Solução de Transformador de Tensão GIS Livre de SF₆ Baseada em Misturas de Gás Ecológicas
I. Contexto e Desafios
- Transformação Orientada por Políticas
O gás SF₆ tem um Potencial de Aquecimento Global (PAG) 23.500 vezes superior ao do CO₂. Enfrenta políticas de restrição globais como o Regulamento F-Gas da UE e o Plano de Controle de Gases de Efeito Estufa Não-CO₂ da China. - Pontos de Dor da Indústria
Os transformadores de tensão GIS tradicionais dependem de isolamento SF₆, apresentando riscos de vazamento de gás. A pegada de carbono ao longo de sua vida útil excede 85% das emissões totais do equipamento.
II. Solução Central
Tecnologia de Substituição de Dielétrico Ecológico
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Tipo de Dielétrico |
Valor PAG |
Força de Isolamento (vs SF₆) |
Cenário de Aplicação |
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Mistura de Ar Seco/N₂ |
≈0 |
30% |
Sistemas de média tensão ≤110kV |
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C₅-PFK (Pentanona perfluorada) |
<1 |
90% |
Sistemas de alta tensão 220kV |
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Fórmula de Mistura de Gases |
PAG<1 |
Equivalente a SF₆ |
Cobertura total de faixa de tensão |
Nota: Otimizar as proporções de gás (por exemplo, 4% C₅-PFK + 96% Ar Seco) equilibra a força de isolamento e o desempenho ambiental.
Garantia de Certificação
Certificado conforme IEC 62271-203:2011 (selagem nível C2M2) e GB/T 11022-2020, garantindo uma vida útil de vedação ≥30 anos.
III. Análise de Benefícios Quantificados
- Benefícios de Redução de Carbono
Intensidade de Emissão de Gases de Efeito Estufa: 0,02 tCO₂e/unidade-ano (redução de 98% em relação ao equipamento convencional)
Pegada de Carbono ao Longo da Vida Útil: Reduzida em 5.200 tCO₂e por 100 unidades (ao longo de 30 anos de vida útil) - Benefícios Econômicos
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Item de Custo |
Equipamento Convencional |
Esta Solução |
Redução |
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Custo de Aquisição de Gás |
$18.000 |
$2.500 |
86% ↓ |
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Manutenção de Vazamentos |
$7.500 |
$300 |
96% ↓ |
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Despesas com Imposto de Carbono |
$12.000 |
$0 |
100% ↓ |
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Custo Total de Propriedade |
$375.000 |
$300.000 |
20% ↓ |
IV. Caso de Aplicação Engenhosa
Projeto Hengqin da China Southern Grid (Comissionado em 2024):
• Equipamento: Transformador de tensão HGIS-252kV ecológico
• Dados Operacionais:
Taxa Anual de Vazamento: 0,08% (abaixo do limite da IEC de 0,5%)
Descarga Parcial: ≤3 pC (limite IEC 60044: ≤10 pC)
Taxa de Envelhecimento do Isolamento: Reduzida em 40% (controle de umidade <50ppm)
V. Caminho de Evolução Tecnológica
- Otimização de Mistura de Gases: Desenvolvimento de novas misturas de CF₃SO₂F/CO₂ (PAG≈0,3, força de isolamento atinge 95% do SF₆).
- Tecnologia de Isolamento Sólido: Pesquisa e desenvolvimento em isoladores de borracha EPDM fundidos sob vácuo (nível de tensão piloto: 145kV).
