252kV tvaika veida SF₆ šķēršņu izmēģinājumu dizaina un lietošana Ķīnas augstsprieguma elektrotīklā
Ķīnas augstsprieguma pārvades tīklā vispārpieņemti trīsfaziski elektroenerģijas pārnese sistēmas, ar augstsprieguma elektrisko aprīkojumu konfigurētu trīsfaziskos izvietojumos. Lielākajai daļai esošo 252kV tvaika veida SF₆ šķēršņu izmēģinājumu ir fāzes atdalītas struktūras, kur katrai fāzei ir sava neatkarīga dzinēja-virpes darbības mehānisms. Trīsfaziskā mehāniskā savienojuma sasniegšanai tiek izmantotas elektriskas savienojuma sistēmas caur savienojuma kontroles kastu. Tomēr elektriskie savienojumi ir jutīgi pret ārējiem ietekmēm, bieži radošot problēmas, piemēram, nepilnu fāzu darbību un sliktu trīsfazisku pārslēgšanas sinhronizāciju. Šīs problēmas ievērojami ietekmē elektrotīkla stabilitāti, jo pieaug impulsveida spriedzena stresa uz pārvades līnijām. Lai risinātu šīs problēmas un uzlabotu darbības uzticamību, tika izstrādāta trīsfaziska mehāniskā savienojuma struktūra, lai nodrošinātu viena mehānisma sinhronizēto pārvedumu, tādējādi uzlabojot trīsfazisko sinhronizāciju un novēršot fāzes zaudēšanas kļūdas.
Dizaina plāns
Elektriskā un mehāniskā savienojuma salīdzinājums
Trīsfazisks elektriskais savienojums: Izmanto trīs neatkarīgus darbības mehānismus (piemēram, CT20 dzinēja-virpes mehānismi LW24-252 produktiem), ar fāžu koordināciju, kas sasniedzama caur elektriskajiem savienojumiem savienojuma kastē. Katras fāzes pārveduma ķermenis tiek tieši savienots ar tās atbilstošo loku nomierinošo kameru. Aizsardzības sistēmas izmanto trīsfaziskus pozīcijas nesakritības releus, lai aktivizētu pārslēgšanu.
Trīsfazisks mehāniskais savienojums: Izmanto vienu hidraulisko-virpes darbības mehānismu, ar trīsfaziskām loku nomierinošajām kamerām savienotām ar mehāniskiem savienojuma stangām. 252kV tvaika veida šķēršņu izmēģinājumiem ar horizontālu loku nomierinošo kameras izvietojumu (parasti ārpusē esošos transformatoru stacijās) darbības mehānisms un pārveduma sistēma tiek novietoti priekšā kameras, prasot pārveidot mehānismu montāžu, pārveduma gredzenus un atbalsta struktūras.
LW24-252 šķēršņu izmēģinājumu modernizācija
Sākotnējais LW24-252 izmanto fāzes atdalītu darbību ar trim CT20 mehānismiem. Lai sasniegtu mehānisku savienojumu:
Uzlabots darbības mehānisms: Aizvietots ar augstspējas hidraulisko-virpes mehānismu (piemēram, CYA5-5), lai apmierinātu pieaugušos darbības enerģijas prasības (aprēķinātā vienfase pārslēgšanas enerģija prasa stipru hidraulisko dizainu).
Slega struktūras uzlabošana: Pāriet no tiešdarbības slejām (izmantojot sametu PTFE V veida slejas ar augstu frikcionālo spriedzi un izmaksu) uz rotācijas lip slejām, lai samazinātu darbības spēku un uzlabotu uzticamību.
Stiprs fāžu fiksēšana: Instalētas savienojuma platnes, lai uzturētu fāžu attālumu un palielinātu pārveduma stingumu.
Dubults saites stanga sistēma: Izmantota dubulta saites stanga, lai transmetētu momentu un novērstu deformācijas pārslēgšanas laikā, nodrošinot sinhronizētu kustību.
Apvienota mehānisma kaste: Pārdisainēta, lai ietvertu vienu hidraulisko mehānismu, vienkāršojot kontrolēšanas un mehāniskos saskarus.
Darbības princips un struktūra
Hidraulisko-virpes mehānisms pārvada pistona stangu lineārā kustībā, kas tiek pārveidota par rotācijas kustību caur pārveduma kranksakni. Šī kustība tiek transmetēta caur saites stangām, lai sinhronizētu trīs fāzes. Kranksaknes kaste pēc tam atkal pārveido rotācijas kustību par lineāro, lai aktīvētu kustīgos kontaktus lokomierinošajās kameras iekšpusē.
Izslēgšanas process: Pistona stanga pārvietojas pa labi, pārvedot kranksakni, lai pārveduma ķermenis rotētu pretēji pulksteņa virzienam. Šī kustība tiek transmetēta caur saites stangām visām trim fāzēm, ieliekot iekšējos saites stangus, līdz kontakti pilnībā slēdzies.
Atslēgšanas process: Kustības tiek mainītas, ar pistona stangu atkāpšanos, lai atdalītu kontaktus.
Pārveduma komponentu stipruma dizains
Lai saglabātu sākotnējos mehāniskos raksturos trīsfaziskā savienojumā, hidraulisko-virpes mehānisma augstā darbības enerģija (piemēram, 10 000 J kopējā pārslēgšanas enerģija) prasa pastiprinātas kranksaknes un saites stangas. Galvenā elementa analīze nodrošina materiālu robežas ietvaros stresa sadalījumu augstenerģijas darbības laikā.
Mehānisma izvēle un testēšana
Hidraulisko-virpes mehānisma īpašības
Priekšrocības: Kompakts dizains, augsta integrācija, liela darbības enerģija (2540 J izslēgšanai, 10005 J atslēgšanai), minimāla temperatūras ietekme un augsta uzticamība.
Tehniskie parametri:
Nominalais darbības cikls: Atslēgšana - 0,3 s - Izslēgšana-atslēgšana - 180 s - Izslēgšana-atslēgšana
Nominalais eļļas spiediens: 48,7 MPa ±3 MPa
Enerģijas krājēšanas laiks: ≤60 s katram ciklam
Mehāniskais dzīves ilgums: 5000 cikli (M2 klase: 10 000 cikli)
Testēšana un veiktspēja
Enerģijas sakritība: CYA5-5 mehānisma (10 000 J kopējā enerģija) atbilst 252kV šķēršņu izmēģinājumu prasībām (6500 J atslēgšanai, 3500 J izslēgšanai), nodrošinot drošības rezerves.
Sinhronizācija: Trīsfaziskā pārslēgšanas sinhronizācija ir uzlabota līdz ≤3 ms (salīdzinājumā ar standarta LW252-252 3 ms pamata vērtību), to sasniedzot ar hidrauliskā straumes regulēšanu solenoīda ventilēs.
Ietaupījumi: Trīs atsevišķu mehānismu aizvietošana ar vienu samazina izmaksas aptuveni par 15% (85% no tradicionālajiem fāzes atdalītajiem dizainiem), samazinot izmaksas un palielinot pārdošanas vērtību 1,5 reizes, dēļ palielinātās uzticamības.
Veida testēšana
Secinājums
Izstrādātais trīsfaziskais mehāniskais savienojuma sistēmas 252kV tvaika veida SF₆ šķēršņu izmēģinājumiem risina kritiskas uzticamības problēmas augstsprieguma tīklā. Fāžu sinhronizācijas kļūdu likvidēšana un komponentu skaita samazināšana uzlabo tīkla stabilitāti, sasniedzot ietaupījumus. Ar starptautiski vadījošiem tehniskajiem standartiem un neatkarīgiem intelektuālā īpašuma tiesībām, šī risinājuma aizpilda mājēšanās tehnoloģisku spraugu, sniedzot stipru aprīkojuma atbalstu Ķīnas elektrotīkla paplašināšanai un piedāvājot plašas tirgus perspektīvas, ieskaitot potenciālas lietošanas hibrīda pārslēgšanas sistēmās.
