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17
2024
-
04
我司攻克低頻率短路檢測技術瓶頸，實現在20Hz交流電的最大極限短路分斷能力50kA/1140V
隨著海上風電“柔性低頻輸電”技術的不斷進步以及相關項目的落地實施，“柔性低頻輸電”已成為電力系統中重要的發展方向之一。低頻電力系統因其特殊工況對元器件設備提出了新的性能要求即低頻20Hz工況下低壓斷路器是否保持可靠分斷能力。主要原因是：當低壓斷路器的動靜觸頭分離瞬間，觸頭間產生電弧，且電弧中有大量自由電子。電弧的溫度很高，可達5000℃ ~ 7000℃以上，若電弧長時間不熄滅，不僅燒壞斷路器，而且造成重大的經濟損失和人身安全風險。當50Hz或者60Hz常規設計的低壓斷路器運用在20Hz的電源系統內發生短路故障時, 電流周期將由20ms增加至50ms，此時短路電流發生時電流過零的時間會被延長，滅弧室內積累更多的游離高溫氣體，電流過零后介質恢復強度大大削減，增加分斷失敗的風險，對設備安全構成極大的隱患。
低頻短路設備在低壓電氣檢測行業內幾乎沒有可供參考的資料，確定低頻短路設備關鍵參數和實現可行性的難度很大。為此，我公司成立了一支技術專家團隊歷經數月的奮戰，從探究設備研制參數、梳理低頻試驗項目、召開試驗可行性評審會到完成低頻短路設備調試任務，我們不斷披荊斬棘，突破檢測技術瓶頸，最終于2024年2月率先攻克滿足低壓電器在16.7 Hz ~20Hz之間低頻高電壓大短路試驗裝置，最大短路電流可達到:AC16.7 Hz ~20Hz/1140V/50kA。
該項目的研制完成在低壓電器行業內引起了熱議，多家知名企業有迫切的驗證在20Hz低頻工況下的短路性能需求，經過多次低頻短路試驗驗證，完整記錄了斷路器在20Hz低頻短路條件下重要技術指標，并比對分析20Hz和50Hz的數據結果，獲取了低頻短路的第一手現場試驗數據，為低頻試驗積累了寶貴的經驗。我們通過對試驗數據等分析與比較，斷路器的短路極限分斷能力在低頻時急劇下降。例如一臺技術指標為50Hz/AC1140V/60kA的萬能式斷路器應用在20Hz低頻工況下，建議一：短路分斷指標降容到50%以下；建議二：制造商在開發低頻斷路器的設計時可以結合其在電網中的實際運行工況，可采用選相與快速開斷技術相結合的方式，提升現有工頻滅弧室在低頻系統中的應用性能，也可利用磁流體動力學電弧模型，對斷路器滅弧室與吹弧機構進行改造，解決超長燃弧開斷難題。
工欲善其事，必先利其器。浙江方圓電氣設備檢測有限公司將持續助力于高難度、高技術、個性化定制等專、精、特、新輸配電電器創新研發服務，賦能低頻互聯，為我國海上風電事業發展提供檢測技術和標準支持，積極推進“雙碳”目標實現和清潔能源轉型，促進檢驗檢測服務業高質量發展。
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