SF₆-freie GIS-Spannungswandlerlösung basierend auf umweltfreundlichen Gasgemischen
Ⅰ. Hintergrund und Herausforderungen
- Politikgesteuerte Transformation
SF₆-Gas hat ein globales Erwärmungspotenzial (GWP), das 23.500-mal höher ist als das von CO₂. Es steht unter globalen Beschränkungsrichtlinien wie der EU-Verordnung über F-Gase und Chinas Plan zur Kontrolle nicht-CO₂-Treibhausgase. - Branchenschmerzpunkte
Traditionelle GIS-Spannungswandler verlassen sich auf SF₆-Dielektrika, was Gasleckage-Risiken birgt. Ihr Kohlenstofffußabdruck im Lebenszyklus macht mehr als 85% der Gesamtemissionen des Geräts aus.
II. Kernlösung
Umweltfreundliche Dielektrikumsersatztechnologie
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Dielektrikumstyp |
GWP-Wert |
Isolationsstärke (im Vergleich zu SF₆) |
Anwendungsszenario |
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Trockene Luft/N₂-Mischung |
≈0 |
30% |
Mittelspannungssysteme ≤110kV |
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C₅-PFK (Perfluoriertes Pentanon) |
<1 |
90% |
Hochspannungssysteme 220kV |
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Gasgemischformel |
GWP<1 |
Äquivalent zu SF₆ |
Abdeckung des gesamten Spannungsbereichs |
Hinweis: Die Optimierung der Gasverhältnisse (z.B. 4% C₅-PFK + 96% trockene Luft) stellt eine Balance zwischen Isolationsstärke und Umweltleistung her.
Zertifizierungsgarantie
Zertifiziert nach IEC 62271-203:2011 (C2M2-Level Abdichtung) und GB/T 11022-2020, um eine Abdichtungsdauer von ≥30 Jahren sicherzustellen.
III. Quantitative Nutzenanalyse
- Kohlenstoffreduktionsvorteile
Emissionen von Treibhausgasen pro Einheit-Jahr: 0,02 tCO₂e/Einheit-Jahr (98% Reduktion im Vergleich zu herkömmlicher Ausrüstung)
Lifecycle-Kohlenstofffußabdruck: Reduziert um 5.200 tCO₂e für 100 Einheiten (über einen Zeitraum von 30 Jahren) - Wirtschaftliche Vorteile
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Kostenpunkt |
Herkömmliche Ausrüstung |
Diese Lösung |
Reduktion |
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Gasbeschaffungskosten |
$18.000 |
$2.500 |
86% ↓ |
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Leckagemaintenance |
$7.500 |
$300 |
96% ↓ |
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Kohlendioxidsteuer-Ausgaben |
$12.000 |
$0 |
100% ↓ |
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Gesamtkosten der Nutzung |
$375.000 |
$300.000 |
20% ↓ |
IV. Ingenieurwesen-Anwendungsfall
Projekt Zhuhai Hengqin des China Southern Grid (Inbetriebnahme 2024):
• Ausrüstung: Umweltfreundlicher Spannungswandler HGIS-252kV
• Betriebsdaten:
Jahresleckagerate: 0,08% (unterhalb des IEC-Limits von 0,5%)
Teilentladung: ≤3 pC (IEC 60044-Limit: ≤10 pC)
Alterungsrate der Isolation: Reduziert um 40% (Feuchtigkeitskontrolle <50ppm)
V. Technologieentwicklungspfad
- Optimierung des Gasgemisches: Entwicklung neuer CF₃SO₂F/CO₂-Gemische (GWP≈0,3, Isolationsstärke erreicht 95% von SF₆).
- Festkörperisolations-Technologie: Forschung und Entwicklung von EPDM-Gummi-basierten Vakuum-gießinsulatoren (Pilotspannungsniveau: 145kV).
