Íslenskir framleiðendur af GCB gáfu út fullkomna sett fyrir 1GW einingarafls notkun.

Nýlega hefur ílögunarveitisafbrytill í Kína verið þróun hennar á veitisafbrytla fyrir 1.000 MW vatnsmögn og hitavöruverk, sem hefur farið í gegnum mat og samþykki hópsins. Heildarafköst þeirra eru orðin á alþjóðlega forystustigi og hafa fyllt inn í heimiliga bil. Þetta er annað stórt framför með tilliti til þess að hópurinn náði tæknilegri sérhæfingu í stórri tæknibúnaði fyrir 400 MW, 600 MW og 800 MW einingar, sem gefur til kynna að kínverskir framleiðendur á veitisafbrytum hafi leyst annað lykil „flöskuháls“ vandamál og lagt mikilvægan grunn undir staðbundnargerð stórra tæknibúnaðar í Kína.

Stígur upp í rannsóknarfjallið, aldrei stoppar

Veitisafbrytill er hástraumsafbrytill sem er settur upp á milli útgangs ílögunar og breyta. Hann er aðallega notaður til að vernda ílögun og breytur, getur marktækt bætt öryggi kerfisins, auðveldað reikningssetningu og viðhald og leitt til verulegra hagkvæmni. Framleiðslutæknin fyrir þessa hámarka búnað hefir lengi verið í höndum erlendra fyrirtækja, og landið eyðir miklu valutaupphæð á innflytjum árlega. Til að ná yfir höfuðstaðbundnargerð á stórum tæknum og leysa kjarna vandamál á sviði tækninnar, ákvað ílögunarveitisafbrytill í Kína frá 2008 að sameinu þróa veitisafbrytla í samstarfi við margtölu hópa.

Eftir ár af erfiðri rannsókn og þróun, kláraði ílögunarveitisafbrytill í Kína árin 2011 og 2012 þróun á veitisafbrytlum fyrir 600 MW og 800 MW einingar; árið 2018 þróaði hann veitisafbrytla fyrir 400 MW einingar, sem upphaflega leiddi til vöruvíxlunar og safnaði gagnlegri reynslu fyrir sérhæfingu í hærri tæknilegum stigum.

Samkvæmt kerfisstillingum 1.000 MW eininga ætti veitisafbrytillinn að uppfylla kröfu um metnaðarfullan stuttloka-brotakröfu á 170 kA. „Við höfum ekki hætt að stíga upp í rannsóknarfjallið, og verknastektarliðið verður að halda áfram með þróun veitisafbrytla fyrir 1.000 MW einingar,“ sagði verkefnastjóri. Þess vegna hóf verkefnahópurinn árið 2018 átök við 170 kA veitisafbrytla.

Svona og önnur framleiðslubúnaðartækni, verður að fara í gegnum hönnun, pródmunun, prófanir og fleiri tengdar ferlar í vöruþróun. En fyrir mikilvæg og lykiltækni eru allir ferlar fullir áskorana. Án varanlegrar tæknilegrar undirlagsbyggingar og sterks verkefnaliðs er mjög erfitt að ná yfir lykilkjarna tæknilegum áskorunum.

Til þess hefir ílögunarveitisafbrytill í Kína haft aukinn tæknilegan fjármagnshag og menntun mannvirki, dregið nýttum álagi af yfir 60 ára djúpróttu tæknilegri reynslu sinni á sviði framleiðslu rafmagnshleðslubúnaðar, beitað mestmögulegum kosti sínum í auðlindum og mannvirkjum, og tekið á sig mikilvægt verkefni rannsóknar og þróunar 170 kA veitisafbrytla. Frá hönnun til líkana (með brotun, hitun, lögmæti, innleiðingu o.s.frv.), til strangrar stjórnunar efna, úrbúningartækni og samsetningartækni lykilhluta, hafa þeir beinst fram og ekki gefið upp. Með sameiginlegum barátum og heiðarlegu samstarfi allra aðila tóku þeir að lokum til hlítar þennan „harda beininn“.

Séreigð lykiltækni, fastheldni

Borið saman við 800 MW veitisafbrytlinn, hefir 170 kA vörurnar hærri brotakröfu og verða að uppfylla stjórnun og verndun á 1.000 MW einingum í stórvöruverum. Ekki aðeins hefir vörustigið hækkað heldur líka R&D áskoranir aukist í margfeldi. „En engin reynsla er tiltæk sem tilvísun í Kína, og aðeins mjög fá erlend fyrirtæki kunna þessa kjarnatækni, sem gerir rannsókn og hönnun afar erfiða,“ sagði hönnuðurinn.

Stærðartölur 170 kA veitisafbrytla eru oft nokkur sinnum hærri en línuaafbrytla, sem er lykill og erfiðasti punkturinn í rannsókn og þróun á stórri getu veitisafbrytla. Metnaðarfullur straumur er mikilvæg breytistærð fyrir langtíma rekstrartraust vörumanns, sem krefst lausnar á ýmsum vandamálum sem komast í ljós í hitamilljónum eins og leiðarhitun og eldrunarfall íhluta. 

Á meðan ferlið á við um brotun á metnaðarfullum stuttloka, myndast háhitasprettiplasma á milli snerta. Hitinn á milli snerta verður að falla niður í ákveðinn hita innan nokkurra mikrosekúnda þegar straumurinn sker núll, sem er nauðsynlegt skilyrði fyrir að afbrytillinn geti brotið, og er mjög erfið verk. Sama tíma veldur einnig háhitasprettiplasmann á milli snerta, sem nær átjánþúsunda gráðu hita, alvarlegri slímun á ýmsum hlutum í slökkvikassa. Þess vegna er einnig erfið verk að hvernig skal hönnun og vernda hvern hluta gegn slímun. 

Til að uppfylla dreifingu bogastrengjarorku 170 kA stuttlokastafræði, er krafist algjörar nýsköpunar í hönnun slökkvikassans. En brotun ferlið er flókið bráðabirgðaferli sem felur í sér margveldis samband og samsett áhrif. Tæknilegur grundvöllur í iðjunni heims og lands er mjög takmörkuð og vantar reynslu í rannsóknum á ofurstórum bogastrengjum og slökkvimechanismum. Núverandi hönnunaraðferðir geta aðeins veitt tilvísanir en ekki ná kvantatíva hönnun. Í prófun á metnaðarfullum toppspennumotstöðu er rafeindaraflið sem myndast af ofurstórum straumi mikil prófun fyrir styrkleika, rafsnertingsgetu og sendingarkerfi hlutanna. Vegna þessa beitti verkefnahópur mikilli rannsóknartíma og hélt fast. „Eftir endalausar laga- og bæturvinnu og mörgum umferðum rannsókna og prófa, var loksins ákveðið um R&D og hönnunarskipulag,“ sagðu aðilar í verkefnahópnum.

Kemst á prófunarmörk, fer áfram án hlé

"Já þóttu séu engar skilyrði, verðum við að búa til skilyrði til að fara áfram." Á meðan um marga ára tímabili hafa þeir farið áfram. Þegar það er svært, fara þeir enn meira áfram og hætta ekki þangað til markmiðið hefur verið náð. Þeir hafa búið til ótal sagnfræðilegar undanförunnar, fyllt margar innlendra rýndar og gert góða grunngóða fyrir þróun 170kA myndaraflskipta. Eftir að rannsóknar- og hönnunaráætlun var fastsett, fór vörpunin í prufuvinnslu.

Þar sem stærð straumsins í myndaraflskiptunum er nokkr sinnum stærri en í venjulegum skiptum, er radíus þeirra mun stærri en venjulegra vöru. Ekki er bara nauðsynlegt að uppfylla kröfur um afköst, heldur er einnig nauðsynlegt að tryggja nákvæmni við framleiðslu og framsetningu, sem fer með sér nýjar údfærsluhópa við framleiðslu, uppbyggingu og stillingu myndaraflskiptavörna. Prufuvinnsluteymið þarf að yfirleitast óþekktum erfíðleikum og nota samsetningar mismargarra framleiðsluaðferða til að ljúka þessu verkefni.

Á þeim tíma var landið í kritískum tíma vegna deildarlyfingar. Margar stuðningsfyrirtæki höfðu lokað, sem leiddi til lengri vinnslutíma fyrir hluti. Til að minnka áhrif deildarlyfingar á allsherjarskref hagsmunar, tóku partamenn í verkefnahryðju leið og vinntu daga til að endurbúa áætlunina og bæta teikningum, sem vann gildan tíma fyrir gang verkefnisins.

Í prófunartímanni var framkvæmd skiptapróf eitt annað mikilvægt punkt. Eftir hverja prófu voru á milliprotótofinum eftirlifandi gallskiptingar og støkk, en meðlimir verkefnahryðjuinu eyddu þessum skilyrðum og festu strax í frumsetningu til að athuga skilyrði protótofsins eftir hástraumabrennu, fá fyrsta hands gögn og gefa grundvelli fyrir næstu betur; verkefnahryðjan valdi bráðbundið ráð fyrir vísindafólki, rannsakaði óhefðbundna áhrifaþætti í prófunum, sameinaði niðurstöður prófanna og hermunareiknin, og gerði rað af tekniskum áætlunum og prófunaráætlunum.

Frá því að vera án skiptapunkta í byrjun, til að skiptapunktar komu fram, frá að hafa skiptapunkta til að fullkomna skipta í allan skiptasvið, frá beinum prófum til sameiningarprófa, eftir nokkrum skiptum prófunar og áætlanaleiðbeiningar, var lokar að því sem takmarkaði verkefnið. Samhvera því, voru oforkomnar mörg spurningar eins og skipta af hæða kapacítu skammstraum, löngum tíma af hæða kapacítu straum, og framleiðsla og vinnsla aðgreindra hluta, og gert nýr breytingar og nýsköpun í hönnun, framleiðslu og uppbyggingu landsaðila verkakjarna. Auk þess, í ferlinu af vöruþróun, var búið til sterkt lið af tekniskum menntum, sem lagði fast grunn fyrir félagið til að leiða sögu í kjarnateknískum sviðum eins og stórar myndaraflskipta í Kínsku.

Gerð af seríuþróun, stappa í fremst

Frá 2008 til 2021, á meðan um að minnsta kosti 10 ára tímabili, fóru þeir áfram trots á erfíðleikum og standuðu. Þeir lokiðu ekki bara seríuheimildarmun á myndaraflskiptahópum, heldur bættu þeir líka rannsóknarstigi í sviði hæða kapacítu straumskipta og skipta elds, og náðu mikilvægum bætum í rannsóknar- og hönnunar aðferðum og framleiðsluferli stórra skiptavörna.

Samhvera því, voru merkjavörurnar myndaraflskiptahópar nú notuð í landsaðila verkum eins og Xiangjiaba, Xiluodu og Wudongde, og gáfu þeir heilsa til að frekja heimildarferli landsaðila verkakjarna. Árið 2019 voru stórar myndaraflskipta Kínzku myndaraflskiptagerðarferlis fyrst sendar útlands, og náðu að koma inn á alþjóðlega markað.

● 2008: Byrjaði að þróa stórar myndaraflskiptahópa fyrir 600MW birgðar;

● 2011: Stórar myndaraflskiptahópar fyrir 600MW birgðar lokiðu allar tegundaprófanir í Landsaðila Hágerviðgengi Vélategar Quality Supervision and Inspection Center, sem merkir að Kína kemur formelt í tima rannsóknar og þróun stórar myndaraflskiptahópar, gør Kína einu af fyrirbærum lands í heiminum sem framleiðir hágerviðgengi tegund.

● 2012: Stórar myndaraflskiptahópar fyrir 800MW birgðar lokiðu allar tegundaprófanir í Landsaðila Hágerviðgengi Vélategar Quality Supervision and Inspection Center;

● 2017: Byrjaði að þróa seríu myndaraflskiptahópa, og tókst að þróa stórar myndaraflskipta fyrir 400MW birgðar árið 2018, sem gerði myndaraflskiptaseríu félagisins fullnægjandi;

● 2021: Loknuðu þróun stórar myndaraflskipta fyrir 1,000MW vatnarkrafta og hitaveitu birgðar, stappaðu í hærra svið.

Kínzki myndaraflskiptagerðarferill mun alltaf halda á huga "stórar spurningar um lands", hröða "uppbyggingu upprunaskráar tegnar og leiðari í nútíma verkakjörnum", reyna að verða tilboðsmenn beiðna, skipulegir nýsköpunar, veitendur tegnar og notendur markaðs fyrir upprunaskráar og kjarna tegnar, halda í greifi tegnar framfaru og verkakjörns, halda að leita framar að þróun rafbikulds og dreifslu verkakjörnum, og gera ætlaða aðstoð til að tryggja Kínzka raforku og orkurökslu.