Design och tillämpningsfall av 252kV död tank SF6 brytare bågläckage kammarsystem

Introduktion

Under de senaste åren har Nigerias elförbrukning ökat med utvecklingen av dess ekonomi och samhälle. Ett stabilt och tillförlitligt elöverföringssystem är avgörande för dess utveckling. De 252kV högspänningsledningar spelar en viktig roll i Nigerias elkraftnät, och kretsuttagarnas prestanda påverkar direkt säkerheten och stabilitетность линий. ABB, как ведущий мировой производитель электротехнического оборудования, разработала выключатель SF6 с мертвым баком на 252 кВ с передовой системой гашения дуги, который предназначен для удовлетворения специфических потребностей нигерийской энергосистемы и получил сертификацию SONCAP, гарантирующую его соответствие местным стандартам.

Design av systemet för gaskammarens duggningskammare
Dubbelbrytningsserie design för duggningskammare

Duggningskammaren i 252kV-mårtens-SF6-kretsuttagare använder en dubbelbrytningsseriedesign. I denna design är två brytare sammankopplade i serie, och varje brytare är utformad för att bära ungefär 50% av den totala spänningen, det vill säga 126kV. Denna innovativa metod minskar betydligt dielektriska återhämtningstrycket på en enda brytare.

När ett kortslutshaveri uppstår i elkraftnätet genereras en storströmsduga i kretsuttagaren. I den traditionella enskilda brytarkretsuttagaren måste hela 252kV-spänningen under duggningsprocessen bäras av en brytare, vilket ger enormt tryck på dielektrisk återhämtning av brytaren. Men i dubbelbrytningsseriedesignen delas spänningen mellan de två brytarna. Detta minskar inte bara elektriska belastningar på varje brytare utan förkortar också tiden som krävs för dielektrisk återhämtning. Resultatet blir att duggningsprestandan förbättras, och risken för om-antändning av duga efter duggning minskas betydligt.

För att säkerställa stabilt drift av dubbelbrytningssystemet har ABB också utvecklat en uppsättning exakta spänningsdelningskontrolltekniker. Specialparallella kondensatorer är installerade vid båda ändarna av varje brytare. Dessa kondensatorer är noggrant kalibrerade för att säkerställa att spänningsfördelningen mellan de två brytarna är så balanserad som möjligt, även under komplexa övergångsstatusfelvillkor. Denna spänningsdelningsmekanism förbättrar ytterligare pålitligheten hos duggningskammarsystemet.

T-formad pistontryckcylinderstruktur

Tryckcylindern i duggningskammarsystemet är utformad med en T-formad pistonstruktur, vilket är en viktig komponent för att generera höghastighet SF6-gasflöde. När kretsuttagaren får ett tripkommando börjar T-formad piston röra sig. Under öppningsprocessen komprimerar pistonen SF6-gasen i cylindern till ett tryck på 1,2MPa.

Denna komprimeringsprocess är noggrant kontrollerad för att säkerställa att ett höghastig gasflöde på 600m/s kan genereras. Det höghastiga SF6-gasflödet spelar en viktig roll i duggningsprocessen. När duga genereras kan det höghastiga gasflödet snabbt kyla ned duggplasma, minska temperaturen på duga och ta bort ioniserade partiklar i dugakanalen. Genom detta accelererar det processen för dielektrisk återhämtning i duggningsgapet, vilket gör att kretsuttagaren snabbt kan avbryta felströmmen och slutföra duggningsuppgiften.

T-formad pistonstruktur har också fördelarna med enkel struktur, hög mekanisk styrka och bra tätningsprestanda. Den enkla strukturen är gynnsam för tillverkning och underhåll av tryckcylindern, medan den höga mekaniska styrkan säkerställer att pistonen kan motstå högtryck och höghastighetsrörelse under driftprocessen. Den goda tätningsprestandan hos tryckcylindern säkerställer att SF6-gasen inte läcker, vilket upprätthåller normal drift av kretsuttagaren och garanterar elkraftnätets säkerhet.

PTFE-förstärkt karbonfibermunstycken

Munstycket är en viktig del av duggningskammaren, och dess materialprestanda påverkar direkt livslängden och duggningsprestandan av kretsuttagaren. ABB har valt PTFE-förstärkt karbonfiber som material för munstycken i duggningskammaren för 252kV-mårtens-SF6-kretsuttagare.

PTFE-förstärkt karbonfiber har utmärkta egenskaper som hög temperaturmotstånd, nötningstålighet och stark duggrosionsbeständighet. Under duggningsprocessen kan temperaturen i dugazonen nå extremt höga värden, ofta över 10 000 °C. Högtemperaturmotståndet hos PTFE-förstärkt karbonfiber gör att munstycket kan behålla sin strukturella integritet och prestandastabilitet under sådana hårda förhållanden.

I fråga om duggrosionsbeständighet kan detta material stå emot minst 2000 fullkapacitetsavbrott (50kA), vilket betydligt förlänger underhållscykeln för kretsuttagaren. Jämfört med traditionella munstycksmaterial har PTFE-förstärkta karbonfibermunstycken en längre livslängd, vilket minskar frekvensen av utrustningsunderhåll och byten, och därmed minskar den totala drifts- och underhållskostnaden för elkraftnätet.

SONCAP-certifiering och överensstämmelse

För att kunna trädga in på den nigerianska marknaden har 252kV-mårtens-SF6-kretsuttagarens duggningskammarsystem utvecklat av ABB framgångsrikt passerat SONCAP-certifieringsprocessen. SONCAP-certifieringen är en strikt utvärderingsprogram genomfört av Standards Organization of Nigeria för att säkerställa att importerade elektriska produkter uppfyller lokala säkerhets-, hälsoskydds- och miljöskyddsnormer.

Under certifieringsprocessen har ABB:s produkt genomgått omfattande tester i olika aspekter, inklusive elektrisk prestanda, mekanisk prestanda, säkerhetsprestanda och miljöanpassning. Dubbelbrytningsserieduggningsdesign, T-formad pistontryckcylinderstruktur och PTFE-förstärkt karbonfibermunstycken har alla klarat strikt granskning och verifiering.

Till exempel, i elektriska prestandatest, har spänningsdelningsprestanda av dubbelbrytningssystemet, kretsuttagarens duggningsförmåga under olika felströmmar, och dielektriska återhämtningsegenskaper alla uppfyllt eller överträffat nigerianska standardkrav. I mekaniska prestandatest har styrkan och hållbarheten av T-formad pistonstruktur, samt tillförlitligheten av kretsuttagarens mekaniska drift, också fullt erkänts.

Den framgångsrika erhållandet av SONCAP-certifiering bevisar inte bara den höga kvaliteten och tillförlitligheten av ABB:s 252kV-mårtens-SF6-kretsuttagarens duggningskammarsystem, utan ger också en solid garanti för dess breda tillämpning i det nigerianska elkraftnätet.

Användning i Nigerias elkraftnät

252kV-mårtens-SF6-kretsuttagare med detta avancerade duggningskammarsystem har framgångsrikt applicerats i flera viktiga elöverföringsprojekt i Nigeria. I dessa projekt har kretsuttagarna visat utmärkt prestanda.

Under driftprocessen har dubbelbrytningsserieduggningsdesign effektivt hanterat flera kortslutshaverier, vilket säkerställer snabb isolering av fel och minimerar påverkan på elkraftnätet. T-formad pistontryckcylinderstruktur har stabil genererat höghastighet SF6-gasflöde, vilket gör att kretsuttagarna kan slutföra duggningsuppgiften inom kort tid. PTFE-förstärkta karbonfibermunstycken har också behållit god prestanda, och inga signifikanta erosioner eller skador har inträffat även efter många operationer.

Tack vare den tillförlitliga driften av dessa kretsuttagare har pålitligheten och stabiliteten i det nigerianska elkraftnätet betydligt förbättrats. Strömavbrott orsakade av kretsuttagarfel har betydligt minskat, vilket ger en mer stabil strömförsörjning för industriell produktion och människors dagliga liv i Nigeria. Samtidigt har den långa livslängden och låga underhållskraven för kretsuttagarna också minskat drifts- och underhållskostnaderna för lokal energidepartement, vilket är av stort värde för den hållbara utvecklingen av Nigerias energisektor.

Slutsats

Designen av 252kV-mårtens-SF6-kretsuttagarens duggningskammarsystem av ABB, med dess innovativa dubbelbrytningsserieduggning, T-formad pistontryckcylinderstruktur och PTFE-förstärkta karbonfibermunstycken, ger en utmärkt lösning för Nigerias högspänningselöverföring. Att erhålla SONCAP-certifiering säkerställer dess överensstämmelse med lokala standarder, och dess framgångsrika tillämpning i det nigerianska elkraftnätet har verifierat dess höga tillförlitlighet och utmärkt prestanda. Detta designfall uppfyller inte bara de aktuella elkraftnätsutvecklingsbehoven i Nigeria, men ger också värdefull erfarenhet och referens för design och tillämpning av liknande högspänningskretsuttagare i andra regioner. I framtiden kommer ABB att fortsätta optimera och förbättra denna teknik för att bidra mer till utvecklingen av den globala energisektorn.