Китайські виробники GCB розробили комплектні системи для застосування в одиничних установках потужності 1 ГВт.
Нещодавно китайський виробник вимикачів генераторів успішно розробив вимикачі для генераторів потужності 1000 МВт для гідро- та теплових електростанцій, які пройшли оцінку та прийняття групи. Їхня загальна продуктивність досягла міжнародного передового рівня, заповнивши внутрішню порожнину. Це ще один значний прорив після того, як група оволоділа технологією великого комплекту вимикачів генераторів потужності 400, 600 та 800 МВт, що свідчить про те, що китайські виробники вимикачів генераторів подолали ще одну ключову "узьку місце" технічну проблему та зробили важливий внесок у локалізацію основного технічного обладнання Китаю.
Підйом на вершину наукових досліджень, без перерви
Вимикач генератора - це високострумовий вимикач, встановлений між виходом генератора та трансформатором. Він використовується переважно для захисту генераторів та трансформаторів, що може ефективно покращити безпеку системи, сприяти вводу в експлуатацію та обслуговуванню, а також принести значні економічні вигоди. Однак технологія виробництва цього високотехнологічного обладнання довго була володінням закордонних підприємств, і країна щорічно витрачає велику кількість валюти на імпорт. Для реалізації локалізації основного обладнання та подолання ключових технічних проблем, з 2008 року китайський виробник вимикачів генераторів вирішив спільно розробляти продукти вимикачів генераторів з багатьма групами.
Після років напруженої науково-дослідницької роботи, у 2011 та 2012 роках, китайський виробник вимикачів генераторів успішно завершив розробку вимикачів для генераторів потужності 600 та 800 МВт відповідно; у 2018 році він успішно розробив вимикачі для генераторів потужності 400 МВт, початково реалізувавши серіалізацію продукту та накопичивши ефективний досвід для оволодіння більш високими технологіями.
Згідно з параметрами системи для блоків потужності 1000 МВт, вимикач генератора повинен задовольняти вимогам струму короткого замикання 170 кА. "Ми не зупинялися на підйомі на вершину наукових досліджень, і технічна команда повинна продовжувати рухатися вперед з розробкою вимикачів генераторів потужності 1000 МВт," сказав керівник проекту. Тому, починаючи з 2018 року, проектна команда запустила розробку вимикачів зі струмом короткого замикання 170 кА.
Як і в випадку з виробництвом іншого обладнання, процес розробки продукту має пройти через етапи проектування, випробування, тестування тощо. Однак, для ключового обладнання, кожен етап пов'язаний з викликами. Без постійних технічних резервів та сильної проектної команди, надзвичайно складно завершити розробку ключових технологій.
З цією метою китайський виробник вимикачів генераторів постійно збільшував технічні вкладення та підготовку фахівців, використовував свої глибокі технічні накопичення у сфері виробництва обладнання для передачі та розподілу електроенергії протягом понад 60 років, постійно використовував ресурсні та кадрові переваги, та визначено взяв на себе важливу задачу розробки вимикачів генераторів зі струмом короткого замикання 170 кА. Від проектування до моделювання (включаючи розрив, нагрівання, механіку, ізоляцію тощо), до строгого контролю матеріалів, технологій обробки та зборки ключових компонентів, вони сміло й швидко йшли вперед, ніколи не відступаючи. Зі спільними зусиллями та щирою співпрацею всіх сторін, вони нарешті подолали цей "складний виклик".
Оволодіння ключовими технологіями, належне терпіння
Порівняно з вимикачем генератора для блоків потужності 800 МВт, продукт 170 кА має більший струм розриву та має задовольняти вимоги контролю та захисту блоків потужності 1000 МВт на великих електростанціях. Не тільки підвищено рівень продукту, але й складність розробки зросла в геометричній прогресії. "Але в Китаї немає досвіду для зорієнтації, і лише дуже невелика кількість закордонних підприємств володіє цією ключовою технологією, що робить розробку та проектування надзвичайно складними," сказав дизайнери.
Параметри вимикача генератора 170 кА часто в кілька разів перевищують параметри лінійних вимикачів, що є ключовим та складним моментом у розробці вимикачів для великого генератора. Номінальний струм - це важливий параметр для надійності довготривалої роботи продукту, який потребує вирішення різноманітних проблем, виявлених у високотемпературному середовищі, таких як нагрівання провідника та старіння ізоляції.
Під час процесу номінального розриву короткого замикання між контактами виникає дуже високотемпературна плазма. Температура між контактами повинна знизитися до певної температури за кілька мікросекунд, коли струм переходить через нуль, що є необхідною умовою для розриву вимикача, і його складність дуже висока. Однак, високотемпературна плазма в десятки тисяч градусів між контактами також викликає суттєве абразивне вплив на різні компоненти камери гасіння дуги. Тому, як правильно спроектувати та захистити кожен компонент від абразивного впливу, також є складною проблемою.
Для забезпечення розсіяння енергії дуги струму короткого замикання 170 кА, потрібен комплексний інноваційний дизайн камери гасіння дуги. Однак, процес розриву - це переходний процес, що включає куплення та накладання багатьох полів. Технічні накопичення в галузі, как в Україні, так і за кордоном, дуже обмежені, і досвіду в дослідженнях надвеликих струмів дуги та механізмів гасіння недостатньо. Існуючі методи проектування можуть надати лише деякі вказівки, але не можуть забезпечити кількісне проектування. У тесті на номінальні пікові струми, електрична сила, що виникає від надвеликих струмів, є великим випробуванням для міцності, електричних контактних властивостей та конструкції передачі компонентів. З цією метою проектна команда вклали велику кількість часу на НДР та тривалий час. "Після повторних оптимізацій та вдосконалень, а також кількох раундів досліджень та тестувань, план розробки та проектування було нарешті визначено," сказали члени проектної команди.
Перевершення меж випробувань, продовження з одним импульсом
"Навіть якщо немає умов, ми повинні створити умови, щоб йти вперед." Більше 60 років вони ідуть вперед. Чим складніше, тим більше вони йдуть вперед, і не зупиняться, поки не досягнуть мети. Вони створили безліч чудес промисловості, заповнили багато внутрішніх прогалин і заклали основу для розвитку генераторних вимикачів на 170 кА. Після визначення плану НДР, продукт офіційно перейшов на етап пробного виробництва.
Оскільки параметри струму генераторного вимикача в кілька разів перевищують параметри звичайних комутаційних пристроїв, його радіальний розмір значно більший, ніж у звичайних продуктів. Необхідно не лише задовольнити вимоги до виконання, але й забезпечити точність обробки та виготовлення, що створює нові виклики для виробництва, встановлення та регулювання генераторних вимикачів. Команді пробного виробництва потрібно подолатиprecedented труднощі та використовувати поєднання різних технологій, щоб завершити цю задачу.
У цей час був важливий період національної епідеміологічної профілактики та контролю. Багато підтримуючих підприємств було закрито, що призвело до збільшення термінів обробки компонентів. Для зменшення впливу епідемії на загальний прогрес проекту, партійні члени команди проекту активно взяли ініціативу, боролися з часом, працювали надгодини, щоб переглянути план та вдосконалити малюнки, заробляючи цінний час для прогресу проекту.
На етапі тестування, проведення тесту на розрив стало ще одним ключовим моментом. Після кожного тесту, відновлений прототип залишає деякі дразнячі гази та пил, але члени команди проекту ігнорували це і відразу ж відправлялися на місце демонтажу, щоб перевірити стан прототипу після високострумового абляційного процесу, отримати перші даних та надати основу для подальших вдосконалень; команда проекту широко слухала думки експертів, постійно аналізувала різні впливаючі фактори в ході тестування, органічно поєднувала результати тестів з моделювальними розрахунками та формулювала ряд технічних та тестових планів.
Від відсутності точки розриву на початку до появи точки розриву, від наявності точки розриву до реалізації повного розриву, від прямих тестів до синтетичних тестів, після кількох раундів досліджень та оптимізації планів, було нарешті подолано перешкоду, що обмежувала проект. В той же час, було подолано багато проблем, таких як комутація надвеликих короткочасних струмів, довготривала провідність надвеликих постійних струмів, виробництво та обробка ключових компонентів, та зроблено нові прориви та інновації в галузі проектування, виробництва та зборки національного великорозмірного обладнання. Крім того, в процесі розробки продукту, було виховано сильну команду технічних талантів, що створило міцну основу для групи, щоб очолити галузь в ключових технічних сферах, таких як великі генераторні вимикачі в Китаї.
Проведення серійної розробки, входження в авангард
З 2008 по 2021 рік, за більше ніж 10 років, невзираючи на труднощі, вони продовжували рухатися вперед. Вони не лише завершили серійне локалізаційне виробництво комплектів генераторних вимикачів, але й покращили рівень досліджень в галузі розриву надвеликих струмів та технологій гасіння дуги, а також досягли значних покращень у методах розробки та виробничих процесах великого комутаційного обладнання.
В той же час, комплекти генераторних вимикачів бренду успішно були застосовані в національних ключових проектах, таких як Сянцзяба, Сілуоду та Удунде, зробивши відповідний внесок у продвиження процесу локалізації національного великорозмірного обладнання. У 2019 році великі генераторні вимикачі китайського виробника генераторних вимикачів вперше були експортовані за кордон, успішно вступивши на міжнародний ринок.
● 2008: Запущено розробку комплектів великого генераторного вимикача для блоків 600 МВт;
● 2011: Комплекти великого генераторного вимикача для блоків 600 МВт завершили всі типові випробування в Національному центрі контролю якості та випробувань високовольтного електричного обладнання, що свідчить про те, що Китай офіційно ввійшов у еру розробки комплектів великого генераторного захисного вимикача, роблячи Китай одним з кількох країн у світі, що виробляє високоякісне обладнання;
● 2012: Комплекти великого генераторного вимикача для блоків 800 МВт завершили всі типові випробування в Національному центрі контролю якості та випробувань високовольтного електричного обладнання;
● 2017: Почато серійне розроблення комплектів генераторних вимикачів, і в 2018 році успішно розроблені великі генераторні вимикачі для блоків 400 МВт, що робить серію генераторних вимикачів групи більш повною;
● 2021: Завершено розробку великого генераторного вимикача для блоків 1000 МВт водно-теплових станцій, входження в більш високу нишу.
Китайський виробник генераторних вимикачів завжди буде пам'ятати "великі питання, що стосуються держави", прискорювати "будівництво джерела оригінальних технологій та лідера сучасного промислового ланцюга", намагатися стати ініціатором потреб, організатором інновацій, постачальником технологій та користувачем ринку для оригінальних інновацій та ключових технологій, зберігати ініціативу в технологічному прогресі та розвитку промисловості, продовжувати очолювати розвиток галузі передачі та розподілу електроенергії, та зробити відповідний внесок у забезпечення енергетичної безпеки Китаю.
