Shema na projektiranje na trifalna mehanička prenosna sistema za 252kV tanka tip high-voltage sulfur hexafluoride превключувач

Дизајн и примената на трифазен механички поврзувач за превключувачи со SF₆ во резervoар од 252кВ во кинеската високонапоња мрежа

Во кинеската високонапоња преносна мрежа, универзално се прифаќаат трифазни системи за пренос на енергија, а високонапонските електрични опреми се конфигурираат во трифазни распореди. Повеќето постојни превключувачи со SF₆ во резервоар од 252кВ имаат дизајн разделен по фази, каде што секоја фаза е опремена со независен мотор-спринг механизам за управување. Трифазниот механички поврзувач се постигнува преку електрични поврзувачи преку јазичник за контрола. Меѓутоа, електричните поврзувачи се подложни на сполошни влијанија, често доведувајќи до проблеми како операција без целосна фаза и лоша синхронизација на трифазното превклучување. Овие проблеми имаат значајен утврд на стабилноста на електричната мрежа поради зголемени стресови на трансмисионите линии. За да се надградат овие предизвици и да се подобри надежноста на операцијата, развиен е трифазен механички поврзувач кој осигурува синхронизирано возење со еден единствен механизам, со тоа подобрувајќи трифазната синхронизација и предотвршувајќи грешки на губење на фази.

Дизајнска шема
Споредба помеѓу електричен и механички поврзувач

• Трифазен електричен поврзувач: Искористува три независни механизми за управување (напр. CT20 мотор-спринг механизми за производи LW24-252), со межуфазна координација постигната преку електрични поврзувачи во јазичникот. Секоја фаза е директно поврзана со својата камера за гасење на дуг. Системите за заштита користат реле за несоодветност на положбата на трифазниот положбен реле за активирање на превклучувањето.

• Трифазен механички поврзувач: Искористува еден хидравлички-спринг механизам, со трифазните камери за гасење на дуг поврзани преку механички поврзувачи. За превключувачи со SF₆ во резервоар од 252кВ со хоризонтален распоред на камерите за гасење на дуг (често среќавани во отворени трансформаторни станции), механизмот за управување и системот за возење се поставуваат пред камерите, што бара реоптимизација на дизајнот за поставување на механизмот, возилни системи и поддршни структури.

Ретрофит на превключувачите LW24-252

Оригиналниот LW24-252 функционира со операција разделена по фази со три механизми CT20. За да се постигне механичко поврзување:

• Надграден механизам за управување: Заменет со хидравлички-спринг механизам со голема моќ (напр. CYA5-5) за да се задоволат зголемените потреби за оперативна енергија (израчунетата енергија за превклучување на една фаза бара силна хидравличка дизајн).

• Подобрување на пломбирачката структура: Конвертирана од директни пломбирачки системи (користење на компресирани PTFE V-пломби со висока трка и цена) до ротациони пломби за намалување на оперативната сила и подобрување на надежноста.

• Фиксирање на межуфазни интервали: Инсталирани поврзувачки плашти за одржување на межуфазни интервали и подобрување на тврдоста на возење.

• Систем со двојни поврзувачки стапи: Искористено двојни поврзувачки стапи за пренос на момент и спречување на деформација при превклучување, за осигурување на синхронизирано движение.

• Интегрирана кутија за механизам: Препројектирана за да се настани еден единствен хидравлички механизам, за потпирање на контролата и механичките интерфејси.

Принцип на работа и структура

Хидравлички-спринг механизам вози цилиндричен стап во линеарно движение, што се конвертира во ротационно движение преку крак за возење. Ова движение се пренесува преку поврзувачки стапи за синхронизација на три фази. Кутница за кракови затоа конвертира ротационото движение назад во линеарно движение за акција на помалку контакти во камерите за гасење на дуг.

• Процес на затварање: Цилиндричниот стап се движи надесно, возејќи кракот за возење да ротира возилниот вал против часната стрелка. Ова движение се пренесува преку поврзувачки стапи на сите три фази, притиснувајќи ги внутрените поврзувачки стапи надвор додека контактите се целосно затворат.

• Процес на отварање: Движенията се обрнуваат, со цилиндричниот стап кој се враќа за да ги раздели контактите.

Дизајн на компонентите за возење

За да се одржи оригиналената механичка карактеристика под трифазно поврзување, хидравлички-спринг механизмот со висока оперативна енергија (напр. 10,000J за целосна енергија за превклучување) бара јачи кракови за возење и поврзувачки стапи. Финитна елементна анализа осигурува да се дистрибуира напрегнатоста во материјалите во границите на материјалите при високоенергетски операции.

Избор и отстранување на грешки на механизмот
Характеристики на хидравлички-спринг механизмот

• Преимущества: Компактен дизајн, висока интеграција, голема оперативна енергија (2540J за затварање, 10005J за превклучување), минимален температурен влијание и висока надежност.

• Технички параметри:

• Нормален циклус на операција: Отворено - 0,3с - Затворено-отворено - 180с - Затворено-отворено

• Нормално масло притисок: 48,7МПа ±3МПа

• Време за складирање на енергија: ≤60с по циклус

• Механичко живот: 5000 циклуси (M2 класа: 10,000 циклуси)

Отстранување на грешки и перформанси

• Соодветност на енергија: Механизмот CYA5-5 (10,000J за целосна енергија) задоволува барањата на превключувачот од 252кВ (6500J за превклучување, 3500J за затварање), со осигурени маргини за безопасност.

• Синхронизација: Трифазната синхронизација на превклучувањето е подобредена до ≤3мс (спротивно на стандардните LW24-252 со 3мс база), постигната преку регулација на хидравличкиот проток во магнетни вентилатори.

• Економичност: Замената на три посебни механизми со еден го намалува цената за ~15% (85% од стандардните дизајни разделени по фази) додека го зголемува продажната вредност за 1,5x поради подобрена надежност.

Тип тест

• Стандарди: Соодветни на DL/T593, GB1984, IEC62271-100.

• Клучни тестови:

• Динамичка/термичка стабилност: 50кА за 3с; 125кА за 0,3с

• Тестови на крајна грешка (T100s): 50кА

• Механичко живот: Успешно завршени 5000 циклуси

• IP класа: Кутијата за механизам минува тестови за степен на заштита.

Заклучок

Развиената трифазна механичка поврзувачка система за превключувачи со SF₆ во резервоар од 252кВ решава критични проблеми на надежност во високонапонската мрежа. Со елиминирање на грешки на синхронизација на фазите и намалување на бројот на компоненти, оваа иновација го подобрува стабилноста на мрежата, додека го постигува и сведување на трошоци. Со меѓународни водечки технички стандарди и независни права на интелектуална својина, оваа решенија пополнува домашна технологичка празнина, доставувајќи јачка опрема за поддршка на експанзијата на кинеската електрична мрежа и предлагувајќи широки пазарски перспективи, вклучувајќи потенцијални применувања во хибридни системи за превклучување.