Σχεδιασμός Σχήματος Τριφασικής Μηχανικής Μετάδοσης για 252kV Τύπου Τάνκ Υψηλής Τάσης Εξαφθοριούχου Συμπυκνωτή

Σχεδίαση και Εφαρμογή Τριφασικής Μηχανικής Σύνδεσης για 252kV Συστήματα Καταστροφής Τόξου SF₆ σε Συνάρτηση με Τελωνείο στο Υψηλότενση Δίκτυο Ηλεκτροδότησης της Κίνας

Στο υψηλότενση δίκτυο μεταφοράς της Κίνας, τα τριφασικά συστήματα μεταφοράς ενέργειας είναι παντού χρησιμοποιούμενα, με την ανώτερη ηλεκτρική εξοπλισμό να είναι επίσης διαμορφωμένη σε τριφασικές διατάξεις. Οι περισσότερες υπάρχουσες 252kV συστήματα καταστροφής τόξου SF₆ σε συνάρτηση με τελωνείο έχουν σχεδιαστεί με διαχωρισμένες φάσεις, όπου κάθε φάση είναι εξοπλισμένη με μια ανεξάρτητη μηχανηματική-ελατηριακή λειτουργική μονάδα. Η τριφασική μηχανική σύνδεση επιτυγχάνεται μέσω ηλεκτρικών συνδέσεων μέσω ενός συνδετικού κιβωτίου. Ωστόσο, οι ηλεκτρικές συνδέσεις είναι ευάλωτες σε εξωτερικές επιρροές, που συχνά οδηγούν σε προβλήματα όπως η μη πλήρης λειτουργία όλων των φάσεων και η κακή συγχρονισμένη λειτουργία των τριών φάσεων. Αυτά τα προβλήματα έχουν σημαντική επίδραση στη σταθερότητα του δικτύου επειδή αυξάνουν τις στρες στις γραμμές μεταφοράς. Για την αντιμετώπιση αυτών των προκλήσεων και τη βελτίωση της αξιοπιστίας της λειτουργίας, αναπτύχθηκε μια τριφασική μηχανική δομή σύνδεσης για να εξασφαλίσει συγχρονισμένη οδηγία από μια μονάδα, έτσι ώστε να βελτιωθεί ο συγχρονισμός των τριών φάσεων και να προληφθούν οι παραλείψεις φάσης.

Σχεδιαστικό Σχέδιο
Σύγκριση Ηλεκτρικών και Μηχανικών Συνδέσεων

• Τριφασική Ηλεκτρική Σύνδεση: Χρησιμοποιεί τρεις ανεξάρτητες λειτουργικές μονάδες (π.χ., μηχανηματικές-ελατηριακές μονάδες CT20 για τα προϊόντα LW24-252), με την διαφασική συντονισμό να επιτυγχάνεται μέσω ηλεκτρικών συνδέσεων στο συνδετικό κιβώτιο. Η οδηγική τάξη κάθε φάσης συνδέεται άμεσα με το αντίστοιχο καταστροφής τόξου. Τα συστήματα προστασίας χρησιμοποιούν τριφασικούς ρελέ για παρατυπίες θέσης για την ενεργοποίηση της αποσύνδεσης.

• Τριφασική Μηχανική Σύνδεση: Χρησιμοποιεί μια μονή υδραυλική-ελατηριακή λειτουργική μονάδα, με τα τρία καταστροφής τόξου συνδεόμενα μέσω μηχανικών συνδέσεων. Για 252kV συστήματα καταστροφής τόξου σε συνάρτηση με τελωνείο με οριζόντια διάταξη καταστροφής τόξου (που είναι κοινή σε ανοιχτές υποσταθμούς), η λειτουργική μονάδα και το σύστημα οδηγίας είναι θεσμοθετημένη μπροστά από τα καταστροφής τόξου, απαιτώντας ανασχεδιασμό της μονάδας, των συστημάτων οδηγίας και των υποστηρικτικών δομών.

Επανασχεδιασμός των Συστημάτων LW24-252

Το πρωτότυπο LW24-252 διαθέτει διαχωρισμένη λειτουργία φάσεων με τρεις μηχανηματικές-ελατηριακές μονάδες CT20. Για την επίτευξη μηχανικής σύνδεσης:

• Ενημερωμένη Λειτουργική Μονάδα: Αντικαταστάθηκε με μια υψηλής ισχύος υδραυλική-ελατηριακή μονάδα (π.χ., CYA5-5) για να επιτευχθούν οι αυξημένες απαιτήσεις ενεργειακής λειτουργίας (ο υπολογισμός της ενεργειακής απαιτήσεως για μία φάση απαιτεί μια ισχυρή υδραυλική σχεδίαση).

• Βελτίωση της Δομής Σφραγίδας: Μετατράπηκε από άμεσες σφραγίδες (με χρήση συμπιεσμένων PTFE V-σφραγίδων με υψηλή τριβή και κόστος) σε περιστρεφόμενες σφραγίδες για μείωση της δύναμης λειτουργίας και βελτίωση της αξιοπιστίας.

• Ρυθμισμένη Διαφασική Σταθερότητα: Εγκαταστάθηκαν συνδετικές πλάκες για τη διατήρηση της διαφασικής απόστασης και την ενίσχυση της σταθερότητας οδηγίας.

• Διτελεσματικό Σύστημα Συνδετικών Βαρών: Χρησιμοποιήθηκαν δύο συνδετικοί βάροντες για τη μεταφορά της τροχιδικής δύναμης και την πρόληψη της διαμόρφωσης κατά την αλλαγή, εξασφαλίζοντας συγχρονισμένη κίνηση.

• Ενοποιημένο Κιβώτιο Μονάδας: Ανασχεδιάστηκε για να φιλοξενήσει τη μονή υδραυλική μονάδα, απλοποιώντας τις ελεγκτικές και μηχανικές διευθύνσεις.

Λειτουργία και Δομή

Η υδραυλική-ελατηριακή μονάδα οδηγεί έναν πιστόνα σε γραμμική κίνηση, η οποία μετατρέπεται σε περιστροφική κίνηση μέσω ενός κινητήρα. Αυτή η κίνηση μεταδίδεται μέσω συνδετικών βαρών για τη συγχρονισμένη οδηγία των τριών φάσεων. Ένα κιβώτιο κινητήρα μετατρέπει την περιστροφική κίνηση ξανά σε γραμμική κίνηση για την ενεργοποίηση των κινητών επαφών μέσα στα καταστροφής τόξου.

• Προσέγγιση: Ο πιστώνας κινείται δεξιά, οδηγώντας τον κινητήρα να περιστρέφει τον οδηγικό άξονα αντικατόπτρια. Αυτή η κίνηση μεταδίδεται μέσω συνδετικών βαρών σε όλες τις τρεις φάσεις, παρακινώντας τους εσωτερικούς συνδετικούς βαρόντες εσωτερικά μέχρι να κλείσουν πλήρως οι επαφές.

• Αποστασία: Οι κινήσεις είναι αντίστροφες, με τον πιστώνα να αποσυρθεί για να απομακρύνει τις επαφές.

Σχεδιασμός Ισχύος των Συστημάτων Οδηγίας

Για τη διατήρηση των αρχικών μηχανικών χαρακτηριστικών υπό τριφασική σύνδεση, η υψηλή ενεργειακή λειτουργία της υδραυλικής-ελατηριακής μονάδας (π.χ., 10.000J συνολική ενεργειακή λειτουργία) απαιτεί ενισχυμένους κινητήρες και συνδετικούς βάροντες. Η πεπερασμένη στοιχειοθεσία εξασφαλίζει την κατανομή της τάσης εντός των ορίων του υλικού κατά την υψηλή ενεργειακή λειτουργία.

Επιλογή και Ρύθμιση της Μονάδας
Χαρακτηριστικά της Υδραυλικής-Ελατηριακής Μονάδας

• Πλεονεκτήματα: Συμπαγής σχεδιασμός, υψηλή ολοκλήρωση, μεγάλη ενεργειακή λειτουργία (2540J για προσέγγιση, 10005J για αποστασία), ελάχιστη επίδραση της θερμοκρασίας και υψηλή αξιοπιστία.

• Τεχνικά Χαρακτηριστικά:

• Καταχωρημένος κύκλος λειτουργίας: Αποστασία - 0,3s - Προσέγγιση-αποστασία - 180s - Προσέγγιση-αποστασία

• Καταχωρημένη τετραγωνική τάση: 48,7MPa ±3MPa

• Χρόνος αποθήκευσης ενέργειας: ≤60s ανά κύκλο

• Μηχανική ζωή: 5000 κύκλοι (Βαθμός M2: 10.000 κύκλοι)

Ρύθμιση και Απόδοση

• Συντονισμός Ενέργειας: Η μονάδα CYA5-5 (10.000J συνολική ενέργεια) ανταποκρίνεται στις απαιτήσεις του 252kV συστήματος καταστροφής τόξου (6500J για αποστασία, 3500J για προσέγγιση), με εγγυημένα περιθώρια ασφάλειας.

• Συγχρονισμός: Ο συγχρονισμός των τριών φάσεων βελτιώθηκε σε ≤3ms (σε αντίθεση με τη βασική 3ms του συμβατικού LW24-252), επιτευχθεί μέσω της ρύθμισης της ροής υγρού στους ηλεκτρομαγνητικούς βαλβίδες.

• Οικονομικότητα: Η αντικατάσταση των τριών ανεξάρτητων μονάδων με μία μειώνει το κόστος κατά ~15% (85% των συμβατικών διαχωρισμένων φάσεων) ενώ αυξάνει την αξία πώλησης κατά 1,5x λόγω της ενισχυμένης αξιοπιστίας.

Προσωπική Επιθεώρηση

• Πρότυπα: Συμμόρφωση με DL/T593, GB1984, IEC62271-100.

• Κύριες Επιθεωρήσεις:

• Δυναμική/θερμική σταθερότητα: 50kA για 3s; 125kA για 0,3s

• Επιθεωρήσεις σφάλματος στο τερματικό (T100s): 50kA

• Μηχανική ζωή: Επιτυχής ολοκλήρωση 5000 κύκλων

• Βαθμός προστασίας IP: Το κιβώτιο μονάδας περνάει τις επιθεωρήσεις βαθμού προστασίας.

Συμπέρασμα

Το αναπτυχθέν τριφασικό μηχανικό σύστημα σύνδεσης για 252kV συστήματα καταστροφής τόξου SF₆ σε συνάρτηση με τελωνείο αντιμετωπίζει κρίσιμα ζητήματα αξιοπιστίας στα υψηλότενση δίκτυα. Εξαλείφοντας τα σφάλματα συγχρονισμού φάσεων και μειώνοντας τον αριθμό των συστατικών, αυτή η καινοτομία ενισχύει τη σταθερότητα του δικτύου ενώ επιτυγχάνει οικονομίες. Με διεθνή πρωτοπόρα τεχνικά πρότυπα και ανεξάρτητα διπλώματα ευρεσιτεχνίας, αυτή η λύση καλύπτει ένα εσωτερικό τεχνολογικό κενό, παρέχοντας ισχυρή εξοπλισμό υποστήριξη για την επέκταση του ηλεκτρικού δικτύου της Κίνας και προσφέροντας ευρείες προοπτικές αγοράς, συμπεριλαμβανομένων των πιθανών εφαρμογών σε συστήματα συνδυασμένων αντιστρόφων κατασκευών.