Kínai GCB gyártók fejlesztettek ki teljes rendszereket 1GW-es egység alkalmazásokhoz.

Egy kínai generátorbontó gyártó nemrég sikeresen kifejlesztette a 1000 MW-os vízi- és hőerőművi egységek számára szánt generátorbontókat, amelyek sikeresen átmentek a csoport értékelésén és elfogadásán. Teljesítményük elérte a nemzetközi csúcs szintjét, ezzel betöltve egy hazai hézagot. Ez egy újabb jelentős áttörés azután, hogy a csoport elsajátította a nagy kapacitású generátorbontó teljes berendezések technológiáját 400 MW, 600 MW és 800 MW-os egységekhez, jelezve, hogy a kínai generátorbontó gyártók ismét legyőztek egy kulcsfontosságú „szűk keresztmetszet” technikai problémát, és fontos hozzájárulást tettek Kína főbb műszaki felszereléseinek helyi gyártásához.

Tudományos kutatás csúcsának megmászása, soha nem állhat meg

A generátorbontó egy nagyáramú megszakító, amelyet a generátor kimenete és a transzformátor közé szerelnek be. Főleg a generátorok és transzformátorok védelmére szolgál, hatékonyan javítja a rendszer biztonságát, megkönnyíti a üzembe helyezést és karbantartást, jelentős gazdasági előnyöket biztosítva. Ennek a felső kategóriás felszerelésnek a gyártástechnológiáját azonban hosszú ideig külföldi vállalatok uralták, és az ország minden évben jelentős devizát költött az importra. A főbb berendezések helyi gyártásának megvalósítása és a magkeresztmetszet technológiai kérdések leküzdése érdekében 2008 óta a kínai generátorbontó gyártó úgy döntött, hogy közösen fejleszti ki a generátorbontó termékeket számos csoporttal.

Évekig tartó kemény fejlesztés után 2011-ben és 2012-ben a kínai generátorbontó gyártó sikeresen befejezte a 600 MW-os és 800 MW-os egységek számára szánt generátorbontók fejlesztését; 2018-ban pedig sikeresen kifejlesztette a 400 MW-os egységekhez való generátorbontókat, kezdetben megvalósítva a termék sorozatosítását, és hatékony tapasztalatot gyűjtve a magasabb szintű technológiák elsajátításához.

A 1000 MW-os egységek rendszerparamétereinek beállításai szerint a generátorbontónak meg kell felelnie a 170 kA névleges rövidzárlati megszakítási áram követelményének. „Nem állhatunk meg a tudományos kutatás csúcsának megmászásában, a technikai csapatnak továbbra is haladnia kell a 1000 MW-os egységek generátorbontóinak fejlesztésével”, mondta a projekt vezetője. Ezért 2018-tól a projektcsoport elindította a 170 kA-os generátorbontók fejlesztését.

Más felszerelésekhez hasonlóan a termékfejlesztési folyamatnak tervezésen, próbagyártáson, tesztelésen stb. keresztül kell mennie. Azonban a főbb kulcsfontosságú berendezések esetében minden szakasz tele van kihívásokkal. Folyamatos technológiai tartalékok és erős projektcsoport nélkül rendkívül nehéz lenne a kulcsmag technológiák fejlesztését befejezni.

Ennek érdekében a kínai generátorbontó gyártó folyamatosan növelte technológiai befektetéseit és szakemberképzését, kihasználta több mint 60 éves mély technikai felhalmozódását az átviteli és elosztó berendezések gyártása terén, folyamatosan kamatoztatta erőforrás- és szakemberelőnyeit, és határozottan vállalta a 170 kA-os generátorbontók kutatásának és fejlesztésének fontos feladatát. A tervezéstől a szimulációig (megszakítás, hőmérséklet-emelkedés, mechanika, szigetelés stb.), a kulcsfontosságú alkatrészek anyagának, feldolgozási technológiájának és összeszerelési technológiájának szigorú ellenőrzéséig bátran haladtak előre, soha nem adták fel. Minden érintett fél közös erőfeszítése és őszinte együttműködése révén végül sikerült legyőzniük ezt a „nehéz csontot”.

Kulcstechnológiák elsajátítása, kitartás

A 800 MW-os egységek generátorbontójához képest a 170 kA-os termék nagyobb megszakítási árammal rendelkezik, és meg kell felelnie a nagy erőművek 1000 MW-os egységeinek vezérlési és védelmi követelményeinek. Nemcsak a termék szintje emelkedett, hanem a kutatás-fejlesztés nehézsége is exponenciálisan nőtt. „De Kínában erre nincs példa, és csak nagyon kevés külföldi vállalat rendelkezik ezzel a magtechnológiával, ami a kutatást és tervezést rendkívül nehézzé teszi”, mondta a tervező.

A 170 kA-os generátorbontó paraméterei gyakran többszörösei a vonali megszakítókénak, ami a nagy kapacitású generátorbontók kutatásának kulcsa és nehézsége. A névleges áram fontos paraméter a termék hosszú távú működési megbízhatóságához, amelyhez meg kell oldani a vezetők hőmérséklet-emelkedéséből és szigetelés öregedéséből eredő különféle problémákat magas hőmérsékletű környezetben.

A névleges rövidzárlati megszakítás folyamata során rendkívül magas hőmérsékletű ívplazma keletkezik az érintkezők között. Az érintkezők közötti hőmérsékletnek néhány mikroszekundumon belül nullára kell csökkennie az áram nullátmeneténél, ami a megszakító megszakításának szükséges feltétele, és ez rendkívül nehéz. Ugyanakkor a tízezernyi fokos hőmérsékletű plazma az ívoltó kamrában lévő különféle alkatrészek súlyos elhasználódását is okozza. Ezért az egyes alkatrészek elhasználódással szembeni tervezése és védelme is bonyodalmas probléma.

A 170 kA-os rövidzárlati áram ívenergiájának disszipációjának kielégítése érdekében komplex innovatív tervezésre van szükség az ívoltó kamrában. Azonban a megszakítási folyamat tranziens folyamat, amely több mező csatolását és szuperpozícióját foglalja magába. A hazai és külföldi iparágban a technológiai felhalmozódás nagyon korlátozott, és hiányzik a tapasztalat az ultra nagy áramú ívek és ívoltó mechanizmusok kutatásában. A meglévő tervezési módszerek csak némi referencia szolgáltatására képesek, mennyiségi tervezést nem tesznek lehetővé. A névleges csúcsállóképességi próbánál az ultra nagy áram által generált elektromos erő nagy kihívás az alkatrészek szilárdsága, az elektromos érintkezési tulajdonságok és az átviteli szerkezet szempontjából. Ennek érdekében a projektcsoport jelentős R&D időt fektetett a munkába, és kitartott. „Többszöri optimalizálás, fejlesztés és több forduló kutatás és tesztelés után végül meghatároztuk a kutatási és tervezési tervet”, mondta a projektcsoport tagjai.

Tesztelési határkísérletek, lendülettel előre

"Még ha nincsenek semmilyen feltételek, meg kell teremtenünk azokat, hogy előrehaladhassunk." Több mint 60 évig haladtak előre. A nehezebb a helyzet, annál inkább haladnak előre, és nem szünetelnek, amíg el nem érik céljukat. Létrehoztak számtalan ipari csodát, kitöltötték sok hazai üres területet, és kiváló alapot teremtettek a 170kA generátorkörzeti átkapcsoló fejlesztésére. Miután meghatározták a fejlesztési tervet, a termék hivatalosan bekerült a próba gyártási szakaszba.

Mivel a generátorkörzeti átkapcsoló jelenlegi paraméterei többszöröséi a hagyományos kapcsolótermékeknek, sugárzási mérete jelentősen nagyobb, mint a hagyományos termékekénél. Nem csak teljesíteni kell a teljesítménykövetelményeket, de biztosítani kell a feldolgozás és a gyártás pontosságát is, ami új kihívásokat jelent a generátorkörzeti átkapcsoló termékek gyártására, telepítésére és beállítására. A próba gyártási csapatnak eddigi nehézségeket kell legyőznie, és különböző technológiák kombinációját kell alkalmaznia, hogy ezt a feladatot végrehajtsa.

Ekkor volt a nemzeti járványügyi védelem kritikus időszaka. Sok támogató vállalkozás lezárult, ami hosszabb feldolgozási ciklust eredményezett a komponensek esetében. A járvány hatásának minimalizálása érdekében a projektcsoport tagjai, a párttagok aktívan vezető szerepet vállaltak, versengtek az idővel, túlórást végeztek a terv módosítására és a rajzok javítására, nyerve kiértékes időt a projekt előrehaladásához.

A tesztelési szakaszban a törési teszt végrehajtása egy másik kulcspont lett. Minden teszt után a visszaállított prototípus néhány irritáló gáz- és porhalommal maradt, de a projektcsoport tagjai figyelmen kívül hagyták ezeket, és azonnal a bontási helyszínre siettek, hogy ellenőrizzék a prototípus állapotát a nagy áramú erosziós után, első kézből adatokat szerezzenek, és alapot adjanak a további fejlesztésekhez; a projektcsoport széles körben hallgatta a szakértők véleményét, folyamatosan elemezte a teszten belüli különböző befolyásoló tényezőket, szervesen egyesítette a teszt eredményeit a szimulációs számításokkal, és kidolgozta egy sor olyan technológiai és tesztelési tervet.

Kezdetben, amikor nincs törési pont, egészen a törési pontok megjelenéséig, a törési pontokból a teljes tartományon történő törésig, közvetlen tesztek és szintetikus tesztek között, több teszt kutatás és terv optimalizálás után, végül megszűnt a projektet korlátozó akadály. Ugyanakkor sikeresen legyőzték a problémákat, mint például a nagy kapacitású rövidzárló áram váltása, a nagy kapacitású folyamatos áram hosszú távú viszonylatában, valamint a kulcsfontosságú komponensek gyártása és feldolgozása, és új áttörést és innovációt értek a nemzeti nagy berendezések tervezése, gyártása és összeszerelése terén. Ezenkívül a termékfejlesztés során erős technikai szakemberi csapatot nevelték fel, megalapozva a csoport vezetői szerepét Kínában a nagy kapacitású generátorkörzeti átkapcsolók magas szintű technológiai területein.

Sorozatfejlesztés, lépés a frontvonalba

2008 és 2021 között, több mint 10 év alatt, ellenére a nehézségeknek előrehaladtak, és kitartottak. Nem csak a generátorkörzeti átkapcsoló rendszerek sorozatszerű lokalizációját hajtották végre, de javították a nagy kapacitású áram törési és tüzelési technológia területén a kutatási szintet, és jelentős fejlődést értek a nagy kapcsolók kutatási és fejlesztési módszereiben és gyártási folyamataiban.

Ugyanakkor a márkájú generátorkörzeti átkapcsoló rendszerek sikeresen alkalmazhatók lettek a Xiangjiaba, Xiluodu és Wudongde nemzeti kulcsprojektjeire, jelentős hozzájárulást adván a nemzeti nagy berendezések lokalizációs folyamatának előrehaladásához. 2019-ben először exportálták a kínai generátorkörzeti átkapcsoló gyártó nagy kapacitású generátorkörzeti átkapcsolóit, sikeresen belépve a nemzetközi piacra.

● 2008: Elindították a 600MW egységek nagy kapacitású generátorkörzeti átkapcsoló rendszereinek fejlesztését;

● 2011: A 600MW egységek nagy kapacitású generátorkörzeti átkapcsoló rendszerei elvégezték az összes típus tesztet a Nemzeti Magasfeszültségű Elektromos Berendezések Minőség Ellenőrző Központjában, jelezve, hogy Kína hivatalosan belépett a nagy kapacitású generátorkörzeti átkapcsoló rendszerek R&D korába, Kínát a világ kevés, magas minőségű berendezéket gyártó országai közé sorolva;

● 2012: Az 800MW egységek nagy kapacitású generátorkörzeti átkapcsoló rendszerei elvégezték az összes típus tesztet a Nemzeti Magasfeszültségű Elektromos Berendezékek Minőség Ellenőrző Központjában;

● 2017: Folytatott a generátorkörzeti átkapcsoló rendszerek sorozatfejlesztését, és 2018-ban sikeresen fejlesztette ki a 400MW egységek nagy kapacitású generátorkörzeti átkapcsolóit, így a csoport generátorkörzeti átkapcsoló termékei sorozata teljesebbé vált;

● 2021: Befejezte a 1,000MW víz- és tüzérmű egységek nagy kapacitású generátorkörzeti átkapcsolóinak fejlesztését, lépés a magasabb szintű területre.

A kínai generátorkörzeti átkapcsoló gyártó mindig emlékezni fogja a "nemzet szempontjait", és felgyorsítja az "eredeti technológiai forrás és a modern ipari lánc vezetője" felépítését, törekszik arra, hogy eredeti innovációk és alapvető technológiák igényének előterjesztőjévé, innovációk szervezőjévé, technológia szolgáltatójává, valamint a piac hasznosítójává váljon, foglalja meg a technológiai fejlődés és az ipari fejlődés kezdeményezését, folyamatosan vezesse a villamosenergia továbbítási és elosztási ipar fejlődését, és jelentős hozzájárulást tegyen Kínáé energiabiztonságának és energiaellátásának biztosításához.