Касательно трансформации постоянных магнитных выключателей в 35кВ распределительном устройстве 110кВ подстанции в Лулянском нефтяном месторождении

I. Проблемы с оборудованием в морозные зимы

Коммутационная установка на 35 кВ подстанции на 110 кВ в нефтяном месторождении Лулян, введенная в эксплуатацию в 2002 году, всегда была ключевой областью для моей команды по техническому обслуживанию. Оригинальные вакуумные выключатели ZN23-40.5/1600, оснащенные пружинными механизмами, вызывали повторяющиеся проблемы в зимние месяцы при отрицательных температурах. С более чем 200 компонентами и 12-ступенчатой механической связью, пружинные механизмы страдали от серьезного износа скользящих поверхностей трения. При температуре до -40°C смазочные материалы замерзали, заклинивая подшипники — во время одного критического холода выключатель линии питания №3 не мог быть перезапущен в течение 4 часов, что заставило нас работать рядом с коммутационным оборудованием с электрическими обогревателями, чтобы предотвратить отключение системы.

II. Трансформация постоянномагнитных выключателей

В качестве технического руководителя в 2010 году я участвовал в проекте модернизации коммутационного оборудования на 35 кВ, инициированном компанией Xinjiang Oilfield Company. Дизайн выключателя YWL-12 с постоянным магнитом — "бистабильный постоянномагнитный механизм + интеллектуальный контроллер" — революционизировал наш подход:

(A) Технологический прорыв: от механического к магнитному управлению

• Принцип работы постоянномагнитного механизма: в лабораторных симуляциях мы наблюдали, что импульс постоянного тока 220 В запускает катушку замыкания, где электромагнитное и постоянное магнитное поля накладываются, создавая силу тяги 1800 Н, завершая накопление энергии контактной пружины за 15 мс. Для размыкания обратное электромагнитное поле снижает удерживающую силу, позволяя пружине размыкания двигать контакты со скоростью 2,8 м/с. Этот дизайн "электромагнитного запуска + удержание постоянным магнитом" исключил необходимость в двигателях накопления энергии и сложных связях пружинных механизмов.

• Особенность аварийного дизайна: устройство ручного размыкания произвело длительное впечатление — требующее всего 12 Н·м крутящего момента для работы, оно соответствовало скорости электрического размыкания даже при -30°C, что было проверено в полевых испытаниях.

(B) Результаты применения на месте

• Проверка устойчивости к холоду: в тесте при -38°C первого модернизированного выключателя в зимнем сезоне 2011 года мы провели 100 последовательных операций. Пружинный выключатель заклинило на 17-м цикле из-за замерзшего смазочного материала, в то время как постоянномагнитный выключатель поддерживал отклонение времени действия ±2 мс — больше не нужно было использовать нагревательные одеяла для шкафов механизмов.

• Преимущества интеллектуального управления: новый электронный контроллер в реальном времени отслеживал кривые перемещения контактов. Когда произошло отклонение перегиба на 0,3 мм в фазе B, система предупредила нас за 24 часа заранее — в отличие от старых пружинных механизмов, которые зависели от звуковых сигналов и однажды отказали из-за отсоединенного соединительного пина.

• Срок службы и энергопотребление: через шесть месяцев разобранные постоянномагнитные выключатели показали только 0,05 мм эрозии контактов, в то время как неизмененные пружинные выключатели показали 0,3 мм. Особенно примечательно, что ток удержания 50 мкА (1/1000 от традиционных механизмов) исключил отказы из-за перегрева катушки.

III. Два года эксплуатационных данных

К концу 2012 года 16 постоянномагнитных выключателей работали 730 дней, давая следующие впечатляющие данные:

• Годовые операционные отказы снизились с 27 до 0

• Часы технического обслуживания на единицу снизились с 8 до 1,5

• Общий коэффициент отказов оборудования снизился на 92%

В прошлом году, во время зимнего отключения, наблюдая, как коллеги легко тестируют выключатели, я вспомнил свои первые дни борьбы с пружинными механизмами в морозных условиях. "Безmaintenance-free" природа постоянномагнитной технологии теперь позволяет нам сосредоточиться на модернизации интеллектуальных сетей — доказательство того, что технологическое новаторство не только решает текущие проблемы, но и открывает путь к будущим возможностям.