Решение для трансформатора напряжения в GIS без SF₆ на основе экологически чистых газовых смесей
Ⅰ. Фон и вызовы
- Трансформация, основанная на политике
Газ SF₆ имеет потенциал глобального потепления (GWP), который в 23 500 раз превышает GWP CO₂. Он сталкивается с глобальными ограничительными политиками, такими как Регламент ЕС об F-газах и китайский План контроля над неблагородными газами. - Болевые точки отрасли
Традиционные трансформаторы напряжения GIS полагаются на изоляцию SF₆, что создает риск утечки газа. Углеродный след за жизненный цикл составляет более 85% от общих выбросов оборудования.
II. Основное решение
Технология замены диэлектрика экологически чистыми материалами
|
Тип диэлектрика |
Значение GWP |
Сила изоляции (по сравнению с SF₆) |
Сценарий применения |
|
Сухой воздух/смесь N₂ |
≈0 |
30% |
Средневольтные системы ≤110кВ |
|
C₅-PFK (перфторированный пентанон) |
<1 |
90% |
Высоковольтные системы 220кВ |
|
Формула смеси газов |
GWP<1 |
Эквивалентно SF₆ |
Полное покрытие диапазона напряжений |
Примечание: Оптимизация соотношения газов (например, 4% C₅-PFK + 96% сухого воздуха) обеспечивает баланс между силой изоляции и экологической эффективностью.
Гарантия сертификации
Сертифицировано по IEC 62271-203:2011 (уровень герметичности C2M2) и GB/T 11022-2020, что обеспечивает срок службы герметизации ≥30 лет.
III. Анализ количественных преимуществ
- Преимущества снижения углеродного следа
Интенсивность выбросов парниковых газов: 0,02 тCO₂e/единица-год (снижение на 98% по сравнению с традиционным оборудованием)
Углеродный след за жизненный цикл: Снижение на 5 200 тCO₂e на 100 единиц (за 30-летний срок службы) - Экономические преимущества
|
Статья затрат |
Традиционное оборудование |
Данное решение |
Снижение |
|
Затраты на приобретение газа |
$18 000 |
$2 500 |
86% ↓ |
|
Обслуживание утечек |
$7 500 |
$300 |
96% ↓ |
|
Расходы на углеродный налог |
$12 000 |
$0 |
100% ↓ |
|
Общая стоимость владения |
$375 000 |
$300 000 |
20% ↓ |
IV. Пример инженерного применения
Проект Zhuhai Hengqin компании China Southern Grid (ввод в эксплуатацию в 2024 году):
• Оборудование: экологически чистый трансформатор напряжения HGIS-252кВ
• Операционные данные:
Годовой коэффициент утечки: 0,08% (ниже предела IEC 0,5%)
Частичные разряды: ≤3 пК (предел IEC 60044: ≤10 пК)
Скорость старения изоляции: Снижение на 40% (контроль влажности <50 ppm)
V. Путь эволюции технологии
- Оптимизация смеси газов: Разработка новых смесей CF₃SO₂F/CO₂ (GWP≈0,3, сила изоляции достигает 95% от SF₆).
- Технология твердой изоляции: НИОКР по изоляторам на основе EPDM резины, отлитым под вакуумом (пилотное напряжение: 145кВ).
