en tot el rang, des de proves directes a proves sintètiques, després de diverses rondes d'investigació i optimització del pla, finalment es va trencar el coll d'ampolla que retenia el projecte. Alhora, s'han superat molts problemes com el commutació de corrents de curtcircuït de capacitat ultra-gran, la conducció de corrents contínues ultra-grans a llarg termini, i la fabricació i processament de components clau, i s'han aconseguit noves aportacions i innovacions en el camp del disseny, fabricació i muntatge d'equips majors nacionals. A més, en el procés de desenvolupament del producte, s'ha format un equip fort de talents tècnics, posant una base sólida perquè el grup assumisqui el lideratge de l'indústria en camps tècnics centrals com els interruptors de circuit de generadors de gran capacitat a China.

Realitzant el desenvolupament en sèrie, entrant a la vanguardia

De 2008 a 2021, en més de 10 anys, van avançar malgrat les dificultats i persistiren. No només van completar la localització en sèrie dels conjunts d'interruptors de circuit de generador, sinó que també van millorar el nivell de recerca en el camp de la ruptura de corrents de gran capacitat i tecnologia d'extinció d'arc, i van aconseguir milloraments significatius en els mètodes de recerca i desenvolupament i els processos de fabricació de grans mecanismes d'interruptor.

Alhora, els conjunts d'interruptors de circuit de generador de la marca han estat aplicats amb èxit a projectes nacionals clau com Xiangjiaba, Xiluodu i Wudongde, fent contribucions importants per a avançar en el procés de localització d'equips majors nacionals. El 2019, els interruptors de circuit de generador de gran capacitat del fabricant chiner d'interruptors de circuit de generador van ser exportats per primera vegada al estranger, ingressant amb èxit al mercat internacional.

● 2008: Va iniciar-se el desenvolupament de conjunts d'interruptors de circuit de generador de gran capacitat per a unitats de 600MW;

● 2011: Els conjunts d'interruptors de circuit de gran capacitat per a unitats de 600MW van completar totes les proves de tipus al Centre Nacional de Supervisió i Inspecció de Qualitat d'Equips Elèctrics d'Alta Tensió, marcant que la Xina havia entrat oficialment en l'era de la recerca i desenvolupament de conjunts d'interruptors de protecció de generadors de gran capacitat, fent de la Xina un dels poques països del món que produeixen equips d'alta gama;

● 2012: Els conjunts d'interruptors de circuit de gran capacitat per a unitats de 800MW van completar totes les proves de tipus al Centre Nacional de Supervisió i Inspecció de Qualitat d'Equips Elèctrics d'Alta Tensió;

● 2017: Es va iniciar el desenvolupament en sèrie dels conjunts d'interruptors de circuit de generador, i el 2018 es van desenvolupar amb èxit els interruptors de circuit de gran capacitat per a unitats de 400MW, fent que la sèrie de productes d'interruptors de circuit de generador del grup fos més completa;

● 2021: Es va completar el desenvolupament dels interruptors de circuit de gran capacitat per a unitats hidroelèctriques i tèrmiques de 1.000MW, entrant en un camp més avantatjat.

El fabricant xinès d'interruptors de circuit de generador sempre recordarà les "qüestions majors que afecten al país", accelerarà la "construcció d'una font d'origen de tecnologia original i un líder en la cadena industrial moderna", esforçar-se per convertir-se en un proposer de demanda, un organitzador d'innovació, un proveïdor de tecnologia i un usuari del mercat per a l'innovació i tecnologies originals i centrals, agafarà l'iniciativa en el progrés tecnològic i industrial, continuarà liderant el desenvolupament de l'indústria de transmissió i distribució d'energia, i farà les contribucions corresponents per garantir la seguretat energètica i el subministrament d'electricitat de la Xina.