《252kV弹簧驱动的双动SF6罐式断路器研制及应用》

252kV六氟化硫罐式断路器用于220kV电网中,具有开断及关合线路负载电流及短路电流,进行电力线路的联络、切换、线路保护、控制测量等重要作用,是电力系统中重要的控制保护设备。相比封闭式组合电器和敞开式开关设备来说,罐式断路器的综合性价比高,具有较高的技术优势和成本优势,被广泛应用在输变电站的工程建设中,特别是在地震多发地带和高海拔地区,其技术的发展对电力工业的发展具有重要的推动作用。

在市场上现有的252kV罐式断路器产品绝大部分为配用液压或液压碟簧操动机构,产品整体外形尺寸较大,占地面积大,操作功大(5000J-6000J),无法满足小型化、轻量化以及无油化驱动市场的发展需求;部分配用弹簧操动机构的252kV罐式断路器产品为合资厂家如ABB、西门子等生产制造,其技术在国内垄断。为了打破国外技术垄断,填补252kV弹簧机构驱动的SF6罐式断路器技术空白,实现高压开关关键设备国产化,有三方面技术难题亟待攻克:(1)罐式断路器实现弹簧操动机构驱动,需降低灭弧室装置的操作功,提高操作可靠性,灭弧室装置整体设计及绝缘结构的可靠性设计难度较大;(2)弹簧操动机构驱动高压SF6断路器,分闸与合闸速度特性较大,抑制分闸与合闸操作的缓冲特性协同调试难度较大,缓冲器的设计制造有待攻克;(3)罐式断路器实现小型化、轻量化,罐体外形尺寸需设计紧凑,但会降低灭弧室的电气强度、短路开断容量以及绝缘可靠性,罐体的机械与电气强度协同提升难度较大。

该项目历时四年时间,通过关键技术研究、样机试制取得了三方面的创新成果:(1)提出双动灭弧室装置在罐式断路器上的整体结构设计方案,成功研制了操作功低、开断能力强的双动灭弧室装置,实现了252kV SF6罐式断路器弹簧操动机构驱动,较现有液压机构驱动的压气式灭弧室,合闸操作功降比达58%,分闸操作功降比达55%,有效解决了操作功大,配用液压操动机构,存在漏油、泄压等问题;(2)发明了分闸缓冲器与合闸缓冲器独立的弹簧机构系统设计方案,研制成功了稳定可靠的弹簧操动机构样机,解决了集成缓冲器制造困难,分合闸缓冲特性无法协同调试的问题,实现了252kV SF6罐式断路器弹簧操动机构驱动,机械寿命达10000次;(3)提出带金属粒子捕捉的罐体结构设计方案,发明了一种铝合金焊接方法,研制成功了小型化、轻量化体的罐体,罐体直径较同类进口产品降比达3.8%,重量较现有液压机构降比达65%以上。

在成果推广应用方面,该项目也取得了较为突出的成果。该项目研制出的新产品自2016年7月开始工程化推广应用,首次在云南东源曲靖能源有限公司工程应用,后期推广主要在黑龙江、吉林、辽宁、内蒙等低温、高海拔以及地震多发地区。近三年,累计应用150余台产品,新增销售额8001.13万元,新增利税2086.11万元。项目起草国家标准1项,获得授权国家发明专利6项,实用新型专利3项,发表专业期刊论文2篇。2017年12月由邱爱慈院士主持的新技术鉴定大会,该项目鉴定结论为整体性能达到了国际先进水平;项目成果打破了国外技术垄断,实现高压开关关键设备国产化,自主化设计及制造,为高压输配电的发展提供安全可靠的设备支撑和有力的技术支持,促进了电力工业的迅速发展。

成果说明

该项目研制的新产品型号及名称为LW55B-252/T4000-50型罐式SF6断路器。自2016年7月工程应用,至2019年3月底累计在“齐南550kV变电站新建工程”、“大河220kV开关站新建工程”等几十个工程项目中得到了较为广泛的应用,累计工程应用150余台产品,新增销售额8001.13万元,新增利税2086.11万元。 252kV罐式断路器产品的成功研制,一方面实现了252kVSF6罐式断路器的无油化驱动,减少设备占地面积,降低变电站工程造价投资等多重目标;另一方面打破了国外技术垄断,实现了高压

  1. 下载详细PDF版/Doc版

提示:为方便大家复制编辑,博主已将PDF文件制作为Word/Doc格式文件。