Kung Bakit Ang Tuyong Hangin ang Pinakamahusay na Pamalit sa Gas na SF₆ sa mga Ring Main Units

1. Air-insulated at SF₆ Gas-insulated Ring Main Units

Ang mga air-insulated ring main units ay pangunahing naglalaman ng mga load break switches, disconnectors, o isang kombinasyon ng parehong may kakayahan ng grounding, na maaaring gamitin nang manu-mano o elektrikal. Ang mga yunit na ito maaari ring maglaman ng mga fuse upang kontrolin ang mga input at output lines ng kable. Sa kabilang banda, ang mga SF₆ gas-insulated ring main units, na karaniwang tinatawag na gas-insulated switchgear, ay gumagamit ng SF₆ gas para sa insulasyon at pagtigil ng ark dahil sa kanyang mataas na dielectric strength, makapangyarihang kakayanan sa pagtigil ng ark, walang toxicity, at kimikal na estabilidad, kaya ito ay isang mahusay na medium para sa parehong layunin.

2. Mga Dahilan para Palitan ang SF₆ Gas ng Dry Air

Bagama't may mga benepisyo, ang SF₆ gas ay may napakataas na global warming potential (GWP), na nakararanggo ito bilang isa sa anim na greenhouse gases na pinagbibigyan ng Kyoto Protocol. Bilang isang signatory na nagsipagtitiwala sa pagbawas ng emissions, ang Tsina ay naka-reduce ng 48.1% ang kanyang carbon intensity mula noong 2005 hanggang sa dulo ng 2019, na nailampas nito ang kanyang 2020 target. Sa konteksto ng pambansang layuning umabot sa peak ng carbon emissions bago ang 2030 at maabot ang carbon neutrality bago ang 2060, ang pagbabawas ng carbon emissions ay ngayon isang kritikal na focus sa hinaharap na power planning. Sa kontekstong ito, ang pagpalit ng SF₆ gas ng dry air sa medium voltage switchgear ay may limang pangunahing dahilan:

2.1 Zero GWP ng Dry Air

Ang GWP index ay sumusukat kung gaano karami ang ibinubunga ng isang binigay na masa ng isang greenhouse gas sa global warming kumpara sa parehong masa ng carbon dioxide sa loob ng tiyak na panahon. Ang GWP ng SF₆ ay 23,900 beses mas mataas kaysa sa CO₂, na nagpapahiwatig nito bilang isa sa anim na gases na pinagbibigyan ng Kyoto Protocol at European Directive 2003/87 dahil sa kanyang environmental impact. Ang average load switch o circuit breaker compartment ay naglalaman ng humigit-kumulang 1 kg ng SF₆; kung lumabas ito, ito ay katumbas ng pagmaneho ng sasakyan ng humigit-kumulang 200,000 km sa termino ng environmental damage.

Konsiderando na may humigit-kumulang 30 milyong switchgear units sa buong mundo, ang pangangailangan na hanapin ang alternative sa SF₆ ay naging malinaw. May GWP na zero, ang dry air—na binubuo ng natural na 21% oxygen at 79% nitrogen—ay nagbibigay ng solusyon na nagwawala ng mga alamin tungkol sa kontribusyon sa global warming, na posisyunan ito bilang ideal na substitute para sa SF₆ dahil sa kanyang malinaw na environmental safety at benefits. Ang pagkakaiba-iba ng mga katangian ng SF₆ at dry air ay sumaryos sa Table 1.

2.2 Ang Dry Air Ay Hindi Nangangailangan ng Recovery o Disposal

Ang environmentally friendly gas-insulated metal-enclosed switchgear ay hindi gumagamit ng SF₆ gas sa proseso ng produksyon at assembly, na nagwawala ng pangangailangan para sa gas recovery at protection systems. Ito ay madali ilipon, at ang mga decomposition products nito ay walang masamang substances, kaya ito ay sumasang-ayon sa environmental standards. Ang ganitong equipment ay hindi nagdudulot ng environmental pollution sa mahabang panahon ng operasyon, angkop ito sa mga mapaglaban at harsh na environment, at walang maintenance. Sa kabilang banda, ang SF₆ gas switchgear ay kailangan na manatili ang SF₆ gas sa sealed closed system sa buong buhay ng equipment upang minimuhin ang leakage at bawasan ang environmental impact.

Kapag kailangan ng maintenance, ang mga gas recovery units ay ginagamit upang kolektahin ang gas on-site. Matapos linisin upang alisin ang impurities, ang gas ay maaaring gamitin muli. Ngunit, sa ilalim ng switching operations, ang SF₆ ay maaaring bumuo ng toxic by-products, na nagbibigay-daan sa used SF₆ gas na ituring bilang hazardous waste. Ang cost ng pagdispose ng SF₆ gas ay napakataas, humigit-kumulang 20% ng original price ng equipment. Ang paggamit ng dry air ay ganap na nagwawala ng pangangailangan para sa SF₆, na siyang malaking pagbawas sa environmental impact ng switchgear at nag-iwas sa mga costs at procedures na kaugnay ng disposal at recovery.

2.3 Ang Dry Air Ay Nagbibigay ng Karagdagang Advantages para sa Operators

Ang bagong SF₆-free switchgear na gumagamit ng dry air ay nagbibigay ng maraming benepisyo para sa operators: ① Ito ay nananatiling compact size na inaappreciate ng traditional SF₆ equipment, at ang operation method ay nananatiling hindi nagbabago, kaya ang mga technicians ay hindi nangangailangan ng additional training; ② Ang three-position load switch sa environmentally friendly gas-insulated switchgear ay gumagamit ng parallel vacuum interruption technology, na nananatiling nasa original three-position operation habits habang nagbibigay ng combined appliance solutions, na nagbibigay ng economical at reliable transformer protection sa mga customers.

2.4 Ang Dry Air Ay Nagprotekta sa Health at Safety ng Personnel

Ang medium-voltage switchgear ay madalas ginagamit sa public areas, kaya ang health at safety ay primary considerations sa pagpili ng alternative sa SF₆. Ang dry air, bilang isang ligtas na substitute, ay nagprotekta sa publiko mula sa potensyal na health at safety risks. Ito ay ganap na non-toxic, kaya kahit sa event ng leak, ito ay walang pinsala sa tao o environment. Ito ay hindi nagbibigay ng health risks sa personnel na responsable sa installation at decommissioning, at walang pangangailangan na itayo ng strict na equipment handling regulations para sa safety ng personnel. Sa kabilang banda, ang unverified proprietary gases ay maaaring magdulot ng health at safety risks.

2.5 Ang Dry Air Ay Nagbawas ng Regulatory Concerns

Maraming kompanya ang nagbibigay ng significant steps upang drastikal na bawasan ang greenhouse gas emissions. Ang mga strategic efforts na ito ay driven hindi lamang ng desire para sa mas sustainable na operasyon, kundi pati na rin ng strong regulatory pressures. Sa Europe, ang use, handling, decommissioning, monitoring, at inventory record-keeping ng SF₆ gas ay nai-strictly regulate. Sa Tsina, ang relevant policies at measures ay ipinakilala simula noong 2012 upang regulate ang use at recovery ng SF₆ gas. Ayon sa mga standards na inilabas ng Standardization Administration of China, ang SF₆ gas emissions na nabuo sa maintenance at decommissioning ng SF₆ equipment ay kasama na sa greenhouse gas accounting at reporting scope para sa Chinese power grid enterprises.

Dahil sa inaasahang mas mahigpit na future regulations, ang pag-adopt ng environmentally friendly alternative products na hindi apektado ng future regulatory constraints ay isang prudent choice upang siguraduhin ang operational continuity. Ang dry air medium-voltage switchgear ay nagbibigay ng reliable insulation at interruption performance nang hindi apektado ng environmental regulations o carbon taxes. Bilang world's second-largest economy at largest energy consumer, ang Tsina ay naglalaro ng pivotal role sa global energy transition. Kamakailan, ang Fifth Plenary Session ng 19th Central Committee ay ipinropose ang key socio-economic development goals para sa China's 14th Five-Year Plan period, na eksplisitong nagsabi na "ang energy resource allocation ay dapat maging mas rational, ang utilization efficiency ay dapat significantly improve, at ang total emissions ng major pollutants ay dapat patuloy na bawasan."

Sa kabuuan, ang dry air bilang insulating medium ay nagbibigay ng mga sumusunod na advantages: ① environmentally friendly at green; ② good thermal conductivity; ③ walang pangangailangan ng ventilation o protective equipment sa proseso ng production at maintenance ng equipment; ④ ang metal particles na nabuo sa production o use ay nagbibigay ng minimal hazard sa dry air-insulated switchgear.

3 Conclusion

Ang bagong uri ng ring main unit ay gumagamit ng dry air bilang insulating medium, na palit sa environmentally harmful na SF₆ gas, na siyang nagbawas ng greenhouse gas emissions. Sa dulo ng life cycle nito, higit sa 90% ng materials ay maaaring recycled. Ang paggamit ng slight positive pressure gas insulation method ay nagbawas ng possibility ng gas leakage, na nagpapataas ng safety at reliability. Ang high-voltage components ay ganap na sealed sa loob ng metal enclosure, na nag-aasikaso ng safe operation sa harsh environments tulad ng high altitudes, severe cold, humidity, at pollution. Ang vacuum switches at three-position isolation/grounding switches ay sumusuporta sa manual at electric operation, at ang switchgear ay may intelligent capabilities.

Bagama't ang environmentally friendly ring main units ay nagkaroon na ng progress sa intelligence, greenness, at environmental protection, ang insulating performance ng nitrogen at dry air sa parehong pressure ay humigit-kumulang one-third lang ng SF₆, lalo na sa high-voltage GIS products, kung saan wala pang viable replacement para sa SF₆. Kaya, kinakailangan pa ng karagdagang pagsisikap sa pag-develop ng environmentally friendly gases.