U prilog transformaciji stalno magnetskih prekidača u uredskoj sobi od 35kV u podstanici od 110kV u Luliang naftnom polju

I. Problemi s opremom u mrazovitim zimama

Uređajna soba od 35 kV u pretvoritelju od 110 kV u Luliang naftnom polju, koja je upućena u rad 2002. godine, uvijek je bila ključni područje za moj tim održavanja. Originalni vakuumski prekidači ZN23-40.5/1600 opremljeni mehaničkim pogonskim mehanizmima na temelju opruga, stvarali su stalne izazove tijekom mrazovitih zimskih mjeseci. S više od 200 komada i 12-etapnim mehaničkim spajanjem, mehanizmi na temelju opruga doživljavali su teške oštećenja na kliznim površinama trenja. Pri temperaturama koje su mogle pasti do -40°C, smolice bi zamrzavale, blokirajući ležaje – tijekom jednog ključnog hladnog vala, prekidač ulazne linije br. 3 nije mogao biti resetiran 4 sata, prisiljavajući nas da radimo uz uređaje sa električnim grejacima kako bismo spriječili isključivanje sustava.

II. Transformacija prekidača s trajnim magnetom

Kao tehnički voditelj 2010. godine, sudjelovao sam u projektu obnove uređaja od 35 kV pokrenutom od strane Xinjiang Naftnog poduzeća. Design prekidača YWL-12 s trajnim magnetom – "bistabilni mehanizam trajnog magnetskog + pametni kontroler" – revolucionirao je naš pristup:

(A) Tehnološki preokret: Od mehaničkog do magnetskog upravljanja

• Princip rada mehanizma trajnog magneta: U laboratorijskim simulacijama smo uočili da 220V DC puls aktivira zatvorišnu bobinu, gdje se elektromagnetsko i trajno magnetsko polje superponiraju generirajući silu potiska od 1800N, završavajući energiju spremanja opruge kontakta u 15ms. Za otvaranje, obrnuto elektromagnetsko polje smanjuje silu držanja, omogućujući da se otvorišna opruga razdvaja kontakte brzinom od 2.8m/s. Ovaj dizajn "elektromagnetski okidač + trajno magnetsko držanje" eliminirao je potrebu za motorima za pohranu energije mehanizama na temelju opruga i složenim spajanjima.

• Značajka dizajna za hitne situacije: Ručni mehanizam za otvaranje ostavio je dugotrajan utisak – zahtijeva samo 12N·m momenta za operaciju, pokazivši pouzdanost čak i pri -30°C, što je testirano u terenskim probama.

(B) Rezultati primjene na terenu

• Verifikacija otpornosti na hlad: U testu pri -38°C prvog renoviranog prekidača zimom 2011. godine, provodili smo 100 uzastopnih operacija. Prekidač na temelju opruge zastao je na 17. ciklusu zbog zamrznute smolice, dok je prekidač s trajnim magnetom održao devijaciju vremena akcije od ±2ms – više nema potrebe za zagrijivačima za kućnice mehanizama.

• Prednosti pametnog upravljanja: Novi elektronički kontroler nadgledao je krivulje putovanja kontakata u stvarnom vremenu. Kada se dogodilo odstupanje putovanja od 0.3mm u fazi B, sustav nas je upozorio 24 sata unaprijed – nekako drugačije od starih mehanizama na temelju opruga, koji su se oslanjali na čujne indikatore i jednom su propali zbog otključanog spojnog štapa.

• Vijek trajanja i potrošnja energije: Nakon šest mjeseci, disektirani prekidači s trajnim magnetom pokazali su eroziju kontakata od samo 0.05mm, uspoređeno s 0.3mm u neizmijenjenim prekidačima na temelju opruga. Još zanimljivije: struja držanja od 50μA (1/1000 tradicionalnih mehanizama) eliminirala je propade zbog pregrjevanja bobina.

III. Dva godina operativnih podataka

Do kraja 2012. godine, 16 prekidača s trajnim magnetom radilo je 730 dana, donoseći izazivajuće statistike:

• Godišnji broj propada u operaciji smanjio se s 27 na 0

• Radni sati održavanja po jedinici smanjeni su s 8 na 1.5

• Ukupna stopa propada opreme smanjila se za 92%

Tijekom zimskog zaustavljanja prošle godine, gledajući kako kolege bez truda testiraju prekidače, sjetio sam se svojih ranijih dana borbi s mehanizmima na temelju opruga u mrazovitim uvjetima. "Bez održavanja" priroda tehnologije trajnog magneta sada nam omogućuje da se fokusiramo na nadogradnje pametnog mreže – dokaz da tehnološka inovacija ne samo rješava trenutne probleme, već također otvara put za buduće mogućnosti.