승무원은 12개의 알루미늄 튜브와 클램프 상자를 가지고 베이에 전력 공급이 예정되어 있는 하루 전에 수집 변전소에 도착합니다. 튜브를 들어 올리는 데는 약 1시간이 걸립니다. 하루의 나머지 시간은 지지대 정렬, 조인트 준비, 토크 확인 및 여유 공간 측정으로 사라집니다. 이것이 바로 관형 버스 바 설치가 성공하...
View More +초고전압(UHV) 마그네슘-알루미늄 합금 관형 버스바 핵심 전도성 부품 역할을 합니다. 500kV 이상의 초고압 및 초고압 송변전 시스템 . 정밀 압출 성형 공정을 통해 마그네슘-알루미늄 합금 소재 시스템을 사용하여 제조된 이 제품은 경량 구조, 높은 전기 전도성, 우수한 기계적 강도 . 제품 시리즈는 6063G 알루미늄-마그네슘 합금, LF21Y 알루미늄-망간 합금, 6R05 희토류 알루미늄 합금, 2A14 내열 알루미늄 합금을 포함한 다양한 재료 사양을 포함하며 220kV, 500kV, 750kV, ±800kV에서 1000kV까지의 UHV 애플리케이션 시나리오를 포괄적으로 포괄합니다. 정격 작동 조건에서 전기 전도성은 다음과 같습니다. ≥60% IACS , 정격 전류 용량은 최대 12,000A , 인장강도가 유지됨 180-250MPa 범위, 작동 온도 범위 -40℃~150℃ , 그리고 설계된 서비스 수명 30~40년 .
에 대한 재료 선택 UHV 마그네슘-알루미늄 합금 관형 버스바 전기적 성능과 기계적 신뢰성을 직접적으로 결정합니다. 현재 엔지니어링 응용 분야에서는 주로 다음 네 가지 합금 범주를 활용합니다.
일관된 버스바 성능을 보장하려면 합금 구성을 정밀하게 제어하는 것이 전제조건입니다. 6063G 합금을 예로 들면, 주요 원소의 질량 분율은 다음 범위 내에서 엄격하게 제어되어야 합니다.
| 요소 | Si | 철 | Cu | Mn | Mg | Cr | 아연 | 티 | Al |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 내용 범위 | 0.20-0.60 | ≤0.35 | ≤0.10 | ≤0.10 | 0.45-0.90 | ≤0.10 | ≤0.10 | ≤0.10 | 잔액 |
주요 합금 원소인 마그네슘(Mg)은 실리콘(Si)과 결합하여 Mg₂Si 강화상을 형성합니다. T6 열처리(용체화 처리 인공 시효)를 통해 소재 강도를 대폭 향상시킬 수 있습니다. 한편, 마그네슘을 첨가하면 전기 전도도에 부정적인 영향이 상대적으로 적으므로 6063G 합금이 강도와 전도도 사이의 탁월한 균형을 이룰 수 있습니다.
UHV 관형 버스 바의 핵심 전기 성능 지표는 전기 전도성과 DC 저항입니다. 엔지니어링 측정 데이터에 따르면 다양한 합금 등급은 다양한 전도성 특성을 나타냅니다.
500kV 변전소를 예로 들면 외경이 6063G 관형 버스 바를 사용할 때 160mm 및 벽 두께 8mm , 단면적은 대략 3,848mm² . 주변 온도 35℃ 및 도체 허용 온도 80℃에서 연속 전류 전달 용량은 4,500-5,000A . 동일한 사양의 6R05 희토류 합금을 사용하면 전류 운반 용량을 4,800-5,300A , 이는 약 6~8%의 개선을 나타냅니다.
관형 버스 바의 전류 전달 용량 설계는 도체 단면적, 방열 조건, 주변 온도 및 일사량 요인을 종합적으로 고려해야 합니다. 다음 표는 실외 조건(주변 온도 35℃, 도체 온도 80℃, 일사량 1,000W/m²)에서 일반 사양의 전류 전달 용량에 대한 참고 값을 제공합니다.
| OD × 벽 두께(mm) | 단면적(mm²) | 6063G-T6 | 6101-T7 | 6R05 희토류 합금 |
|---|---|---|---|---|
| 100×6 | 1,770 | 2,800 | 2,950 | 3,100 |
| 120×8 | 2,827 | 3,600 | 3,800 | 4,000 |
| 160×8 | 3,848 | 4,700 | 4,950 | 5,200 |
| 200×10 | 5,969 | 6,200 | 6,500 | 6,850 |
| 250×10 | 7,540 | 7,800 | 8,200 | 8,600 |
관형 버스 바가 다음 용도로 사용될 때 주목할 만합니다. GIS(Gas Insulated Switchgear)와 변압기 또는 차단기 사이의 연결 , 실제 전류 전달 용량에 다음 보정 계수를 곱해야 합니다. 0.85-0.90 공간이 작고 열 방출이 제한되어 있기 때문입니다.
UHV 관형 버스 바 작동 중 자중, 풍압, 착빙 및 단락 전기역학적 힘을 포함한 다양한 기계적 부하를 견뎌야 합니다. 기계적 성능 지표는 다음 요구 사항을 충족해야 합니다.
단락 전류 충격에서 버스 바는 막대한 전기역학적 힘을 견뎌야 합니다. 복용 50kA/3초 예를 들어, 단락 전류의 경우 인접한 병렬 도체 사이의 전기 역학적 힘은 미터당 수천 뉴턴에 도달할 수 있으므로 버스 바는 충분한 정적 강도뿐만 아니라 우수한 피로 저항도 보유해야 합니다. 마그네슘-알루미늄 합금의 피로 한계는 대략 다음과 같습니다. 35-40% 인장강도가 우수하여 바람에 의한 진동 및 단락진동 환경에서 우수한 내구성을 제공합니다.
관형 버스 바의 지지 범위는 프로젝트 비용과 운영 안전에 직접적인 영향을 미칩니다. IEEE Std 605 및 DL/T 5222 표준에 따르면 실외 관형 버스 바의 최대 편향은 일반적으로 다음으로 제한됩니다. 1/200 ~ 1/150 범위의. 일반적으로 사용되는 것을 취하면 Φ160×8mm 예를 들어 관형 버스 바는 자중과 기본 풍압(0.5kN/m²)의 결합 작용으로 최대 지지 범위에 도달할 수 있습니다. 8-10미터 . 강화 지지대를 사용하거나 경간을 6~7미터로 줄이면 처짐이 크게 줄어들고 바람으로 인한 진동 저항이 향상됩니다.
UHV 변전소(예: 교차 도로 또는 장비 영역)의 대규모 적용 분야의 경우, 관형 버스 바 댐핑 와이어 복합 구조가 종종 사용되거나 바람에 의한 진동 및 단락 진동을 억제하기 위해 중간에 보조 지지대가 추가됩니다. 측정 결과, 관형 버스 바 내부에 알루미늄 연선 감쇠선을 설치한 후 바람으로 인한 진동 진폭을 다음과 같이 줄일 수 있는 것으로 나타났습니다. 60% 이상 , 피로 골절 위험을 효과적으로 예방합니다.
마그네슘-알루미늄 합금 관형 버스바의 표면은 자연스럽게 조밀하게 형성됩니다. Al₂O₃ 산화막 대략 2-10nm의 두께로. 이 산화막은 pH 값이 4~9 사이인 환경에서 우수한 안정성을 나타내어 기판의 추가 부식을 효과적으로 방지합니다. 그러나 산업분위기(SO2 함유), 해양분위기(Cl⁻ 함유), 산성비 환경에서는 산화막이 손상되어 공식(pitting)이나 입계부식이 발생할 수 있습니다.
가속 부식 테스트 데이터에 따르면 산업 대기 환경에서 6063G 합금의 연간 부식 속도는 대략 0.5-1.5μm , 그리고 해양 대기 환경에서 대략 1.0-3.0μm . 설계 수명 30년, 벽 두께 8mm를 기준으로 추가 보호 없이도 부식 손실은 1~2% 벽 두께가 구조적 강도에 미치는 영향은 제한적입니다. 그러나 부식성이 심한 환경(예: 해안 고염 안개 지역)에서는 표면 양극 산화 처리 또는 부식 방지 코팅 처리를 권장합니다.
열악한 환경에서 관형 버스 바의 서비스 수명을 연장하기 위해 일반적으로 다음과 같은 보호 조치가 사용됩니다.
UHV 관형 버스 바의 정기 유지 관리는 주로 적외선 온도 측정 및 육안 검사에 중점을 두고 있으며 특히 다음 비정상 표시기에 주의를 기울입니다.
운영 통계에 따르면 UHV 관형 버스 바의 주요 결함 모드와 예방 조치는 다음과 같습니다.
| 오류 모드 | 주요 원인 | 예방 조치 |
|---|---|---|
| 공동 연소 | 과도한 접촉 저항, 느슨한 패스너 | 정기적인 볼트 재조임, 토크 렌치 사용, 전도성 그리스 도포 |
| 피로골절 | 장기간의 바람에 의한 진동, 응력 집중 | 댐핑 와이어 설치, 지지 간격 최적화, 날카로운 모서리 제거 |
| 부식 천공 | 산업/해양 대기 부식, 이종 금속 갈바닉 부식 | 표면 코팅 보호, 동일 소재 하드웨어 사용, 씰 조인트 |
| 단락 변형 | 단락 전기역학적 힘 충격, 지지 강도 부족 | 단락동적안정성 검증, 지지대 보강, 제한장치 설치 |
| 얼음 플래시오버 | 절연체 스트링 아이스 브리징, 누출 거리 부족 | 단열재 증설, 방빙도료 사용, 제빙장치 설치 |
UHV 프로젝트가 더 높은 전압 등급과 더 큰 전송 용량을 향해 발전함에 따라 마그네슘-알루미늄 합금 관형 버스 바 기술은 계속 발전하고 있습니다.
현대 UHV 변전소는 관형 버스 바 작동 조건을 실시간으로 모니터링하기 위해 사물 인터넷 및 인공 지능 기술을 점차 도입하고 있습니다.
앞을 내다보며, UHV 마그네슘-알루미늄 합금 관형 버스바 쪽으로 발전할 것이다 더 높은 강도, 더 높은 전기 전도도, 더 긴 서비스 수명, 더 뛰어난 지능 , 재생에너지를 주축으로 하는 새로운 전력 시스템 구축을 위한 견고한 장비 지원을 제공합니다.
승무원은 12개의 알루미늄 튜브와 클램프 상자를 가지고 베이에 전력 공급이 예정되어 있는 하루 전에 수집 변전소에 도착합니다. 튜브를 들어 올리는 데는 약 1시간이 걸립니다. 하루의 나머지 시간은 지지대 정렬, 조인트 준비, 토크 확인 및 여유 공간 측정으로 사라집니다. 이것이 바로 관형 버스 바 설치가 성공하...
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