252kV holt tartályú SF6 áramközi törésgödör látványtömörítő rendszerének tervezése és alkalmazási esete

Bevezetés

Az elmúlt években Nigéria energiaszükséglete a gazdaság és társadalom fejlődésével együtt nő. Egy stabil és megbízható áramátviteli rendszer alapvető fontosságú a fejlődés szempontjából. A 252 kV feszültségű magfeszültségű áramvonalak létfontosságú szerepet játszanak Nigéria villamos hálózatában, és a vágókapcsolók teljesítménye közvetlenül befolyásolja ezek biztonságát és stabilitását. Az ABB, mint világszínvonalú villamos berendezékek gyártója, egy olyan 252 kV halott tartályú SF6 vágókapcsolót fejlesztett ki, amelynek van egy fejlett ívkitörlő kamra rendszere, mely tervezése célja a nigériai villamos hálózat specifikus igényeinek kielégítése, és amely SONCAP tanúsítást szerzett, ami garantálja megfelelőségét a helyi normáknak.

Az ívkitörlő kamra rendszer tervezése
Két sorozatos ívkitörlő töréspontú tervezés

A 252 kV halott tartályú SF6 vágókapcsoló ívkitörlő kamrája egy két sorozatos ívkitörlő töréspontú tervezést alkalmaz. Ez a tervezésben két töréspont egymás után kapcsolódik, és minden töréspont körülbelül 50%-ot, azaz 126 kV-t vesz fel a teljes feszültségből. Ez az innovatív megközelítés jelentősen csökkenti a dielektrikus helyreállítási nyomást egyetlen törésponton.

Amikor rövidzárlati hiba lép fel a villamos hálózatban, a vágókapcsolóban nagy áramerősségű ív keletkezik. A hagyományos, egy törésponttal rendelkező vágókapcsoló esetén az egész 252 kV feszültséget egy töréspontnak kell elviselnie az ívkitörlési folyamat során, ami jelentős nyomást gyakorol a töréspont dielektrikus helyreállítására. Azonban a két sorozatos töréspontú tervezésben a feszültség a két töréspont között osztódik meg. Ez nem csak csökkenti a mindegyik töréspontra nehezedő elektrikus terhelést, de rövidíti a dielektrikus helyreállítás idejét is. Így javul az ívkitörlés hatékonysága, és jelentősen csökken az ív újrafeltünnésének kockázata a kitörlés után.

A két sorozatos töréspontú rendszer stabil működésének biztosítása érdekében az ABB egy pontos feszültségmegosztó irányítási technológiát fejlesztett ki. Speciális párhuzamos kondenzátorokat telepítette minden töréspont mindkét végére. Ezek a kondenzátorok nagyon precízen beállítottak, hogy még összetett átmeneti hibák mellett is a lehető legjobban kiegyenlített legyen a feszültségeloszlás a két töréspont között. Ez a feszültségmegosztó mechanizmus tovább erősíti az ívkitörlő kamra rendszer megbízhatóságát.

T alakú pistonnyomókamra szerkezet

Az ívkitörlő kamra rendszer nyomókamrája T alakú piston szerkezettel van ellátva, ami egy kulcsfontosságú elem a magas sebességű SF6 gázáram generálásához. Amikor a vágókapcsoló kap egy záróparancsot, a T alakú piston elkezd mozogni. A nyitási folyamat során a piston 1,2 MPa nyomáson tömöríti a kamrában található SF6 gázt.

Ez a tömörítési folyamat nagyon precízen vezérelhető, hogy 600 m/s-es magas sebességű gázáramot lehessen előállítani. A magas sebességű SF6 gázáram kulcsszerepet játszik az ívkitörlési folyamatban. Amikor az ív jön létre, a magas sebességű gázáram gyorsan hűtöttebbé teszi az ív plazmát, csökkentve annak hőmérsékletét, és eltávolítja az ionizált részecskéket az ív csatornájából. Így gyorsítja a dielektrikus erősségi helyreállítás folyamatát az ívkitörlő részben, lehetővé téve a vágókapcsolónak, hogy gyorsan lezárja a hibákat okozó áramot, és befejezze az ívkitörlési feladatot.

A T alakú piston szerkezetnek egyszerű szerkezete, magas mechanikai erőssége és jó szellőzési tulajdonságai vannak. Az egyszerű szerkezet segíti a nyomókamra gyártását és karbantartását, míg a magas mechanikai erősség garantálja, hogy a piston képes lesz a működés során fellépő magas nyomású és magas sebességű mozgásokat elviselni. A nyomókamra jó szellőzési teljesítménye biztosítja, hogy az SF6 gáz nem szivároghat ki, megőrizve a vágókapcsoló normális működését, és garantálva a villamos hálózat biztonságát.

PTFE-erősített szennyfém szállítócsők

A szállítócső az ívkitörlő kamra egyik fontos eleme, és anyagának teljesítménye közvetlenül befolyásolja a vágókapcsoló élettartamát és ívkitörlési teljesítményét. Az ABB PTFE-erősített szennyfém anyagot választott a 252 kV halott tartályú SF6 vágókapcsoló ívkitörlő kamra szállítócsőinek anyagául.

A PTFE-erősített szennyfém rendkívül jó tulajdonságokkal bír, mint például a magas hőmérsékletű ellenállás, súrlódás-ellenállás és erős íverózékenység. Az ívkitörlési folyamat során az ív területének hőmérséklete nagyon magas értékre emelkedhet, gyakran 10 000 °C fölé. A PTFE-erősített szennyfém magas hőmérsékletű ellenállása lehetővé teszi, hogy a szállítócső strukturális integritását és teljesítmény-stabilitását ilyen kemény körülmények között is fenntartsa.

Íverózékenység tekintetében ez az anyag legalább 2000 teljes kapacitású (50 kA) megszakítást tud elviselni, ami jelentősen meghosszabbítja a vágókapcsoló karbantartási ciklusát. A hagyományos szállítócsőanyagokhoz képest a PTFE-erősített szennyfém szállítócsők hosszabb élettartamúak, csökkentve az eszközök karbantartásának és cseréjének gyakoriságát, és ezzel csökkentve a villamos hálózat teljes üzemeltetési és karbantartási költségeit is.

SONCAP tanúsítás és megfelelőség

A nigériai piac betérése érdekében az ABB által fejlesztett 252 kV halott tartályú SF6 vágókapcsoló ívkitörlő kamra rendszere sikeresen teljesítette a SONCAP tanúsítási folyamatot. A SONCAP tanúsítás a Nigériai Normálisítási Szervezet által végrehajtott szigorú értékelési program, amely garantálja, hogy a behozatali villamos termékek megfeleljenek a helyi biztonsági, egészségügyi és környezetvédelmi normáknak.

A tanúsítási folyamat során az ABB terméke számos területen, beleértve az elektromos, mechanikai, biztonsági teljesítményt és környezetalkalmazkodó képességet, átfogó vizsgálatokon ment keresztül. A két sorozatos ívkitörlő tervezés, a T alakú pistonnyomókamra szerkezet, és a PTFE-erősített szennyfém szállítócsők mind szigorú ellenőrzésre és ellenőrzésre kerültek.

Például az elektromos teljesítményvizsgálatok során a két sorozatos rendszer feszültségmegosztó teljesítménye, a vágókapcsoló ívkitörlési képessége különböző hibákat okozó áramok esetén, valamint a dielektrikus helyreállítási jellemzői mind megfeleltek vagy túlszárultak a nigériai normák követelményein. A mechanikai teljesítményvizsgálatok során a T alakú piston szerkezet ereje és tartósága, valamint a vágókapcsoló mechanikai működésének megbízhatósága is teljes mértékben elismertek voltak.

A SONCAP tanúsítás sikeres beszerzése nem csak azt bizonyítja, hogy az ABB 252 kV halott tartályú SF6 vágókapcsoló ívkitörlő kamra rendszere magas minőségű és megbízható, de szilárd garanciát is ad a széles körű alkalmazásához a nigériai villamos hálózatban.

Alkalmazás a nigériai villamos hálózatban

Ez az általánosított ívkitörlő kamra rendszerrel felszerelt 252 kV halott tartályú SF6 vágókapcsoló sikeresen alkalmazódott Nigéria több kulcsfontosságú áramátviteli projektjében. Ezekben a projektekben a vágókapcsolók kiváló teljesítményt mutattak.

A működés során a két sorozatos ívkitörlő tervezés hatékonyan kezelte a többszörös rövidzárlati hibákat, biztosítva a hibák gyors elkülönítését, és minimalizálva a villamos hálózatra nehezedő hatást. A T alakú pistonnyomókamra szerkezet stabil módon generált magas sebességű SF6 gázáramot, lehetővé téve, hogy a vágókapcsolók rövid idő alatt befejezhessek az ívkitörlési feladatot. A PTFE-erősített szennyfém szállítócsők is jól teljesítettek, és jelentős eroszió vagy károsodás sem történt sokszoros működés után sem.

Ezek a vágókapcsolók megbízható működése miatt a nigériai villamos hálózat megbízhatósága és stabilitása jelentősen javult. A vágókapcsolók hibái által okozott áramkimaradások drasztikusan csökkentek, biztosítva egy stabilabb áramellátást Nigéria ipari termelésének és lakosságának mindennapi életének. Ugyanakkor a vágókapcsolók hosszú élettartama és alacsony karbantartási igényei csökkentették a helyi villamos szolgáltatók üzemeltetési és karbantartási költségeit, ami nagy jelentőségű a nigériai villamosipar fenntartható fejlődésére nézve.

Összefoglalás

Az ABB által tervezett 252 kV halott tartályú SF6 vágókapcsoló ívkitörlő kamra rendszere, amely innovatív két sorozatos ívkitörlő, T alakú pistonnyomókamra szerkezet és PTFE-erősített szennyfém szállítócsőkkel rendelkezik, kiváló megoldást kínál Nigéria magfeszültségű áramátviteli igényeire. A SONCAP tanúsítás beszerzése garantálja a helyi normáknak való megfelelését, és a sikeres alkalmazása a nigériai villamos hálózatban bizonyítja magas megbízhatóságát és kiváló teljesítményét. Ez a tervezési eset nem csak a jelenlegi villamos hálózati fejlesztési igényeket teljesíti Nigériában, de értékes tapasztalatot és referenciát is nyújt hasonló magfeszültségű vágókapcsolók tervezésére és alkalmazására más régiókban. A jövőben az ABB folytatja e technológia optimalizálását és fejlesztését, hogy további hozzájárulást tegyen a globális villamosipar fejlődéséhez.