Soluzione per Trasformatore di Tensione GIS senza SF₆ Basata su Miscugli di Gas Ecologici
I. Contesto e Sfide
- Trasformazione guidata dalle politiche
Il gas SF₆ ha un Potenziale di Riscaldamento Globale (GWP) 23.500 volte superiore a quello del CO₂. È soggetto a restrizioni globali come il Regolamento F-Gas dell'UE e il Piano di Controllo dei Gas Serra non CO₂ della Cina. - Punti critici dell'industria
I tradizionali trasformatori GIS in tensione si basano sull'isolamento SF₆, con rischi di perdita di gas. La loro impronta di carbonio nel ciclo di vita supera l'85% delle emissioni totali dell'equipaggiamento.
II. Soluzione principale
Tecnologia di sostituzione dielettrica ecologica
|
Tipo di dielettrico |
Valore GWP |
Resistenza all'isolamento (rispetto a SF₆) |
Scenario di applicazione |
|
Mistura di aria secca/N₂ |
≈0 |
30% |
Sistemi a media tensione ≤110kV |
|
C₅-PFK (pentanone perfluorato) |
<1 |
90% |
Sistemi ad alta tensione 220kV |
|
Formula di miscela di gas |
GWP<1 |
Equivalente a SF₆ |
Copertura completa di gamma di tensione |
Note: L'ottimizzazione dei rapporti di gas (ad esempio, 4% C₅-PFK + 96% Aria secca) bilancia la resistenza all'isolamento e le prestazioni ambientali.
Garanzia di certificazione
Certificato secondo IEC 62271-203:2011 (sigillatura livello C2M2) e GB/T 11022-2020, garantendo una durata di sigillatura ≥30 anni.
III. Analisi dei benefici quantificati
- Benefici di riduzione del carbonio
Intensità delle emissioni di gas serra: 0,02 tCO₂e/unità-anno (riduzione del 98% rispetto all'equipaggiamento tradizionale)
Impronta di carbonio nel ciclo di vita: Ridotta di 5.200 tCO₂e per 100 unità (sulla base di una durata di 30 anni) - Benefici economici
|
Voce di costo |
Equipaggiamento tradizionale |
Questa soluzione |
Riduzione |
|
Costo di acquisto del gas |
$18.000 |
$2.500 |
86% ↓ |
|
Manutenzione per perdite |
$7.500 |
$300 |
96% ↓ |
|
Spese per tassa sul carbonio |
$12.000 |
$0 |
100% ↓ |
|
Costo totale di possesso |
$375.000 |
$300.000 |
20% ↓ |
IV. Caso di applicazione ingegneristica
Progetto Zhuhai Hengqin della China Southern Grid (commissionamento nel 2024):
• Equipaggiamento: trasformatore in tensione HGIS-252kV ecologico
• Dati operativi:
Tasso di perdita annuale: 0,08% (sotto il limite IEC di 0,5%)
Scarica parziale: ≤3 pC (limite IEC 60044: ≤10 pC)
Tasso di invecchiamento dell'isolamento: Ridotto del 40% (controllo dell'umidità <50ppm)
V. Percorso di evoluzione tecnologica
- Ottimizzazione della miscela di gas: Sviluppo di nuove miste CF₃SO₂F/CO₂ (GWP≈0,3, resistenza all'isolamento raggiunge il 95% dello SF₆).
- Tecnologia di isolamento solido: Ricerca e sviluppo su isolatori a base di gomma EPDM a getto al vuoto (livello di tensione pilota: 145kV).
