Kineski proizvođači GCB uređaja razvili su kompletni setovi za primene na jedinicama od 1GW.

Nedavno je kineski proizvođač prekidala za generator uspešno razvio prekidače za generator za hidroelektrane i termoelektrane snage od 1000 MW, koji su prošli procenu i prihvaćanje grupe. Njihove kompletne performanse dostigle su međunarodni vodeći nivo, ispunivši domaću prazninu. Ovo je još jedan veliki skok napred nakon što je grupa ovladala tehnologijom kompletnih setova prekidala za generator velike snage od 400 MW, 600 MW i 800 MW, što označava da su kineski proizvođači prekidala za generator prevazišli još jedan ključni "bottleneck" tehnički problem i dati značajne doprinos lokalizaciji velikih tehničkih opreme u Kini.

Penjanje na vrh istraživačkog rada, nikada ne staje

Prekidalo za generator je visokotrenutinski prekidalo instalirano između izlaza generatora i transformatora. Glavni mu je cilj zaštita generatora i transformatora, što efektivno poboljšava bezbednost sistema, omogućava lakše komisijovanje i održavanje, donoseći značajne ekonomske koristi. Međutim, tehnologija proizvodnje ove visokokvalitetne opreme dugo je bila pod kontrolom stranih preduzeća, a zemlja godišnje troši veliku sumu deviza na uvoz. Da bi se ostvarila lokalizacija velike opreme i prevazišli ključni tehnički problemi, od 2008. godine, kineski proizvođač prekidala za generator je odlučio zajedno sa mnogim grupama razvijati proizvode prekidala za generator.

Nakon godina teškog istraživanja i razvoja, 2011. i 2012. godine, kineski proizvođač prekidala za generator je uspešno završio razvoj prekidala za generatora od 600 MW i 800 MW redom; 2018. godine, uspešno je razvio prekidale za generatora od 400 MW, inicijalno ostvarivši serijalizaciju proizvoda i akumulirajući efektivnu iskustvenu osnovu za ovladavanje višim nivoima tehnologije.

S obzirom na postavke parametara sistema za jedinice od 1000 MW, prekidalo za generator treba da ispuni zahtev za nominalnom strujom kratkog spoja od 170 kA. "Ne prestajemo da penjemo na vrh istraživačkog rada, a tehnički tim mora da nastavi napred s razvojem prekidala za generatora od 1000 MW," rekao je lider projekta. Zbog toga, od 2018. godine, tim projekta je započeo rešavanje problema sa prekidalom za generator od 170 kA.

Kao i kod proizvodnje druge opreme, proces razvoja proizvoda mora da prođe kroz faze dizajna, probne proizvodnje, testiranja i drugih veza. Međutim, za ključnu opremu, svaka veza je puna izazova. Bez kontinuiranih tehničkih rezervi i jakog tima projekta, značajno je teško završiti rešenje ključnih centralnih tehnologija.

Zbog toga, kineski proizvođač prekidala za generator je kontinuirano povećavao tehnička ulaganja i obuku kadrova, iskoristio svoju duboku tehničku akumulaciju od preko 60 godina u proizvodnji opreme za prenos i raspodelu električne energije, kontinuirano ispoljavao svoje prednosti u resursima i talentima, i čvrsto preuzeo važnu misiju istraživanja i razvoja prekidala za generator od 170 kA. Od dizajna do simulacije (uključujući prekid, stepen zagrejanja, mehaniku, izolaciju itd.), do stroge kontrole materijala, obrade i montaže ključnih komponenti, oni su hrabro napredovali i nikada nisu odustali. Sa zajedničkim naporima i iskrenom saradnjom sve strane, konačno su prevazišli ovu "tešku kost".

Ovladavanje ključnim tehnologijama, stalno trud

U poređenju sa prekidalom za generator od 800 MW, proizvod od 170 kA ima veću struju prekida i mora da ispuni kontrolu i zaštitu jedinica od 1000 MW u velikim elektranama. Ne samo da je nivo proizvoda poboljšan, ali i teškoće u razvoju eksponencijalno su porasle. "Ali u Kini nema iskustva za referencu, a samo vrlo mali broj stranih preduzeća ovlada ovom centralnom tehnologijom, što čini razvoj i dizajn izuzetno teškim," rekao je dizajner.

Parametri prekidala za generator od 170 kA često su nekoliko puta veći od prekidala za liniju, što predstavlja ključnu tešku tačku u razvoju prekidala za generator velike snage. Nominalna struja je važan parametar za dugoročnu pouzdanost rada proizvoda, potrebno je rešiti razne probleme izlaganja visokim temperaturama kao što su stepen zagrejanja provodnika i staranje izolacije. 

Tokom procesa nominalnog prekida struje kratkog spoja, između kontakata generiše se visoko temperaturna plazma. Temperatura između kontakata mora da padne do određene temperature u nekoliko mikrosekundi kada struja prelazi kroz nulu, što je nužan uslov za prekid prekidala, a njegova težina je vrlo velika. U isto vreme, visoko temperaturna plazma od desetine hiljada stepeni između kontakata takođe dovodi do teškog ablacije različitih komponenti u komori za gasenje lukova. Stoga, kako da se dizajnira i štiti svaka komponenta od ablacije, takođe predstavlja težak problem. 

Da bi se zadovoljila disipacija energije luka od 170 kA struje kratkog spoja, potreban je kompleksni inovativni dizajn komore za gasenje lukova. Međutim, proces prekida je privremeni proces koji uključuje multipoletno spajanje i nadogradnju. Tehnička akumulacija u domaćoj i inostranoj industriji je vrlo ograničena, a nedostaje iskustvo u istraživanju lukova i mehanizama gasenja lukova velike struje. Postojeći metodi dizajna mogu dati samo neke reference, ali ne mogu da ostvare kvantitativni dizajn. U testu nominalne vrhunske struje, električna sila generisana od strane velike struje predstavlja veliku ispitnu probu za čvrstoću, elektro-kontaktne performanse i strukturu prenosa komponenti. Zbog toga, tim projekta uložio je mnogo vremena u razvoj i nastavio. "Nakon ponovljene optimizacije i unapređenja i više rundi istraživanja i testiranja, konačno je utvrđen plan razvoja i dizajna," rekli su članovi tima projekta.

Izazov granica testiranja, napredovanje sa jednim pokretom

"Čak i kada ne postoje uslovi, moramo stvoriti uslove da napredujemo." Više od 60 godina oni neprestano napreduju. Štoviše, kad je teže, oni se još više sile napredovati, i neće prestati dok ne dostignu svoju cilj. Stvorili su besbroj industrijskih činjenica, ispuniše mnoge domaće praznine i položili temelj za razvoj generatornih prekidača snage od 170kA. Nakon što je plan istraživanja i razvoja utvrđen, proizvod je zvanično ušao u fazu ispitnog proizvodnje.

Pošto su parametri struje generatornog prekidača nekoliko puta veći od konvencionalnih prekidača, njegov radijalni obim je puno veći od konvencionalnih proizvoda. Neophodno je ne samo da zadovolji performanse, već i da osigura tačnost obrade i izrade, što donosi nove izazove za izradu, instalaciju i podešavanje generatornih prekidača. Ekipa za ispitnu proizvodnju treba da prevaziđe neverovatne teškoće i koristi kombinaciju različitih procesa kako bi dovršila ovaj zadatak.

U tom trenutku bio je ključan period nacionalne borbe protiv epidemije. Mnoštvo podržavajućih preduzeća bilo je zatvoreno, što je dovelo do dužeg ciklusa obrade komponenti. Da bi se smanjio uticaj epidemije na ukupni napredak projekta, članovi partije u timu projekta aktivno su uzeli inicijativu, tekli su vreme, radili su prekovremeno kako bi izmenili plan i poboljšali crteže, osvojivši dragoceno vreme za napredak projekta.

U fazi testiranja, implementacija testa prekida postala je druga ključna tačka. Nakon svakog testa, oporavljena prototipa će ostaviti neke iritantne plinove i prah, ali članovi tima projekta to ignorisali i odmahli na mesto dešarža kako bi provjerili stanje prototipa nakon visokointenzitetnog ablacije, dobili prvobitne podatke i pružili osnovu za kasnije unapređenja; tim projekta široko je slušao mišljenja stručnjaka, kontinualno analizirao različite faktore uticaja u testu, organički kombinovao rezultate testiranja sa simulacionim izračunavanjima i formulisao niz tehničkih i testnih planova.

Od početka bez tačke prekida do pojave tačke prekida, od imanja tačke prekida do ostvarivanja prekida u punom opsegu, od direktnih testova do sintetičkih testova, nakon nekoliko krugova test istraživanja i optimizacije plana, prepreka koja je ograničavala projekt konačno je premašena. Istovremeno, premošćene su mnoge probleme kao što su preključivanje ultra velike kapacitete kratkosporne struje, dugotrajno prenos ultra velike kontinuirane struje, izrada i obrada ključnih komponenti, i ostvarene su nove prekretnice i inovacije u oblasti dizajna, izrade i montaže nacionalne važne opreme. Takođe, u procesu razvoja produkta formirana je moćna ekipa tehničkih talenata, postavljajući temelj za grupu da vodi industriju u ključnim tehničkim poljima kao što su generatorni prekidači velike kapacitete u Kini.

Poduzačavanje serije, ulazak u vrh

Od 2008. do 2021. godine, tokom više od 10 godina, napredujali su unatoč teškoćama i nastavili su. Nisu samo završili lokalizaciju serije kompletnih sklopova generatornog prekidača, već su i poboljšali razine istraživanja u oblasti prekida i ugasevanja ultra velike kapacitete struje, ostvarili značajne napredne u metodama razvoja i izrada velikih aparata za prekid struje.

Istovremeno, kompletni sklopovi generatornog prekidača marke uspešno su primenjeni na nacionalnim ključnim projektima poput Xiangjiaba, Xiluodu i Wudongde, doprinoseći napretku u procesu lokalizacije nacionalne važne opreme. 2019. godine, veliki kapaciteti generatornih prekidača kineskog izrađivača generatornih prekidača prvi put su izvezeni u inostranstvo, uspešno ulazeći na međunarodni tržište.

● 2008: Pokrenuta je razvoj serija kompletnih sklopova generatornog prekidača za agregate od 600MW;

● 2011: Kompletni sklopovi generatornog prekidača za agregate od 600MW su završili sve tip testiranja u Nacionalnom centru za nadzor i kontrolu kvaliteta visokonaponske električne opreme, označavajući da je Kina zvanično ušla u eru razvoja kompletnih sklopova generatornog prekidača velike kapacitete, čime je Kina postala jedna od malobrojnih zemalja na svetu koje produkuju visokokvalitetnu opremu;

● 2012: Kompletni sklopovi generatornog prekidača za agregate od 800MW su završili sve tip testiranja u Nacionalnom centru za nadzor i kontrolu kvaliteta visokonaponske električne opreme;

● 2017: Poduzeo je seriju razvoja kompletnih sklopova generatornog prekidača, i 2018. godine uspešno je razvio velike kapacitete generatornog prekidača za agregate od 400MW, čime su proizvodi generatornog prekidača grupe postali potpuniji;

● 2021: Završena je razvoj velikih kapaciteta generatornog prekidača za hidroelektrane i termoelektrane od 1,000MW, ulazak u viši stepen.

Kineski izrađivač generatornog prekidača će uvijek imati na umu "velike pitanja države", ubrzati "izgradnju izvora originalne tehnologije i voditelja savremenog industrijskog lanca", truditi se postati predlažača potreba, organizator inovacija, pružatelja tehnologije i korisnika tržišta za originalnu inovaciju i ključne tehnologije, uhvatiti inicijativu u napretku tehnologije i razvoju industrije, nastaviti da vodi razvoj industrije prenosa i raspodele struje, i dati svoj doprinos za osiguranje energetske sigurnosti Kine.