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17

2024

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04

我司攻克低频率短路检测技术瓶颈,实现在20Hz交流电的最大极限短路分断能力50kA/1140V


       随着海上风电“柔性低频输电”技术的不断进步以及相关项目的落地实施,“柔性低频输电”已成为电力系统中重要的发展方向之一。低频电力系统因其特殊工况对元器件设备提出了新的性能要求即低频20Hz工况下低压断路器是否保持可靠分断能力。主要原因是:当低压断路器的动静触头分离瞬间,触头间产生电弧,且电弧中有大量自由电子。电弧的温度很高,可达5000℃ ~ 7000℃以上,若电弧长时间不熄灭,不仅烧坏断路器,而且造成重大的经济损失和人身安全风险。当50Hz或者60Hz常规设计的低压断路器运用在20Hz的电源系统内发生短路故障时, 电流周期将由20ms增加至50ms,此时短路电流发生时电流过零的时间会被延长,灭弧室内积累更多的游离高温气体,电流过零后介质恢复强度大大削减,增加分断失败的风险,对设备安全构成极大的隐患。

      低频短路设备在低压电气检测行业内几乎没有可供参考的资料,确定低频短路设备关键参数和实现可行性的难度很大。为此,我公司成立了一支技术专家团队历经数月的奋战,从探究设备研制参数、梳理低频试验项目、召开试验可行性评审会到完成低频短路设备调试任务,我们不断披荆斩棘,突破检测技术瓶颈,最终于2024年2月率先攻克满足低压电器在16.7 Hz ~20Hz之间低频高电压大短路试验装置,最大短路电流可达到:AC16.7 Hz ~20Hz/1140V/50kA。

      该项目的研制完成在低压电器行业内引起了热议,多家知名企业有迫切的验证在20Hz低频工况下的短路性能需求,经过多次低频短路试验验证,完整记录了断路器在20Hz低频短路条件下重要技术指标,并比对分析20Hz和50Hz的数据结果,获取了低频短路的第一手现场试验数据,为低频试验积累了宝贵的经验。我们通过对试验数据等分析与比较,断路器的短路极限分断能力在低频时急剧下降。例如一台技术指标为50Hz/AC1140V/60kA的万能式断路器应用在20Hz低频工况下,建议一:短路分断指标降容到50%以下;建议二:制造商在开发低频断路器的设计时可以结合其在电网中的实际运行工况,可采用选相与快速开断技术相结合的方式,提升现有工频灭弧室在低频系统中的应用性能,也可利用磁流体动力学电弧模型,对断路器灭弧室与吹弧机构进行改造,解决超长燃弧开断难题。 

      工欲善其事,必先利其器。浙江方圆电气设备检测有限公司将持续助力于高难度、高技术、个性化定制等专、精、特、新输配电电器创新研发服务,赋能低频互联,为我国海上风电事业发展提供检测技术和标准支持,积极推进“双碳”目标实现和清洁能源转型,促进检验检测服务业高质量发展。