Diseño at Aplikasyon ng 252kV Dead Tank SF6 Circuit Breaker Arc-Quenching Chamber System

Panimula

Sa mga nakaraang taon, ang pangangailangan sa kuryente sa Nigeria ay patuloy na tumataas dahil sa pag-unlad ng ekonomiya at lipunan nito. Mahalaga ang isang matatag at maasahang sistema ng paghahatid ng kuryente para sa pag-unlad nito. Ang 252kV high-voltage transmission lines ay naglalaro ng mahalagang papel sa power grid ng Nigeria, at ang performance ng mga circuit breakers ay direkta na nakakaapekto sa kaligtasan at estabilidad ng mga linya na ito. Bilang isang world-leading electrical equipment manufacturer, ang ABB ay nag-develop ng 252kV dead tank SF6 circuit breaker na may advanced arc-quenching chamber system, na disenyo upang tugunan ang partikular na pangangailangan ng Nigerian power grid at nakamit ang SONCAP certification, na nagse-secure ng pagtutugon nito sa lokal na pamantayan.

Disenyo ng Arc-Quenching Chamber System
Dual-Break Series Arc-Quenching Design

Ang arc-quenching chamber ng 252kV dead tank SF6 circuit breaker ay gumagamit ng dual-break series design. Sa disenyo na ito, dalawang interrupters ang konektado sa serye, at bawat interrupter ay disenyo upang tanggapan ang humigit-kumulang 50% ng kabuuang voltage, o 126kV. Ang bagong approach na ito ay siyentipikong binabawasan ang dielectric recovery pressure sa isang break.

Kapag nagkaroon ng short-circuit fault sa power grid, lumilikha ng malaking current arc ang circuit breaker. Sa tradisyonal na single-break circuit breaker, ang buong 252kV voltage ang kailangang tanggapan ng isang interrupter sa proseso ng pagquench ng arc, na nagbibigay ng napakalaking presyon sa dielectric recovery ng interrupter. Gayunpaman, sa dual-break series design, ang voltage ay ibinabahagi sa dalawang interrupters. Ito ay hindi lamang binabawasan ang electrical stress sa bawat interrupter kundi pati na rin ang oras na kinakailangan para sa dielectric recovery. Bilang resulta, ang epektividad ng pagquench ng arc ay nabibigyan ng pagkakataon, at ang panganib ng muling pagbababa ng arc pagkatapos ng pagquench ay malaki ang pagbawas.

Upang masiguro ang matatag na operasyon ng dual-break series system, ang ABB ay nag-develop din ng set ng precise voltage-sharing control technologies. Mayroong espesyal na parallel capacitors na inilapat sa parehong dulo ng bawat interrupter. Ang mga capacitor na ito ay mapagkukunan ng balanse upang siguraduhin na ang voltage distribution sa pagitan ng dalawang interrupters ay mahusay, kahit sa komplikadong transient fault conditions. Ang mekanismo ng voltage-sharing na ito ay higit na pinapalakas ang reliabilidad ng arc-quenching chamber system.

T-Type Piston Pressure Cylinder Structure

Ang pressure cylinder sa arc-quenching chamber system ay disenyo sa T-type piston structure, na isang key component para sa pagbuo ng high-speed SF6 gas flow. Kapag natanggap ng circuit breaker ang trip command, simula ang T-type piston na galawin. Sa proseso ng pagbubuksan, ang piston ay pino-preasure ang SF6 gas sa cylinder hanggang sa abot ng 1.2MPa.

Ang proseso ng compression ay maingat na kontrolado upang masiguro na ang high-speed gas flow na 600m/s ay mabuo. Ang high-speed SF6 gas flow ay naglalaro ng vital na papel sa proseso ng pagquench ng arc. Kapag lumikha ang arc, ang high-speed gas flow ay mabilis na makakapag-palamig ng arc plasma, mababawasan ang temperatura ng arc, at alisin ang ionized particles sa arc channel. Sa pamamagitan nito, ito ay nagpapabilis ng proseso ng dielectric strength recovery sa arc-extinguishing gap, na nagbibigay-daan sa circuit breaker na mabilis na putulin ang fault current at matapos ang task ng pagquench ng arc.

Ang T-type piston structure ay may mga benepisyo tulad ng simple structure, mataas na mechanical strength, at magandang sealing performance. Ang simple structure ay makakatulong sa paggawa at pag-maintain ng pressure cylinder, habang ang mataas na mechanical strength ay nagse-secure na ang piston ay makakatanggap ng high-pressure at high-speed movement sa proseso ng operasyon. Ang magandang sealing performance ng pressure cylinder ay nagse-secure na ang SF6 gas ay hindi lalabas, na nagpapanatili ng normal na operasyon ng circuit breaker at nagse-secure ng kaligtasan ng power grid.

PTFE-Reinforced Carbon Fiber Nozzles

Ang nozzle ay isang mahalagang bahagi ng arc-quenching chamber, at ang material performance nito ay direktang nakakaapekto sa service life at arc-quenching performance ng circuit breaker. Ang ABB ay nagpili ng PTFE-reinforced carbon fiber bilang material para sa nozzles ng 252kV dead tank SF6 circuit breaker arc-quenching chamber.

Ang PTFE-reinforced carbon fiber ay may excellent properties tulad ng high temperature resistance, wear resistance, at strong arc-erosion resistance. Sa panahon ng proseso ng pagquench ng arc, ang temperatura sa arc area ay maaaring umabot sa napakataas na halaga, kadalasang lumampas sa 10,000 °C. Ang high-temperature resistance ng PTFE-reinforced carbon fiber ay nagbibigay-daan sa nozzle na mapanatili ang structural integrity at performance stability sa ganitong harsh na kondisyon.

Sa pagdating ng arc-erosion resistance, ang material na ito ay maaaring tanggapan ang hindi bababa sa 2000 full-capacity interruptions (50kA), na siyang nagpapahaba ng maintenance cycle ng circuit breaker. Kumpara sa traditional na nozzle materials, ang PTFE-reinforced carbon fiber nozzles ay may mas mahabang service life, na binabawasan ang frequency ng equipment maintenance at replacement, at sa gayon, binabawasan ang overall operation at maintenance costs ng power grid.

SONCAP Certification at Compliance

Upang makapasok sa Nigerian market, ang 252kV dead tank SF6 circuit breaker arc-quenching chamber system na in-develop ng ABB ay matagumpay na lumampas sa SONCAP certification process. Ang SONCAP certification ay isang strict assessment program na in-implement ng Standards Organization of Nigeria upang masiguro na ang imported electrical products ay sumasang-ayon sa lokal na safety, health, at environmental protection standards.

Sa panahon ng certification process, ang produktong ito ng ABB ay dinala sa comprehensive tests sa iba't ibang aspeto, kasama ang electrical performance, mechanical performance, safety performance, at environmental adaptability. Ang dual-break series arc-quenching design, T-type piston pressure cylinder structure, at PTFE-reinforced carbon fiber nozzles ay lahat ay nailapat ang strict scrutiny at verification.

Halimbawa, sa electrical performance tests, ang voltage-sharing performance ng dual-break system, ang arc-quenching ability ng circuit breaker sa iba't ibang fault currents, at ang dielectric recovery characteristics ay lahat ay sumasang-ayon o lumampas sa requirements ng Nigerian standards. Sa mechanical performance tests, ang strength at durability ng T-type piston structure, pati na rin ang reliability ng mechanical operation ng circuit breaker, ay lubos na kinilala.

Ang matagumpay na pagkuha ng SONCAP certification ay hindi lamang nagpapatunay ng mataas na quality at reliability ng 252kV dead tank SF6 circuit breaker arc-quenching chamber system ng ABB kundi nagbibigay din ng solid na guarantee para sa wide application nito sa Nigerian power grid.

Application sa Power Grid ng Nigeria

Ang 252kV dead tank SF6 circuit breaker na may advanced arc-quenching chamber system na ito ay matagumpay na in-apply sa ilang key power transmission projects sa Nigeria. Sa mga proyektong ito, ang mga circuit breakers ay ipinakita ang kanilang excellent performance.

Sa panahon ng operasyon, ang dual-break series arc-quenching design ay epektibong nag-deal sa maraming short-circuit faults, na nagse-secure ng mabilis na isolation ng faults at minimization ng impact sa power grid. Ang T-type piston pressure cylinder structure ay matatag na bumuo ng high-speed SF6 gas flow, na nagbibigay-daan sa circuit breakers na matapos ang task ng pagquench ng arc sa maikling oras. Ang PTFE-reinforced carbon fiber nozzles ay patuloy na nagpapakita ng magandang performance, at walang significant erosion o damage ang nangyari kahit maraming operasyon.

Dahil sa reliable na operasyon ng mga circuit breakers, ang reliability at estabilidad ng Nigerian power grid ay siyentipikong nabigyan ng pagkakataon. Ang power outages na dulot ng circuit breaker failures ay malaki ang pagbawas, na nagbibigay ng mas stable na power supply para sa industrial production at pang-araw-araw na pamumuhay ng mga tao sa Nigeria. Sa parehong oras, ang mahabang service life at mababang maintenance requirements ng mga circuit breakers ay binabawasan din ang operation at maintenance costs ng lokal na power department, na may malaking kahalagahan para sa sustainable development ng power industry ng Nigeria.

Kakulungan

Ang disenyo ng 252kV dead tank SF6 circuit breaker arc-quenching chamber system ng ABB, kasama ang innovative dual-break series arc-quenching, T-type piston pressure cylinder structure, at PTFE-reinforced carbon fiber nozzles, ay nagbibigay ng excellent solution para sa high-voltage power transmission ng Nigeria. Ang pagkuha ng SONCAP certification ay nagse-secure ng pagtutugon nito sa lokal na standards, at ang matagumpay na application nito sa Nigerian power grid ay napatunayang may mataas na reliability at excellent performance. Ang case study na ito ay hindi lamang sumasang-ayon sa kasalukuyang power grid development needs ng Nigeria kundi nagbibigay din ng valuable experience at reference para sa disenyo at application ng similar high-voltage circuit breakers sa iba pang rehiyon. Sa hinaharap, ang ABB ay patuloy na mag-o-optimize at mag-i-improve ng teknolohiya na ito upang makatulong pa higit sa pag-unlad ng global power industry.