Os fabricantes chineses de GCB desenvolveram conjuntos completos para aplicações em unidades de 1GW.

Recentemente, um fabricante chinês de disjuntores geradores desenvolveu com sucesso disjuntores geradores para unidades hidrelétricas e térmicas de 1.000 MW, que passaram pela avaliação e aceitação do grupo. Seu desempenho abrangente atingiu o nível líder internacional, preenchendo uma lacuna doméstica. Este é outro grande avanço após o grupo dominar a tecnologia de conjuntos completos de disjuntores geradores de alta capacidade para unidades de 400 MW, 600 MW e 800 MW, marcando que os fabricantes chineses de disjuntores geradores superaram mais um problema técnico-chave de "engarrafamento" e fizeram contribuições importantes para a nacionalização dos principais equipamentos técnicos da China.

Escalando o pico da pesquisa científica, sem nunca parar

Um disjuntor gerador é um disjuntor de alta corrente instalado entre a saída do gerador e o transformador. É usado principalmente para proteger geradores e transformadores, podendo melhorar efetivamente a segurança do sistema, facilitar a comissionamento e manutenção e trazer benefícios econômicos significativos. No entanto, a tecnologia de fabricação deste equipamento de alto nível há muito tempo é dominada por empresas estrangeiras, e o país gasta anualmente uma grande quantidade de divisas em importações. Para realizar a nacionalização de equipamentos importantes e superar problemas técnicos centrais, desde 2008, o fabricante chinês de disjuntores geradores decidiu desenvolver conjuntamente produtos de disjuntores geradores com vários grupos.

Após anos de árduo desenvolvimento, em 2011 e 2012, o fabricante chinês de disjuntores geradores concluiu com sucesso o desenvolvimento de disjuntores geradores para unidades de 600 MW e 800 MW, respectivamente; em 2018, desenvolveu com sucesso disjuntores geradores para unidades de 400 MW, inicialmente realizando a serialização do produto e acumulando experiência eficaz para dominar tecnologias de nível superior.

De acordo com as configurações de parâmetros do sistema para unidades de 1.000 MW, o disjuntor gerador deve atender ao requisito de uma corrente nominal de interrupção de curto-circuito de 170 kA. "Não paramos de escalar o pico da pesquisa científica, e a equipe técnica deve continuar avançando com o desenvolvimento de disjuntores geradores para unidades de 1.000 MW", disse o líder do projeto. Portanto, a partir de 2018, a equipe do projeto iniciou o enfrentamento dos disjuntores geradores de 170 kA.

Como outros equipamentos de manufatura, o processo de desenvolvimento do produto deve passar por etapas de design, produção piloto, testes e outros. No entanto, para equipamentos principais e críticos, cada etapa está repleta de desafios. Sem reservas técnicas contínuas e uma equipe de projeto forte, é extremamente difícil concluir o enfrentamento das tecnologias nucleares principais.

Por essa razão, o fabricante chinês de disjuntores geradores aumentou continuamente o investimento técnico e a formação de talentos, aproveitou plenamente sua profunda acumulação técnica de mais de 60 anos no campo da fabricação de equipamentos de transmissão e distribuição de energia, continuamente exercitou suas vantagens em recursos e talentos e assumiu decididamente a importante tarefa de pesquisar e desenvolver disjuntores geradores de 170 kA. Do design à simulação (incluindo interrupção, elevação de temperatura, mecânica, isolamento, etc.), até o controle rigoroso de materiais, tecnologia de processamento e tecnologia de montagem de componentes-chave, avançaram corajosamente e nunca desistiram. Com os esforços conjuntos e cooperação sincera de todas as partes, finalmente venceram esse "osso duro".

Dominando tecnologias-chave, perseverando

Em comparação com o disjuntor gerador para unidades de 800 MW, o produto de 170 kA possui uma corrente de interrupção maior e deve atender ao controle e proteção de unidades de 1.000 MW em grandes usinas. Não apenas o nível do produto foi aprimorado, mas a dificuldade de P&D também aumentou exponencialmente. "Mas não há experiência de referência na China, e apenas um número muito pequeno de empresas estrangeiras domina essa tecnologia central, tornando o desenvolvimento e o design extremamente difíceis", disse o projetista.

Os parâmetros do disjuntor gerador de 170 kA são frequentemente várias vezes maiores que os de disjuntores de linha, sendo este o ponto-chave e difícil no desenvolvimento de disjuntores geradores de alta capacidade. A corrente nominal é um parâmetro importante para a confiabilidade de operação prolongada do produto, exigindo solucionar diversos problemas expostos em ambientes de alta temperatura, como elevação de temperatura do condutor e envelhecimento do isolamento. 

Durante o processo de interrupção nominal de curto-circuito, será gerado um plasma de arco de temperatura extremamente alta entre os contatos. A temperatura entre os contatos precisa cair para um certo nível dentro de poucos microssegundos quando a corrente cruza o zero, condição necessária para que o disjuntor interrompa, cuja dificuldade é muito alta. Ao mesmo tempo, o plasma de alta temperatura de dezenas de milhares de graus entre os contatos também causa severa erosão de vários componentes na câmara de extinção de arco. Portanto, como projetar e proteger cada componente contra erosão também é um problema complicado. 

Para atender à dissipação da energia do arco da corrente de curto-circuito de 170 kA, é necessário um design inovador abrangente da câmara de extinção de arco. No entanto, o processo de interrupção é um processo transitório que envolve acoplamento e sobreposição de múltiplos campos. O acúmulo técnico na indústria nacional e internacional é muito limitado, e há falta de experiência na pesquisa de arcos de corrente ultraelevada e mecanismos de extinção de arco. Os métodos de projeto existentes só podem fornecer algumas referências e não permitem um projeto quantitativo. No teste de corrente de pico suportável nominal, a força elétrica gerada pela corrente ultraelevada é um grande teste para a resistência, desempenho de contato elétrico e estrutura de transmissão dos componentes. Por essa razão, a equipe do projeto investiu muito tempo em P&D e persistiu. "Após repetidas otimizações e melhorias e várias rodadas de pesquisa e testes, o plano de P&D e design finalmente foi definido", disseram membros da equipe do projeto.

Desafiando o limite do teste, avançando com ímpeto

"Mesmo que não haja condições, devemos criar condições para avançar." Por mais de 60 anos, eles têm avançado constantemente. Quanto mais difícil é, mais eles avançam, e não param até alcançar seu objetivo. Eles criaram inúmeros milagres industriais, preencheram muitas lacunas domésticas e prepararam o terreno fértil para o desenvolvimento de disjuntores de circuito de gerador de 170kA. Depois que o plano de P&D foi determinado, o produto entrou oficialmente na fase de produção piloto.

Como os parâmetros de corrente do disjuntor de circuito de gerador são várias vezes maiores do que os de produtos de comutação convencionais, seu tamanho radial é muito maior do que o de produtos convencionais. É necessário não apenas atender aos requisitos de desempenho, mas também garantir a precisão de processamento e fabricação, o que traz novos desafios à fabricação, instalação e comissionamento de produtos de disjuntores de circuito de gerador. A equipe de produção piloto precisa superar dificuldades sem precedentes e adotar uma combinação de vários processos para concluir essa tarefa.

Naquele momento, era o período crítico de controle e prevenção de epidemias no país. Muitas empresas de apoio estavam fechadas, levando a ciclos de processamento mais longos para componentes. Para reduzir o impacto da epidemia no progresso geral do projeto, os membros do partido na equipe do projeto assumiram a liderança ativamente, correram contra o tempo, trabalharam horas extras para revisar o plano e aprimorar os desenhos, ganhando tempo valioso para o progresso do projeto.

Na fase de teste, a implementação do teste de interrupção tornou-se outro ponto crucial. Após cada teste, o protótipo recuperado terá alguns gases irritantes e poeira, mas os membros da equipe do projeto ignoraram esses problemas e correram imediatamente para o local de desmontagem para verificar o estado do protótipo após a ablação de alta corrente, obter dados de primeira mão e fornecer base para melhorias subsequentes; a equipe do projeto ouviu extensivamente as opiniões dos especialistas, analisou continuamente vários fatores de influência nos testes, combinou organicamente os resultados dos testes com cálculos de simulação e formulou uma série de planos técnicos e de teste.

Do início sem pontos de interrupção até a aparição de pontos de interrupção, de ter pontos de interrupção a realizar interrupção em toda a faixa, de testes diretos a testes sintéticos, após várias rodadas de pesquisa e otimização de planos, o gargalo que restringia o projeto foi finalmente rompido. Ao mesmo tempo, muitos problemas, como a comutação de correntes de curto-circuito de ultra-grande capacidade, a condução de corrente contínua de ultra-grande capacidade por longo prazo e a fabricação e processamento de componentes-chave, foram superados, e novas conquistas e inovações foram realizadas no campo de design, fabricação e montagem de equipamentos nacionais importantes. Além disso, durante o processo de desenvolvimento do produto, uma forte equipe de talentos técnicos foi formada, estabelecendo uma base sólida para o grupo liderar a indústria em campos tecnológicos centrais, como disjuntores de circuito de gerador de grande capacidade na China.

Realizando Desenvolvimento em Série, Avançando para a Vanguarda

De 2008 a 2021, em mais de 10 anos, eles avançaram apesar das dificuldades e persistiram. Eles não apenas completaram a localização em série de conjuntos de disjuntores de circuito de gerador, mas também aprimoraram o nível de pesquisa no campo de interrupção e extinção de arco de correntes de ultra-grande capacidade, e alcançaram melhorias significativas nos métodos de pesquisa e desenvolvimento e nos processos de fabricação de grandes equipamentos de comutação.

Ao mesmo tempo, os conjuntos de disjuntores de circuito de gerador da marca foram aplicados com sucesso em projetos nacionais-chave, como Xiangjiaba, Xiluodu e Wudongde, fazendo contribuições devidas para avançar o processo de localização de equipamentos nacionais importantes. Em 2019, os disjuntores de circuito de gerador de grande capacidade do fabricante chinês de disjuntores de circuito de gerador foram exportados para o exterior pela primeira vez, entrando com sucesso no mercado internacional.

● 2008: Lançou o desenvolvimento de conjuntos de disjuntores de circuito de gerador de grande capacidade para unidades de 600MW;

● 2011: Os conjuntos de disjuntores de circuito de gerador de grande capacidade para unidades de 600MW completaram todos os ensaios de tipo no Centro Nacional de Supervisão e Inspeção de Qualidade de Equipamentos Elétricos de Alta Tensão, marcando que a China entrou oficialmente na era de P&D de conjuntos de disjuntores de proteção de geradores de grande capacidade, tornando a China um dos poucos países do mundo a produzir equipamentos de alta gama;

● 2012: Os conjuntos de disjuntores de circuito de gerador de grande capacidade para unidades de 800MW completaram todos os ensaios de tipo no Centro Nacional de Supervisão e Inspeção de Qualidade de Equipamentos Elétricos de Alta Tensão;

● 2017: Realizou o desenvolvimento em série de conjuntos de disjuntores de circuito de gerador, e em 2018, desenvolveu com sucesso disjuntores de circuito de gerador de grande capacidade para unidades de 400MW, tornando a série de produtos de disjuntores de circuito de gerador do grupo mais completa;

● 2021: Concluiu o desenvolvimento de disjuntores de circuito de gerador de grande capacidade para unidades de 1.000MW de hidroeletricidade e termelétrica, avançando para um campo mais alto.

O fabricante chinês de disjuntores de circuito de gerador sempre manterá em mente as "questões importantes para o país", acelerará a "construção de uma fonte de tecnologia original e líder na cadeia industrial moderna", esforçar-se-á para se tornar proponente de demanda, organizador de inovação, provedor de tecnologia e usuário do mercado para inovação original e tecnologias centrais, capturará a iniciativa no progresso tecnológico e no desenvolvimento industrial, continuará a liderar o desenvolvimento da indústria de transmissão e distribuição de energia, e fará contribuições devidas para garantir a segurança energética e de energia da China.