Angående omvandlingen av permanentmagnetiska spakbrytare i 35kV-brytarrummet på 110kV-understationen i Luliang-oljefältet

I. Utmaningar med utrustning under kalla vintermånader

35kV-brygga i 110kV-omvandlingscentralen i Luliang oljefält, som kom i drift 2002, har alltid varit en viktig område för vårt underhållsteam. De ursprungliga vakuumbrytarna ZN23-40.5/1600, utrustade med fjädrarbetade mekanismer, ställde återkommande utmaningar under nollgrader under vintern. Med över 200 komponenter och en 12-stegs mekanisk koppling ledde fjädermechanismerna till allvarlig slitage på glidande friktionsytorna. Vid temperaturer så låga som -40°C skulle smörjmedlen frysa, vilket blockerade lager—under en kritisk kallperiod misslyckades brytaren på ingångslinje nummer 3 att återställas i 4 timmar, vilket tvingade oss att arbeta bredvid bryggan med elektriska värmare för att förhindra ett systemavbrott.

II. Omvandlingen av permanentmagnetbrytaren

Som teknisk chef deltog jag 2010 i 35kV-bryggaombyggnadsprojektet initierat av Xinjiang Oljefältsföretag. YWL-12 permanentmagnetbrytarens design—"bistabil permanentmagnetmekanism + intelligent kontroller"—förändrade vår tillvägagångssätt:

(A) Teknisk genombrott: Från mekanisk till magnetisk kontroll

• Princip för permanentmagnetmekanism: I laboratorie simuleringar observerade vi att en 220V DC-puls utlöser stängningsspolen, där elektromagnetiska och permanenta magnetiska fält superponeras för att generera 1 800 N drivkraft, vilket fullbordar kontaktfjäderns energilagring på 15 ms. För avstängning minskar det omvända elektromagnetiska fältet hållkraften, vilket gör att öppningsfjädern kan driva kontakter isär med 2,8 m/s. Denna "elektromagnetisk utlösning + permanentmagnetisk behållning" design elimineras behovet av energilagringsmotorer och komplexa kopplingar för fjädermekanismer.

• Säkerhetsdesignfunktion: Manuell avstängningsenhet gjorde starkt intryck—kräver bara 12 N·m vridmoment för att fungera, den matchade elektriska avstängningens hastighet även vid -30°C, en tillförlitlighet testad under fälttest.

(B) Resultat av på-plats tillämpning

• Kallresistansverifiering: Under ett -38°C-test av den första ombyggda brytaren under vintern 2011 genomförd 100 konsekutiva operationer. Fjäderbrytaren fastnade vid den 17:e cykeln på grund av fruset smörjmedel, medan permanentmagnetbrytaren upprätthöll ±2ms handlingstidsavvikelse—ingen behövde längre värmekuddar för mekanikskåp.

• Fördelar med intelligenta kontroller: Den nya elektroniska kontrollen övervakade kontaktresakurvor i realtid. När en 0,3 mm överförflyttning förekom i fas B, varnade systemet oss 24 timmar i förväg—inte som de gamla fjädermekanismerna, som lade sig till med hörbara signaler och en gång misslyckades på grund av en lossad anslutningspinne.

• Livslängd och energiförbrukning: Efter sex månader visade de demonterade permanentmagnetbrytarna endast 0,05 mm kontakt erosion, jämfört med 0,3 mm i oförändrade fjäderbrytare. Ännu mer anmärkningsvärt: hållströmmen på 50 µA (1/1000 av traditionella mekanismer) elimineras spoleöverhettning.

III. Två års driftsdata

Fram till slutet av 2012 hade 16 permanentmagnetbrytare opererat i 730 dagar, vilket resulterade i imponerande statistik:

• Årliga driftfel sjönk från 27 till 0

• Underhållstimmar per enhet minskade från 8 till 1,5

• Totala utrustningsfel frekvens minskade med 92%

Under en vintershutdown förra året, när jag tittade på kollegor som utan ansträngning testade brytarna, mindes jag mina tidiga dagar kämpande med fjädermekanismer i frysende förhållanden. Den "underhållsfria" karaktären hos permanentmagnettekniken ger oss nu möjlighet att fokusera på smarta nätuppdateringar—bevis på att teknisk innovation inte bara löser omedelbara problem, utan också banar vägen för framtida möjligheter.