Concernant la transformation des disjoncteurs à aimants permanents dans le local de commutation 35kV de la sous-station 110kV dans le champ pétrolifère de Luliang

I. Les dilemmes des équipements en hiver glacial

La salle de commutation 35kV de la sous-station 110kV dans le champ pétrolifère de Luliang, mise en service en 2002, a toujours été une zone clé pour mon équipe de maintenance. Les disjoncteurs à vide ZN23-40.5/1600 d'origine, équipés de mécanismes à ressort, ont posé des défis récurrents pendant les hivers en dessous de zéro. Avec plus de 200 composants et une liaison mécanique à 12 étapes, les mécanismes à ressort ont subi un usure sévère sur les surfaces de frottement glissant. À des températures aussi basses que -40°C, les lubrifiants gelaient, bloquant les roulements - lors d'une vague de froid critique, le disjoncteur de ligne entrante n°3 n'a pas pu être remis en place pendant 4 heures, nous obligeant à travailler à côté des tableaux de distribution avec des chauffages électriques pour éviter une panne du système.

II. La transformation des disjoncteurs à aimant permanent

En tant que responsable technique en 2010, j'ai participé au projet de rénovation des tableaux de distribution 35kV initié par la compagnie Xinjiang Oilfield. Le design du disjoncteur à aimant permanent YWL-12 - "mécanisme à aimant permanent bistable + contrôleur intelligent" - a révolutionné notre approche :

(A) Avancée technologique : Du contrôle mécanique au contrôle magnétique

• Principe du mécanisme à aimant permanent : Dans les simulations en laboratoire, nous avons observé qu'un pulse DC de 220V déclenche la bobine de fermeture, où les champs électromagnétique et permanent se superposent pour générer une force de 1 800 N, complétant le stockage d'énergie du ressort de contact en 15 ms. Pour l'ouverture, un champ électromagnétique inverse diminue la force de maintien, permettant au ressort d'ouverture de séparer les contacts à 2,8 m/s. Ce design "déclenchement électromagnétique + maintien par aimant permanent" a éliminé le besoin de moteurs de stockage d'énergie et de liaisons complexes pour les mécanismes à ressort.

• Caractéristique de conception d'urgence : Le dispositif de déclenchement manuel a laissé une impression durable - nécessitant seulement 12 N·m de couple pour fonctionner, il correspondait aux vitesses de déclenchement électrique même à -30°C, une fiabilité testée lors des essais sur le terrain.

(B) Résultats de l'application sur site

• Vérification de la résistance au froid : Dans un test à -38°C du premier disjoncteur rénové en hiver 2011, nous avons effectué 100 opérations consécutives. Le disjoncteur à ressort s'est bloqué au 17e cycle en raison du lubrifiant gelé, tandis que le disjoncteur à aimant permanent a maintenu une déviation de temps d'action de ±2 ms - plus besoin de couvertures chauffantes pour les armoires de mécanismes.

• Avantages du contrôle intelligent : Le nouveau contrôleur électronique surveillait en temps réel les courbes de déplacement des contacts. Lorsqu'une déviation de 0,3 mm de surcourse s'est produite en phase B, le système nous a alertés 24 heures à l'avance - contrairement aux anciens mécanismes à ressort, qui s'appuyaient sur des signaux sonores et avaient déjà échoué en raison d'une tige de connexion détachée.

• Durée de vie et consommation d'énergie : Après six mois, les disjoncteurs à aimant permanent désassemblés n'ont montré qu'une érosion des contacts de 0,05 mm, contre 0,3 mm pour les disjoncteurs à ressort non modifiés. Encore plus remarquable : le courant de maintien de 50 µA (1/1000ème des mécanismes traditionnels) a éliminé les pannes dues à la surchauffe des bobines.

III. Deux ans de données opérationnelles

Fin 2012, 16 disjoncteurs à aimant permanent avaient fonctionné pendant 730 jours, offrant des statistiques frappantes :

• Les pannes annuelles d'exploitation sont passées de 27 à 0

• Les heures-homme de maintenance par unité sont passées de 8 à 1,5

• Le taux global de défaillance des équipements a diminué de 92%

Lors d'une interruption hivernale l'année dernière, alors que je regardais mes collègues tester facilement les disjoncteurs, je me suis rappelé mes premiers jours de lutte avec les mécanismes à ressort dans des conditions glaciales. La nature "sans entretien" de la technologie à aimant permanent nous libère maintenant pour nous concentrer sur les mises à niveau de la grille intelligente - preuve que l'innovation technologique ne résout pas seulement les problèmes immédiats, mais ouvre également la voie à de nouvelles possibilités futures.