252kV Dead Tank SF6 Sulkaajan tulekahvion järjestelmän suunnittelu ja sovellus tapaus

Johdanto

Viime vuosina Nigerian sähköntarve on kasvanut talouden ja yhteiskunnan kehityksen myötä. Vakaalla ja luotettavalla sähkönsiirtosysteemillä on keskeinen rooli sen kehityksessä. 252kV:n korkeajännite-siirtolinjat ovat tärkeitä Nigerian sähköverkossa, ja sähkökatkojen suorituskyky vaikuttaa suoraan näiden linjojen turvallisuuteen ja vakauttaan. ABB, maailman johtava sähkövarustevalmistaja, on kehittänyt 252kV:n kuolleankammio-SF6-sähkökatkon, joka sisältää edistyneen kaasun tuhoamisjärjestelmän. Tämä on suunniteltu vastaamaan Nigerian sähköverkon erityistarpeita ja se on saanut SONCAP-sertifikaatin, mikä takaa sen noudattavan paikallisia standardeja.

Kaasun tuhoamisjärjestelmän suunnittelu
Kaksoiskatkaisu-sarjasuunnitelma

252kV:n kuolleankammio-SF6-sähkökatkon kaasun tuhoamisjärjestelmässä käytetään kaksoiskatkaisu-sarjasuunnittelua. Tässä suunnittelussa kaksi katkoa on sarjassa, ja kukin katko on suunniteltu kantamaan noin 50 prosenttia kokonaisjännitteestä, eli 126kV. Tämä innovatiivinen lähestymistapa vähentää huomattavasti dielektrisen palautumisen painetta yhdelle katkoille.

Kun sähköverkossa tapahtuu lyhytkatkaisu, sähkökatkossa muodostuu suuri virran kaari. Perinteisessä yhden katkon sähkökatoksessa koko 252kV:n jännite täytyy kestää yhden katkon aikana kaaren tuhoamisprosessissa, mikä aiheuttaa valtavan paineen katkon dielektriseen palautumiseen. Kaksoiskatkaisu-sarjasuunnittelussa jännite jaetaan kahden katkon välillä. Tämä vähentää sekä kunkin katkon sähköisen stressin että dielektrisen palautumisen aikaa. Tämän seurauksena kaaren tuhoamistehtävän tehokkuus paranee, ja kaaren uudelleen syttyminen tuhon jälkeen vähenee huomattavasti.

Kaksoiskatkaisu-sarjasuunnitelman vakauden varmistamiseksi ABB on kehittänyt tarkkaa jännitejakoa ohjaavia teknologioita. Erityisiä rinnakkaiskapasitoreita on asennettu kummankin katkon molempiin päihin. Nämä kapasitorit on huolellisesti kalibroitu, jotta jännitteen jakautuminen kahden katkon välillä olisi mahdollisimman tasapainoinen, jopa monimutkaisten väliaikaisen sijaintiongelman olosuhteissa. Tämä jännitejakomekanismi parantaa lisää kaasun tuhoamisjärjestelmän luotettavuutta.

T-typinen pistonpainepistekonstruktio

Kaasun tuhoamisjärjestelmän painepistessä on T-typinen pistonrakenne, joka on avainkomponentti nopean SF6-kaasuvirran luomiseksi. Kun sähkökatko saa poisto-ohjeen, T-typinen pisto alkavat liikkua. Avausprosessin aikana piston tiivistää SF6-kaasu pisteen sisällä 1,2MPa paineeseen.

Tämä tiivistysprosessi on tarkasti ohjattu, jotta voidaan luoda 600m/s nopea kaasuvirta. Nopea SF6-kaasuvirta on elintärkeä kaaren tuhoamisprosessissa. Kun kaari muodostuu, nopea kaasuvirta kykenee jäädyttämään nopeasti kaarin plasman, alentamaan kaarin lämpötilaa ja poistamaan ionisoituneita hiukkasia kaarien kanavasta. Näin se nopeuttaa dielektrisen vahvuuden palautumista kaarien tuhoamislevyn välissä, mikä mahdollistaa sähkökatoksen nopean virran keskeyttämisen ja kaarien tuhoamistehtävän suorittamisen.

T-typinen pistonrakenne on myös yksinkertainen, mekaanisesti vahva ja hyvin suljettu. Yksinkertainen rakenne on hyödyllistä painepisteen valmistuksessa ja huollossa, kun taas korkea mekaaninen vahvuus takaa, että piston voi kestää korkean paineen ja nopean liikkeen toimintaprosessissa. Painepisteen hyvä suljetustehoste takaa, ettei SF6-kaasu pääse vuotamaan, ylläpitäen sähkökatoksen normaalin toiminnan ja sähköverkon turvallisuuden.

PTFE-vahvistetut hiilikuidun suuttimet

Suutin on tärkeä osa kaasun tuhoamisjärjestelmää, ja sen materiaalien ominaisuudet vaikuttavat suoraan sähkökatoksen käyttöikään ja kaaren tuhoamiskykyyn. ABB on valinnut PTFE-vahvistetun hiilikuidun 252kV:n kuolleankammio-SF6-sähkökatkon kaasun tuhoamisjärjestelmän suuttimen materiaaliksi.

PTFE-vahvistettu hiilikuitu on erinomainen korkean lämpötilan, kulun ja voimakkaan kaaren eroosion vastustamisessa. Kaaren tuhoamisprosessissa kaarien alueen lämpötila voi nousta äärimmäisen korkeaksi, usein yli 10 000 °C. PTFE-vahvistetun hiilikuidun korkean lämpötilan vastustuskyky mahdollistaa suuttimen rakenteellisen eheyden ja toiminnallisen vakaudesta säilymisen tällaisissa ankarissa olosuhteissa.

Kaaren eroosiovastustuskykyssä tämä materiaali pystyy kestämään vähintään 2000 täysi-kyvykkäistä keskeytystä (50kA), mikä laajentaa huomattavasti sähkökatoksen huollon kierrontaa. Perinteisiin suuttimen materiaaleihin verrattuna PTFE-vahvistetut hiilikuidun suutimet ovat pidempiaikaista käyttöikää, mikä vähentää laitteen huolto- ja vaihtojen taajuutta, ja siten vähentää sähköverkon kokonaishuolto- ja ylläpito-kustannuksia.

SONCAP-sertifiointi ja noudattaminen

Nigerian markkinoille pääsyn saamiseksi ABB:n kehittämä 252kV:n kuolleankammio-SF6-sähkökatkon kaasun tuhoamisjärjestelmä on onnistuneesti läpäissyt SONCAP-sertifiointiprosessin. SONCAP-sertifiointi on Nigerian standardisaatiojärjestön toteuttama tiukka arviointiohjelma, joka varmistaa, että tuodut sähkölaitteet vastaavat paikallisia turvallisuus-, terveys- ja ympäristönsuojelustandardeja.

Sertifiointiprosessin aikana ABB:n tuote on käynyt läpi monipuoliset testit, mukaan lukien sähkösuorituskyky, mekaaninen suorituskyky, turvallisuussuorituskyky ja ympäristösopeutuvuus. Kaksoiskatkaisu-sarjasuunnitelman, T-typisen pistonpainepistekonstruktion ja PTFE-vahvistettujen hiilikuidun suuttimien kaikki ovat kestäneet tiukat tarkastukset ja vahvistukset.

Esimerkiksi sähkösuorituskykytestissä kaksoiskatkaisu-järjestelmän jännitejakoperformance, sähkökatoksen kaaren tuhoamiskyky eri virran keskeytysvirtoissa, ja dielektrinen palautumisominaisuudet ovat kaikki täyttäneet tai ylittäneet Nigerian standardeissa asetetut vaatimukset. Mekaaninen suorituskykytestissä T-typisen pistonrakenteen vahvuus ja kestävyys, sekä sähkökatoksen mekaanisen toiminnan luotettavuus, on myös tunnustettu täysin.

SONCAP-sertifikaatin saaminen ei vain osoita ABB:n 252kV:n kuolleankammio-SF6-sähkökatkon kaasun tuhoamisjärjestelmän korkeaa laatua ja luotettavuutta, mutta myös tarjoaa vankan takeen sen laajalle soveltamiselle Nigerian sähköverkossa.

Sovellus Nigerian sähköverkossa

Tämä edistynyt kaasun tuhoamisjärjestelmällä varustettu 252kV:n kuolleankammio-SF6-sähkökatko on onnistuneesti sovellettu useisiin tärkeisiin sähkönsiirtohankeihin Nigeriassa. Nämä hankkeissa sähkökatokset ovat osoittaneet erinomaista suoritusta.

Toiminnassa kaksoiskatkaisu-sarjasuunnitelma on tehokkaasti käsitellyt useita lyhytkatkaisuvirheitä, varmistamalla nopean virheiden eristyksen ja minimoiden vaikutukset sähköverkkoon. T-typinen pistonpainepistekonstruktio on stabiilisti tuottanut nopean SF6-kaasuvirran, mikä on mahdollistanut sähkökatokselle nopean kaaren tuhoamistehtävän suorittamisen. PTFE-vahvistetut hiilikuidun suutimet ovat myös pitäneet hyvää suoritusta, eikä merkittävää eroosiota tai vaurioitumista ole havaittu useiden operaatioiden jälkeen.

Kiitos nämä sähkökatokset Nigerian sähköverkon luotettavuus ja vakaus on huomattavasti parantunut. Sähkökatokseen liittyvät sähkökatkokset ovat vähentyneet huomattavasti, tarjoten Nigerian teollisuudelle ja kansalaisten arkipäivälle vakaimman sähköntarjonnan. Samalla sähkökatokset pitkä käyttöikä ja alhainen huollon tarve ovat vähentäneet paikallisen sähköhallinnon toimintakustannuksia, mikä on suuri merkitys Nigerian sähköalan kestävälle kehitykselle.

Yhteenveto

ABB:n 252kV:n kuolleankammio-SF6-sähkökatkon kaasun tuhoamisjärjestelmän suunnittelu, jossa on innovatiivinen kaksoiskatkaisu-sarjasuunnitelma, T-typinen pistonpainepistekonstruktio ja PTFE-vahvistetut hiilikuidun suutimet, tarjoaa erinomaisen ratkaisun Nigerian korkeajännite-sähkönsiirtoon. SONCAP-sertifikaatin saaminen takaa sen noudattavan paikallisia standardeja, ja sen menestyksekäs soveltaminen Nigerian sähköverkkoon on vahvistanut sen korkeaa luotettavuutta ja erinomaista suoritusta. Tämä suunnitteluesimerkki ei ainoastaan vastaa Nigerian nykyisiä sähköverkon kehitystarpeita, mutta myös tarjoaa arvokasta kokemusta ja viitetietoa samantyyppisten korkeajännite-sähkökatkojen suunnittelulle ja soveltamiselle muissa alueissa. Tulevaisuudessa ABB jatkaa tämän tekniikan optimointia ja parantamista, jotta se voi antaa enemmän panosta globaalin sähköalan kehitykseen.