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17

2024

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04

我司全面開(kāi)展低壓電器在20Hz低頻環(huán)境下短路性能測(cè)試

         近年來(lái)，風(fēng)力發(fā)電行業(yè)發(fā)展迅猛，但因風(fēng)能的特殊性及風(fēng)力發(fā)電環(huán)境的復(fù)雜性，其發(fā)電氣系統(tǒng)與常規(guī)的水(火)力發(fā)電系統(tǒng)相比有較大的差異。風(fēng)能具有隨機(jī)性、不可控等特征，以及并網(wǎng)安全運(yùn)行要求的特殊性，因此風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中對(duì)低壓電器元器件的要求不相同，其性能指標(biāo)及可靠性要求比一般的水（火）力發(fā)電系統(tǒng)高。

       柔性低頻交流輸電是一種服務(wù)新能源高效匯集送出的新型輸電技術(shù)。該技術(shù)利用電力電子控制選擇低于工頻（50Hz）的系統(tǒng)頻率，低頻電纜充電無(wú)功功率可降低60%（通常為15-20Hz），從而釋放電纜的有功功率輸送潛力、提高電纜輸電距離和容量。另外，該技術(shù)兼具柔性調(diào)控功能，可實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)參數(shù)的靈活控制，提高電力系統(tǒng)的靈活性和穩(wěn)定性。

       對(duì)于柔性低頻輸電技術(shù)重要且最難的技術(shù)點(diǎn)是低頻（15-20Hz）工況下低壓電器是否保持可靠分?jǐn)嗄芰?。主要原因是?nbsp;當(dāng)?shù)蛪弘娖鞯膭?dòng)靜觸頭分離瞬間，觸頭間產(chǎn)生電弧，且電弧中有大量自由電子。電弧的溫度很高，可達(dá)5000℃ ~ 7000℃以上，若電弧長(zhǎng)時(shí)間不熄滅，不僅燒壞斷路器，而且造成重大的經(jīng)濟(jì)損失和人身安全風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)50Hz或者60Hz常規(guī)設(shè)計(jì)的低壓電器運(yùn)用在20Hz的電源系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生短路故障時(shí), 電流周期將由20ms增加至50ms，此時(shí)短路電流發(fā)生時(shí)電流過(guò)零的時(shí)間會(huì)被延長(zhǎng)，滅弧室內(nèi)積累更多的游離高溫氣體，電流過(guò)零后介質(zhì)恢復(fù)強(qiáng)度大大削減，增加分?jǐn)嗍〉娘L(fēng)險(xiǎn)，對(duì)設(shè)備安全構(gòu)成極大的隱患。

       近日，某風(fēng)電場(chǎng)發(fā)生一起機(jī)組燒毀事故。事故分析：工作人員在調(diào)試設(shè)備過(guò)程中誤操作直接導(dǎo)致供電線路出現(xiàn)短路、打火現(xiàn)象，而此時(shí)箱變中的低壓側(cè)保護(hù)斷路器又不能及時(shí)跳閘，從而導(dǎo)致風(fēng)力發(fā)電電機(jī)組燒毀。該事故發(fā)生后，低壓斷路生產(chǎn)企業(yè)分析原因后認(rèn)為：這種按50H或60Hz設(shè)計(jì)制作的斷路器在低頻20H中運(yùn)行有較大風(fēng)險(xiǎn)，于是在第一時(shí)間找到我司提出低頻20Hz環(huán)境下驗(yàn)證短路性能的測(cè)試需求。這一需求看似簡(jiǎn)單，但實(shí)際上很難實(shí)現(xiàn)。據(jù)我們所知目前國(guó)內(nèi)檢測(cè)機(jī)構(gòu)中完全具備低頻（16.7 Hz ~ 20Hz）、高電壓（1140V）、大短路電流（50kA）檢測(cè)能力的試驗(yàn)室?guī)缀鯖](méi)有。

       為此浙江方圓電氣檢測(cè)急客戶所急，立刻組成攻關(guān)團(tuán)隊(duì)，在經(jīng)過(guò)數(shù)月的攻關(guān)研制，成功攻克了低頻振動(dòng)、鐵心磁通力和變壓器容量損耗等技術(shù)難題，研制出滿足低壓電器在16.7 Hz ~20Hz之間低頻高電壓大短路試驗(yàn)裝置，最大短路電流可達(dá)到:AC16.7 Hz ~20Hz/1140V/50kA。

 風(fēng)電系統(tǒng)對(duì)保護(hù)斷路器的其他特殊要求：

       1、需滿足低頻環(huán)境下保護(hù)特性要求；目前羅氏線圈廣泛應(yīng)用于斷路器的電流測(cè)量，但當(dāng)信號(hào)頻率發(fā)生變化時(shí)其增益函數(shù)也隨之變化，傳統(tǒng)用于恒定工頻檢測(cè)的方法將不再適用。換言之，用于工頻場(chǎng)合的普通斷路器使用于直驅(qū)型風(fēng)機(jī)保護(hù)時(shí)，其保護(hù)特性將難以保證，易發(fā)生誤動(dòng)和拒動(dòng)。

       2、需滿足操作性能可靠性要求；據(jù)某些風(fēng)電站統(tǒng)計(jì),每天帶電操作次數(shù)達(dá)4次為例?一年可達(dá)1460次?若以10年使用壽命計(jì)算,電壽命需達(dá)到15000次，遠(yuǎn)高于GB/T 14048.2-2020標(biāo)準(zhǔn)要求?

       3、需滿足高海拔性能要求；風(fēng)電設(shè)備所處的風(fēng)場(chǎng)環(huán)境比一般的用電環(huán)境惡劣許多，海拔普遍高于2000m，有的達(dá)到5000m。

       對(duì)以上低頻保護(hù)特性及低頻帶電操作性兩項(xiàng)試驗(yàn)，我司正在研制之中。

       方圓電氣檢測(cè)將繼續(xù)面向未來(lái)，為國(guó)內(nèi)外電氣設(shè)備高端制造商在高難度、高技術(shù)、新型領(lǐng)域、個(gè)性化定制等專(zhuān)、精、特、新輸配電電器創(chuàng)新研發(fā)提供更多技術(shù)支持和服務(wù)，歡迎各界朋友前來(lái)咨詢和檢驗(yàn)檢測(cè)！