Ontwerp en toepassingsgeval van 252kV Dead Tank SF6 Schakelaar Boogdoofkamer Systeem

Inleiding

In de afgelopen jaren is de vraag naar elektriciteit in Nigeria gestegen met de ontwikkeling van de economie en de samenleving. Een stabiel en betrouwbaar elektriciteitsverdeelsysteem is cruciaal voor deze ontwikkeling. De 252kV hoogspanningslijnen spelen een belangrijke rol in het elektriciteitsnetwerk van Nigeria, en de prestaties van schakelaars hebben directe invloed op de veiligheid en stabiliteit van deze lijnen. ABB, als wereldwijde leider in elektrische apparatuur, heeft een 252kV dode tank SF6-schakelaar ontwikkeld met een geavanceerd boogdoofkamersysteem, ontworpen om aan de specifieke behoeften van het elektriciteitsnetwerk van Nigeria te voldoen en heeft SONCAP-certificering verkregen, waarmee wordt gegarandeerd dat het voldoet aan lokale normen.

Ontwerp van het Boogdoofkamersysteem
Dubbele Serie Boogdoofontwerp

Het boogdoofkamer van de 252kV dode tank SF6-schakelaar maakt gebruik van een dubbel serieontwerp. In dit ontwerp zijn twee onderbrekers in serie verbonden, en elke onderbreker is ontworpen om ongeveer 50% van de totale spanning, dus 126kV, te dragen. Deze innovatieve benadering vermindert aanzienlijk de dielectrische herstelprestatie op één onderbreker.

Bij het optreden van een kortsluitingsfout in het elektriciteitsnet wordt er een grote stroomboog in de schakelaar geproduceerd. Bij traditionele enkele onderbrekers moet de volledige spanning van 252kV door één onderbreker worden gedragen tijdens het boogdoofproces, wat een enorme druk legt op de dielectrische herstel van de onderbreker. Echter, bij het dubbele serieontwerp wordt de spanning verdeeld over de twee onderbrekers. Dit vermindert niet alleen de elektrische spanning op elke onderbreker, maar ook de tijd die nodig is voor de dielectrische herstel. Hierdoor wordt de efficiëntie van het boogdoofproces verbeterd, en wordt het risico op heropwekking van de boog na doven sterk verminderd.

Om de stabiele werking van het dubbele serie systeem te waarborgen, heeft ABB ook een set nauwkeurige spanning-verdelingstechnologieën ontwikkeld. Speciale parallel condensatoren zijn geïnstalleerd aan beide einden van elke onderbreker. Deze condensatoren zijn zorgvuldig gekalibreerd om ervoor te zorgen dat de spanningverdeling tussen de twee onderbrekers zo evenwichtig mogelijk is, zelfs onder complexe tijdelijke foutomstandigheden. Dit spanning-verdelingsmechanisme verhoogt de betrouwbaarheid van het boogdoofkamersysteem nog verder.

T-vormige Kolbepompstructuur

De pomp in het boogdoofkamersysteem is ontworpen met een T-vormige kolbestructuur, een cruciaal onderdeel voor het genereren van hoge snelheids SF6-gasstromen. Wanneer de schakelaar een uitschakelcommando ontvangt, begint de T-vormige kolbe te bewegen. Tijdens het openen comprimeert de kolbe het SF6-gas in de pomp tot een druk van 1,2MPa.

Dit compressieproces wordt precies gereguleerd om ervoor te zorgen dat een hoge snelheids gasstroom van 600m/s kan worden gegenereerd. De hoge snelheids SF6-gasstroom speelt een cruciale rol in het boogdoofproces. Wanneer de boog wordt geproduceerd, kan de hoge snelheids gasstroom de boogplasma snel afkoelen, de temperatuur van de boog verlagen en de geïoniseerde deeltjes in de boogkanaal verwijderen. Op deze manier versnelt het de herstel van de dielectrische sterkte in de boogdoofopening, waardoor de schakelaar snel de foutstroom kan doorsnijden en het boogdooftaak kan voltooien.

De T-vormige kolbestructuur heeft ook de voordelen van een eenvoudige constructie, hoge mechanische sterkte en goede sluitingseigenschappen. De eenvoudige constructie is bevorderlijk voor de fabricage en onderhoud van de pomp, terwijl de hoge mechanische sterkte ervoor zorgt dat de kolbe de hoge druk en hoge snelheid tijdens het bedrijfsproces kan weerstaan. De goede sluitingseigenschappen van de pomp zorgen ervoor dat het SF6-gas niet lekt, waardoor de normale werking van de schakelaar wordt gewaarborgd en de veiligheid van het elektriciteitsnet wordt verzekerd.

PTFE-Versterkte Koolstofvezel Nozzles

De nozzle is een belangrijk onderdeel van het boogdoofkamer, en de materiaaleigenschappen beïnvloeden rechtstreeks de levensduur en de boogdoofprestaties van de schakelaar. ABB heeft PTFE-geversterkte koolstofvezel gekozen als materiaal voor de nozzles van de 252kV dode tank SF6-schakelaar boogdoofkamer.

PTFE-geversterkte koolstofvezel heeft uitstekende eigenschappen zoals hittebestendigheid, slijtvastheid en sterke boogeroderesistentie. Tijdens het boogdoofproces kan de temperatuur in de boogzone extreem hoog worden, vaak meer dan 10.000 °C. De hittebestendigheid van PTFE-geversterkte koolstofvezel zorgt ervoor dat de nozzle zijn structuur integriteit en prestatiestabiliteit behoudt onder dergelijke strenge omstandigheden.

Wat betreft de boogeroderesistentie, kan dit materiaal minstens 2000 volledige onderbrekingen (50kA) verdragen, wat de onderhoudscyclus van de schakelaar aanzienlijk verlengt. In vergelijking met traditionele nozzlematerialen hebben PTFE-geversterkte koolstofvezel nozzles een langere levensduur, wat de frequentie van apparatuuronderhoud en -vervanging vermindert, en daardoor de totale exploitatie- en onderhoudskosten van het elektriciteitsnet verlaagt.

SONCAP-Certificering en Voldoening

Om de Nigeriaanse markt binnen te komen, heeft het 252kV dode tank SF6-schakelaar boogdoofkamersysteem dat door ABB is ontwikkeld, succesvol de SONCAP-certificeringsprocedure doorlopen. De SONCAP-certificering is een strikt evaluatieprogramma dat door de Standards Organization of Nigeria wordt uitgevoerd om ervoor te zorgen dat ingevoerde elektrische producten voldoen aan lokale veiligheids-, gezondheids- en milieubeschermingsnormen.

Tijdens het certificeringsproces heeft ABB's product diverse aspecten ondergaan, inclusief elektrische prestaties, mechanische prestaties, veiligheidsprestaties en milieu-aanpassing. Het dubbele serie boogdoofontwerp, de T-vormige kolbepompstructuur en de PTFE-geversterkte koolstofvezel nozzles hebben allemaal streng toezicht en verificatie doorstaan.

Bijvoorbeeld, in de elektrische prestatietests, de spanning-verdelingsprestaties van het dubbele systeem, de boogdoofcapaciteit van de schakelaar onder verschillende foutstromen, en de dielectrische herstelkenmerken hebben allemaal voldaan of overtroffen de eisen van Nigeriaanse normen. In de mechanische prestatietests, de sterkte en duurzaamheid van de T-vormige kolbestructuur, evenals de betrouwbaarheid van de mechanische bediening van de schakelaar, werden ook volledig erkend.

De succesvolle verwerving van de SONCAP-certificering bewijst niet alleen de hoge kwaliteit en betrouwbaarheid van ABB's 252kV dode tank SF6-schakelaar boogdoofkamersysteem, maar biedt ook een solide garantie voor zijn brede toepassing in het elektriciteitsnetwerk van Nigeria.

Toepassing in het Elektriciteitsnetwerk van Nigeria

De 252kV dode tank SF6-schakelaar met dit geavanceerde boogdoofkamersysteem is succesvol toegepast in verschillende belangrijke elektriciteitsverdeelprojecten in Nigeria. In deze projecten hebben de schakelaars uitstekende prestaties getoond.

Tijdens het bedrijfsproces heeft het dubbele serie boogdoofontwerp effectief meerdere kortsluitingsfouten aangepakt, waardoor snelle isolatie van fouten werd gewaarborgd en de impact op het elektriciteitsnet werd geminimaliseerd. De T-vormige kolbepompstructuur heeft stabiel hoge snelheids SF6-gasstromen geproduceerd, waardoor de schakelaars het boogdoofproces binnen een korte tijd konden voltooien. De PTFE-geversterkte koolstofvezel nozzles hebben ook goede prestaties getoond, en er is geen aanzienlijke erosie of schade opgetreden, zelfs na veel operaties.

Dankzij de betrouwbare werking van deze schakelaars is de betrouwbaarheid en stabiliteit van het elektriciteitsnetwerk van Nigeria aanzienlijk verbeterd. Stroomuitval veroorzaakt door schakelaarfouten is sterk verminderd, wat een stabielere stroomvoorziening biedt voor industriële productie en het dagelijkse leven in Nigeria. Tegelijkertijd heeft de lange levensduur en lage onderhoudsvereisten van de schakelaars de exploitatie- en onderhoudskosten van de lokale energiedienst verlaagd, wat van groot belang is voor de duurzame ontwikkeling van de Nigeriaanse energie-industrie.

Conclusie

Het ontwerp van het 252kV dode tank SF6-schakelaar boogdoofkamersysteem door ABB, met zijn innovatieve dubbele serie boogdoof, T-vormige kolbepompstructuur en PTFE-geversterkte koolstofvezel nozzles, biedt een uitstekende oplossing voor de hoogspanningsverdeling in Nigeria. De verkrijging van de SONCAP-certificering garandeert de voldoening aan lokale normen, en de succesvolle toepassing in het elektriciteitsnetwerk van Nigeria heeft de hoge betrouwbaarheid en uitstekende prestaties ervan bevestigd. Dit ontwerpcase voldoet niet alleen aan de huidige ontwikkelingsbehoeften van het elektriciteitsnetwerk van Nigeria, maar biedt ook waardevolle ervaringen en referenties voor het ontwerp en de toepassing van soortgelijke hoogspanningsschakelaars in andere regio's. In de toekomst zal ABB deze technologie blijven optimaliseren en verbeteren om meer bij te dragen aan de ontwikkeling van de wereldwijde energie-industrie.