Gaserzeuger-Schaltanlage

Die mobile Stromerzeugungslösung TM2500 ist ein schnelles, mobiles und flexibles Stromversorgungsgerät, das von GEV der General Electric bereitgestellt wird. Sie liefert jederzeit und überall bedarfsgerecht Strom. Das mobile Gasturbinenerzeugungssystem mit 22,8 MW, auch als mobiles Kraftwerk bekannt, lässt seine Essenz nicht vermissen: Es ist eigentlich eher wie ein "containerisiertes" GE CF6-Strahltriebwerk, ähnlich wie ein Boeing 747, der mit vier CF6-Triebwerken ausgestattet ist. Beim Start hat es volle Leistung und kann schnell die maximale Ausgangsleistung erreichen, um schnell den Strombedarf des Netzes zu decken. Natürlich kann der TM2500 auch schnell abgeschaltet werden, vergleichbar mit dem Moment, wenn ein Jetflugzeug landet.

Das mobile Stromerzeugungssystem TM2500 verfügt über ein kompaktes und modulares Design, das zerlegbar und leicht mit mehreren Sattelaufliegern oder einem Frachtflugzeug transportiert werden kann. Das System besteht aus vier Sattelaufliegern, wobei der Generatorausgangsschaltschrank, die Gasturbine und der Generator auf demselben Sattelauflieger installiert sind. Der Schaltschrank ist am Heck des Sattelaufliegers installiert, und der vom Generator erzeugte Strom wird über den Schaltschrank an die Stromnutzer angeschlossen.

Um die Anforderungen von Anwendungen auf der ganzen Welt, einschließlich Nordamerika, zu erfüllen, ist das Schaltgerät gemäß IEC/IEEE-Standards konzipiert, mit einer Nennspannung von 17,5 kV (umfasst 15 kV in Nordamerika), einem Nennstrom von 3150 A, einem Kurzschlussstrom von 50 kA und einer Nennfrequenz von 50/60 Hz. Der Generatorausgangsschalter hat den Typentest für Generatorausgangsschalter gemäß IEC/IEEE 62271-37-013 (ein von IEC und IEEE gemeinsam veröffentlichter Standard) in KEMA, den Niederlanden, bestanden und ist für Anwendungen bei 100 MW-Generatoren geeignet. CT/VT/Erdungstransformator/Widerstandskapazitätsabsorber/Überspannungsableiter verwenden alle amerikanische UL-zertifizierte Produkte. Außen-Schaltgeräte mit NEMA 3R-Design und hohen Standards für Korrosionsbeständigkeit.  

Die TOC/MOC/ASD- und Erdungskontakte sowie andere wesentliche Merkmale des US-Standard-Schaltgeräts sind vollständig ausgestattet und erfüllen die Anforderungen des IEEE C37.20.2-Standards.

Der Generatorleistungsschalter-Schaltschrank verwendet eine mittig gelagerte Leistungsschalterstruktur. Ein RC-Schutz und ein Blitzableiter sind hinter dem oberen Sammelschienenraum installiert, und ein Spannungswandlerwagen ist im unteren Teil installiert. Der Spannungswandler im Hilfsschaltschrank ist manuell betätigbar und hat eine Erdungsschalterhinterseite. Im unteren Teil des Hilfsschaltschranks sind ein Erdungstransformator und ein Erdungswiderstand installiert, die über ein Hochspannungskabel mit dem Kurzschlusspunkt des Schaltschranks auf der Neutralpunktseite des Generators verbunden sind. Der Erdungsschalter des Hilfsschaltschranks ist mit dem mechanischen Schlüssel des Generatorausgangsleistungsschalters verriegelt, um sicherzustellen, dass der Erdungsschalter nicht geschlossen werden kann, wenn der Leistungsschalter geschlossen ist. Gleichzeitig ist auch ein Vorhängeschlossmechanismus ausgelegt, um sicherzustellen, dass der Leistungsschalter nicht in die Arbeitsstellung geschoben werden kann.

Aufgrund der Anforderung, die IP44-Anforderungen für den Außengebrauch zu erfüllen, hat die Sammelschienenbrücke eine vollständig abgedichtete Struktur, und es ist sehr schwierig, eine Temperaturerhöhung bei 2500A zu erreichen. Um die Auswirkungen von Wirbelströmen zu reduzieren, wird die Sammelschienenbrücke mit Edelstahlplatten verschweißt. Für Anwendungen mit 50&60Hz haben sowohl die Schutzschalter als auch die Schaltanlagen den KEMA-Test für 50&60Hz bestanden und sind voll anwendbar. Aufgrund der unterschiedlichen Spannungen, die der Generator bei 50Hz und 60Hz erzeugt, erfordert der Spannungswandler eine Struktur mit unterschiedlichen Spannungsabgriffen. Die Ausgangsspannung des Generators bei 60Hz beträgt 13,2kV, während sie bei 50Hz 11kV beträgt. Ein Umschalter wird verwendet, um eine korrekte Spannungsausgabe sicherzustellen.

Das Design des fahrzeugmontierten Systems zur Gewichtsreduzierung erfordert ein relativ hohes Gewicht. Da die Schaltanlage und der Generator auf demselben Anhänger montiert sind und das Gewicht des Generators sehr groß ist, darf das Gewicht des Schaltanlagensystems weniger als 3 Tonnen betragen. Die Breite der Schaltanlage wird auf 1,8 Meter reduziert, und die Spannungswandler werden kreuzförmig angeordnet, um die Breite des Wagens zu verringern und die Schrankbreite des Hilfsschrankes auf 0,8 Meter zu senken, was zu einer kompakten Anordnung der Komponenten führt;

Das integrierte wasserdichte Außengehäuse verwendet ein Schaltschrank-Panel und einen Rahmenaufbau, ohne die Notwendigkeit separater Säulen oder Fundamente, und wird vollständig durch die eigenständige Struktur des Schaltschrankkörpers getragen. Die vorderen und hinteren Türplatten werden montiert, um den Rahmen zu fixieren und mit dem Schrankkörper zu verbinden, und die obere wasserdichte Abdeckplatte ist ebenfalls direkt mit der Oberseite des Schaltschrankes verbunden; Reduzierung des Gewichts um 20%;

Wenn für jede Phase vier Transformatoren des amerikanischen Standards vom Durchführungstyp verwendet werden, betragen Größe und Gewicht nur 156 kg. Das Gewicht ist um 35% reduziert. Gleichzeitig wird ein runder Kupferbusbar verwendet, um das Isolationsproblem der Niederspannungs-Stromwandler zu lösen. Aufgrund der hohen Stromtragfähigkeit des Rohrbusbars wird auch das Gewicht um 10% reduziert;

Das Design des Schaltanlagensystems für Umweltanpassung und Transportschwingungen erfordert die Installation auf einem Trailer für den Transport. Die Schaltanlage hat den internationalen Baustandard IBC Erdbebentest mit einer Beschleunigung von 2,42 g bestanden, wird aber auf einem Trailer installiert und wird als fest mit dem Generator verbunden angesehen. Es ist eine Federdämpfungsvorrichtung ausgelegt, um die Schäden durch Schwingungen an der Schaltanlage während des Transports zu reduzieren.

Experimentelle Verifizierung

Das TM2500-Generatorausgangsschaltanlagensystem hat eine strenge Prüfung durchlaufen.

Die 50kA-Schaltanlage hat den Schaltanlagentypentest nach IEC62271-200 bestanden, und die Schaltanlage hat auch den seismischen Test nach der internationalen Baunorm IBC bestanden;

Der Temperaturanstiegsversuch wird an der gesamten Schaltung durchgeführt, einschließlich des Generatorschaltschrankes, der Sammelschienenbrücke und der Kabelanschlussklemmen. Aufgrund der Anforderungen von 2500A@50°C beträgt der Prüfstrom 2500A 60Hz, und es gibt einen Temperaturanstieg von mindestens 10K Puffer;

Isolationsprüfungen wurden an dem gesamten System durchgeführt, einschließlich einer Netzfrequenzspannungsfestigkeit von 38kV für 1 Minute und einer Blitzstoßspannung von 95kV;

Ein NEMA 3R-Wasserdichtheitstest wurde an der Schaltanlage durchgeführt, mit einem Schutzgrad entsprechend GB/T4208 IP44, einschließlich Wasserdichtheitsprüfung;

Aufgrund der globalen Anwendung von TM2500 hat der Niederspannungsverteilkasten die CE-Prüfung bestanden und das CE-Zertifikat erhalten;

Das Prototyp wurde auch nach Ungarn zur Gesamtfehlersuche und -prüfung geschickt und hat alle Tests erfolgreich bestanden.