Skemaontwerp van Driefase-meganiese Oordrag vir 252kV Tank-tipe Hoogspannings Sulfur Heksafluoriede Skakelaar

Ontwerp en toepassing van 'n driefase-meganiese skakeling vir 252kV tank-tipe SF₆-skrube in China se hoogspane-netwerk

In China se hoogspane-oorsewingnetwerk word driefase-stroomvoorsiening algemeen aangewend, met hoogspane-elektriese toerusting ook in 'n driefase-opstelling geconfigureer. Die meeste bestaande 252kV tank-tipe SF₆-skrube het 'n fase-geskeide ontwerp, waar elke fase met 'n onafhanklike motor-verenskakeltoestel toegerus is. Driefase-meganiese skakeling word deur middel van elektriese verbindings via 'n kruisingsbeheerdoos bereik. Elektriese skakelings is egter vatbaar vir buite-invasies, wat dikwels probleme soos nie-volledige faseskakeling en swak driefase-skakelgesinchroniseerdheid veroorsaak. Hierdie probleme het 'n beduidende impak op die stabiliteit van die stroomnetwerk as gevolg van verhoogde stootspanning op oorsewingslyne. Om hierdie uitdagings te hanteer en die betroubaarheid van operasies te verbeter, is 'n driefase-meganiese skakelingstruktuur ontwikkel om gesinchroniseerde aandrywing deur 'n enkele toestel te verseker, daardie driefase-sinkronisasie verbeter en fasesverlies-foute voorkom.

Ontwerpskema
Vergelyking tussen elektriese en meganiese skakelings

• Driefase-elektriese skakeling: Gebruik drie onafhanklike bedryfsmechanismes (bv. CT20 motor-verenskakeltoestelle vir LW24-252-produkte), met interphase-koordinasie deur elektriese verbindings in die kruisingsdoos bereik. Elke fase se aandryfwiel verbind direk met sy respektiewe boogdoodskamer. Beskermingstelsels gebruik driefase-posisieverminderingsreleurs om tripping te aktiveer.

• Driefase-meganiese skakeling: Gebruik 'n enkele hydrauliese-verenskakeltoestel, met die driefase-boogdoodskamers deur meganiese verbindingsstae gekoppel. Vir 252kV tank-tipe skrube met horisontale boogdoodskameropstellings (gewoonlik in buite-substasies), word die bedryfsmechanisme en aandryfstoelposisie voor die kamers geplaas, wat 'n heroptimaliseerde ontwerp vir mechaniekbevestiging, aandryfstelsels en ondersteuningsstrukture vereis.

Herfitting van LW24-252-skrube

Die oorspronklike LW24-252 het fase-geskeide operasie met drie CT20-toestelle. Om meganiese skakeling te bereik:

• Opgegradeerde bedryfsmechanisme: Vervang met 'n hoogenergie hydrauliese-verenskakeltoestel (bv. CYA5-5) om die verhoogde operasie-energievereistes te bevredig (berekeninge van enkele fase-skakelenergie vereis 'n robuuste hydrauliese ontwerp).

• Verbeterde sigelstruktuur: Omskep van direkte werksigels (wat gebruik maak van ingedrukte PTFE V-sigels met hoë wrywing en koste) na rotasie-lipsigels vir verminderde werkskrag en verbeterde betroubaarheid.

• Rigide interphase-bevestiging: Installeer verbindingsplaatte om interphase-afstand te handhaaf en aandryfrigiditeit te verhoog.

• Dubbel-trekstokstelsel: Gebruik dubbele trekstokke om krag oordra en vormverandering tydens skakeling te voorkom, om gesinchroniseerde beweging te verseker.

• Geïntegreerde mechaniekdoos: Herontwerp om die enkele hydrauliese toestel te huisves, beheer- en meganiese grensflakse te stroomlyn.

Werkprinsip en struktuur

Die hydrauliese-verenskakeltoestel dryf 'n kolbeweging in lineêre beweging, wat deur 'n aandryf-kromarm omgesit word. Hierdie beweging word deur trekstokke oorgedra om die drie fases te sinchroniseer. 'n Kromarmdoos verander dan die rotasie terug na lineêre beweging om die bewegende kontakte binne die boogdoodskamers te aktiveer.

• Sluitproses: Die kolbeweging beweeg regswaarts, wat die kromarm draai om die aandryf-as teenkloksgewys te roteer. Hierdie beweging word deur trekstokke aan al drie fases oorgedra, wat die interne trekstokke binne druk tot die kontakte volledig sluit.

• Openproses: Bewegings word omgekeer, met die kolbeweging intrek om die kontakte te skei.

Kragontwerp van aandryfkomponente

Om die oorspronklike meganiese eienskappe onder driefase-skakeling te handhaaf, vereis die hoogenergie hydrauliese-verenskakeltoestel (bv. 10 000J totale skakelenergie) versterkte kromarme en trekstokke. Eindige-elementanalise verseker dat spanningsverspreiding binne materiaal-limiete val tydens hoogenergie-operasies.

Mechaniekkeuse en foutopsporing
Eienskappe van hydrauliese-verenskakeltoestel

• Voordelige: Kompakte ontwerp, hoë integrasie, groot operasie-energie (2540J vir sluiting, 10005J vir tripping), min temperatuurimpak, en hoë betroubaarheid.

• Tegniese parameters:

• Gerateerde bedryfssiklus: Open - 0.3s - Sluit-open - 180s - Sluit-open

• Gerateerde oliespanning: 48.7MPa ±3MPa

• Energie-opslagtyd: ≤60s per siklus

• Meganiese leeftyd: 5000 sirkels (M2-graad: 10 000 sirkels)

Foutopsporing en prestasie

• Energie-passing: Die CYA5-5-toestel (10 000J totale energie) voldoen aan die vereistes van die 252kV-skrub (6500J vir tripping, 3500J vir sluiting), met veiligheidsmarges verseker.

• Sinkronisasie: Driefase-skakelgesinchroniseerdheid is verbeter tot ≤3ms (vs. konvensionele LW24-252 se 3ms basislyn), bereik deur hydrauliese vloei-regulasie in solenoïde-valve.

• Kosteeffektiwiteit: Vervanging van drie aparte toestelle met een verlaag kostes met ~15% (85% van konvensionele fase-geskeide ontwerpe) terwyl verkoopswaarde met 1.5x verhoog as gevolg van verhoogde betroubaarheid.

Tipesproewe

• Standaarde: In ooreenstemming met DL/T593, GB1984, IEC62271-100.

• Kernproewe:

• Dinamiese/termiese stabiliteit: 50kA vir 3s; 125kA vir 0.3s

• Terminalfeilproewe (T100s): 50kA

• Meganiese leeftyd: Suksesvol 5000 sirkels voltooi

• IP-rang: Mechaniekdoos slaag beskermvlakproewe.

Gevolgtrekking

Die ontwikkelde driefase-meganiese skakelingstelsel vir 252kV tank-tipe SF₆-skrube hanteer kritieke betroubaarheidskwessies in hoogspane-netwerke. Deur fasesinkronisasiefoute te elimineer en komponenttel te verminder, verhoog hierdie innovasie netwerkstabiliteit terwyl dit kostebesparinge behaal. Met internasionale leiende tegniese standaarde en onafhanklike intellektuele eiendomsregte, vul hierdie oplossing 'n binnelandse tegnologiese gap, bied robuuste toerustingondersteuning vir China se stroomnetwerk-uitbreiding en bied wydemarkbeskawighede, insluitend potensiële toepassings in hibriede skakelstelsels.