Κατάσταση Έρευνας και Ανάπτυξης του 12 kV SF6 Gas-Free Ring Main Unit

Η μόνωση με αέριο βασίζεται κυρίως στο αέριο SF₆. Το SF₆ έχει εξαιρετικά σταθερές χημικές ιδιότητες και εμφανίζει εξαιρετική διηλεκτρική αντοχή και απόδοση σβέσης τόξου, γεγονός που το καθιστά ευρέως χρησιμοποιούμενο σε ηλεκτρικό εξοπλισμό. Ο διακοπτικός θάλαμος με μόνωση SF₆ διαθέτει συμπαγή δομή και μικρό μέγεθος, δεν επηρεάζεται από εξωτερικούς παράγοντες του περιβάλλοντος και εμφανίζει εξαιρετική προσαρμοστικότητα.

Ωστόσο, το SF₆ αναγνωρίζεται διεθνώς ως ένα από τα έξι κύρια αέρια του θερμοκηπίου. Η διαρροή από διακοπτικούς θαλάμους με μόνωση SF₆ είναι ένα αναπόφευκτο πρακτικό ζήτημα. Από περιβαλλοντική άποψη, η χρήση του εξαφθοριούχου θείου πρέπει να μειωθεί ή να ελαχιστοποιηθεί. Η διεθνής κοινότητα έχει φτάσει σε συναίνεση για τη σταδιακή κατάργηση και τελικά τη διακοπή της χρήσης του αερίου SF₆.

1. Τεχνικά Χαρακτηριστικά της 12 kV Διανομής Δακτυλίου Χωρίς Αέριο SF6

1.1 Πράσινη και Φιλική προς το Περιβάλλον

Χρησιμοποιείται ξηρός αέρας (ή άζωτο) ως κύριο μονωτικό μέσο, εξαλείφοντας το SF₆ και αποφεύγοντας εκπομπές τοξικών ή αερίων του θερμοκηπίου. Λαμβάνεται υπόψη η περιβαλλοντική επίδραση καθ' όλη τη διάρκεια του κύκλου ζωής του προϊόντος, με συνεχή εξερεύνηση νέων υλικών και διεργασιών παραγωγής για τη βελτίωση της ανακύκλωσης των υλικών. Σχεδιασμός μικρού μεγέθους και εξοικονόμησης χώρου μειώνει αποτελεσματικά την κατανάλωση πρώτων υλών, την κατανάλωση ενέργειας παραγωγής και την κατάληψη γης.

1.2 Ασφαλής και Αξιόπιστη

Ώριμη τεχνολογία διακοπής κενού εξασφαλίζει σταθερή και αξιόπιστη απόδοση διακοπής και μεγάλη διάρκεια ζωής. Η ονομαστική πίεση πλήρωσης αερίου είναι χαμηλή (0,12 MPa απόλυτη), κάνοντας ευκολότερη την επίτευξη χαμηλού ρυθμού διαρροής (≤0,1%). Η υψηλή διηλεκτρική αντοχή επιτρέπει τη φυσιολογική λειτουργία ακόμα και σε μηδενική πίεση. Ο τριών θέσεων αποσυνδέκτης υποστηρίζει ηλεκτρική ή απομακρυσμένη λειτουργία και διαθέτει ολοκληρωμένα «πέντε-προστασίας» κλειδώματα με τον διακόπτη φορτίου/διακόπτη κυκλώματος, βελτιώνοντας την ασφάλεια λειτουργίας κατά τη συντήρηση.

1.3 Προσαρμοστικότητα στο Περιβάλλον

Όλα τα υψηλής τάσης πρωτεύοντα στοιχεία σφραγίζονται εντός ενός θαλάμου αερίου συγκολλημένου από ανοξείδωτο χάλυβα πάχους 3 mm, πλήρως απομονωμένα από το εξωτερικό περιβάλλον. Μπορούν να προστεθούν επιπλέον προστατευτικές δομές στον μηχανισμό διακοπής και τον θάλαμο χαμηλής τάσης όπως απαιτείται, προσφέροντας πραγματικά αντοχή σε διάβρωση, προστασία από υγρασία και λειτουργία σε χαμηλές θερμοκρασίες υπό ειδικές συνθήκες.

1.4 Έξυπνη Ηγεσία

Το προϊόν μπορεί προαιρετικά να εξοπλιστεί με έξυπνα συστήματα ελέγχου, ενσωματωμένη προστασία με δική τους τροφοδοσία και πανοραμικές έξυπνες πλατφόρμες διανομής ισχύος σύμφωνα με τις ανάγκες του χρήστη. Ενσωματώνει λειτουργίες όπως συλλογή δεδομένων, έλεγχο, παρακολούθηση, διαγνωστικά, προστασία και επικοινωνία σε ενιαίο σύστημα, επιτρέποντας απομακρυσμένη λειτουργία/συντήρηση και διευκολύνοντας εφαρμογές μεγάλων δεδομένων στη διανομή ισχύος.

2. Τρέχουσα Κατάσταση και Τάσεις Ανάπτυξης των 12 kV Διανομών Δακτυλίου

2.1 Τρέχουσα Κατάσταση των 12 kV Διανομών Δακτυλίου

Κατά τον παρελθόντα αιώνα, το κλίμα της Γης έχει υποστεί σημαντικές αλλαγές που χαρακτηρίζονται κυρίως από την παγκόσμια θέρμανση. Αυτή η θέρμανση προκαλείται από τη φυσική μεταβλητότητα του κλίματος σε συνδυασμό με ενισχυμένα φαινόμενα του θερμοκηπίου λόγω ανθρώπινων δραστηριοτήτων. Η μείωση των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου και η αμβλύνση της κλιματικής αλλαγής είναι οι κύριοι στόχοι της Πλαίσιο Σύμβασης των Ηνωμένων Εθνών για την Αλλαγή του Κλίματος (UNFCCC) και του Πρωτοκόλλου του Κιότο.

Στη διάσκεψη του Πρωτοκόλλου του Κιότο το 1997 στην Ιαπωνία, το SF₆ καταχωρήθηκε ως ένα από τα ισχυρότερα αέρια του θερμοκηπίου και συμπεριλήφθηκε σε ουσίες που υπόκεινται σε περιορισμούς χρήσης και εκπομπών. Αν και το CO₂ συνεισφέρει περισσότερο από 60% στο φαινόμενο του θερμοκηπίου—το μεγαλύτερο μερίδιο—το SF₆ αντιπροσωπεύει μόνο περίπου 0,1%. Παρά την τρέχουσα μικρή του συνεισφορά, το SF₆ εγκυμονεί σημαντικούς δυνητικούς κινδύνους: ένα μόριο SF₆ έχει δυναμικό παγκόσμιας θέρμανσης 23.900 φορές μεγαλύτερο από ένα μόριο CO₂, και η διάρκεια ζωής του στην ατμόσφαιρα είναι περίπου 3.200 χρόνια. Περίπου το 50% του παγκοσμίως παραγόμενου SF₆ χρησιμοποιείται στην ηλεκτρική βιομηχανία, από το οποίο το 80% χρησιμοποιείται σε διακοπτικό εξοπλισμό. Ως αναπτυσσόμενη χώρα, η Κίνα αντιμετωπίζει αυξανόμενη πίεση για τη μείωση των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου.

2.2 Τάσεις Ανάπτυξης των 12 kV Διανομών Δακτυλίου

Από τεχνική άποψη, η βιομηχανία των διανομών δακτυλίου είχε, περίπου το 2014, προχωρήσει μέσω πολλών σταδίων: μόνωση με αέρα, ημι-μόνωση με SF₆, πλήρης μόνωση με SF₆ και στερεή μόνωση. Αυτή η εξέλιξη αντικατοπτρίζει συνεχή καινοτομία και τεχνολογική πρόοδο με έμφαση στην ασφάλεια, την αξιοπιστία, την μικρομεσίωση και τη φιλικότητα προς το περιβάλλον.

Προς το παρόν, τόσο εγχώρια όσο και διεθνώς, ο διακοπτικός εξοπλισμός με στερεή μόνωση θεωρείτο κάποτε ιδανική εναλλακτική λύση σε προϊόντα βασισμένα στο SF₆. Ωστόσο, λόγω προκλήσεων όπως η δυσκολία ανακύκλωσης της εποξειδικής ρητίνης (ευρέως χρησιμοποιούμενης σε μονωμένες μονάδες στερεής μόνωσης), η έλλειψη ευρείας αποδοχής εναλλακτικών θερμοπλαστικών μηχανικών υλικών, η μη ανακτήσιμη βλάβη μετά από αποτυχία μόνωσης και άλυτα ζητήματα σχετικά με την αύξηση θερμοκρασίας υπό λειτουργία υψηλής ισχύος, το ενδιαφέρον για τη στερεή μόνωση έχει ψυχρανθεί σχεδόν τόσο γρήγορα όσο και ανέβηκε.

Αντίθετα, οι πλήρως μονωμένοι διακοπτικοί θάλαμοι με SF₆—παρά τα περιβαλλοντικά τους μειονεκτήματα—συνεχίζουν να κυριαρχούν στην αγορά λόγω του μικρού τους μεγέθους, της εξαιρετικής ανθεκτικότητας τους στο περιβάλλον, της υψηλής αξιοπιστίας και των χαμηλών απαιτήσεων συντήρησης.

Τα τελευταία 2–3 χρόνια, ο φιλικός προς το περιβάλλον διακοπτικός εξοπλισμός με μόνωση αερίου έχει γίνει σταδιακά ένα κέντρο ενδιαφέροντος για τους φορείς διαχείρισης δικτύων και τους κορυφαίους κατασκευαστές, με κινητήριες δυνάμεις τις προόδους σε αρκετούς βασικούς τομείς:

• Ώριμη εφαρμογή της τεχνολογίας διακοπής κενού (συμπεριλαμβανομένων ενσωματωμένων σχεδιασμών).

• Βαθύτερη κατανόηση των τεχνολογιών μόνωσης (μόνωση με αέριο, μόνωση στερεής διεπαφής, σύνθετη μόνωση, κ.λπ.).

• Εκτεταμένη λειτουργική εμπειρία με εξοπλισμό που απομονώνεται με SF₆ (RMUs, C-GIS);

• Διάβαση στη έρευνα για εναλλακτικά αέρια SF₆ (από εταιρείες όπως ABB και 3M);

• Συζητήσεις στη βιομηχανία που υποστηρίζουν την επιστροφή σε σταθερά προϊόντα μεσαίου επιπέδου, υποστηριζόμενες από σημαντική πρόοδο στην αξιοπιστία των βασικών συστατικών.

Καθώς η Κίνα επιταχύνει τη μετατροπή και την ενίσχυση του τομέα ενέργειας και αντιμετωπίζει επείγουσες απαιτήσεις για εξοικονόμηση ενέργειας και μείωση εκπομπών, η ρύθμιση της ατμοσφαιρικής υγρασίας και η διαχείριση της ατμοσφαιρικής ρύπανσης έχουν γίνει επιτακτικές προτεραιότητες. Για την γρήγορα εξελισσόμενη βιομηχανία ενέργειας, η ανάπτυξη ενιαίων μονάδων με γύρω μέτρηση χωρίς αέριο SF6 αποτελεί αναπόσπαστη τάση. Ο μελλοντικός εξοπλισμός μεταφοράς και διανομής θα εστιάζει όλο και περισσότερο στην ασφάλεια, την αξιοπιστία, τη μικροποίηση και την περιβαλλοντική βιωσιμότητα.

Επιπλέον, η State Grid Corporation of China επιδεικνύει σημαντικά υψηλότερη αναγνώριση των περιβαλλοντικά φιλικών στροφίων σε σύγκριση με τους γενικούς βιομηχανικούς χρήστες. Το "Κατάλογος Νέων Τεχνολογιών Που Επικρατούν Στη State Grid Corporation (Έκδοση 2017)" καθορίζει σαφώς ότι από το 2016 έως το 2018, οι ενιαίες μονάδες με γύρω μέτρηση χωρίς αέριο SF6 πρέπει να αντιπροσωπεύουν "τον τουλάχιστον 30% των νέων εγκαταστάσεων σε νέα και ανανεωμένα έργα, με ετήσια αύξηση τουλάχιστον 8%." Επιπλέον, η πιο πρόσφατη έκδοση (2017) των "Προτάσεων Σταθεροποιημένης Σχεδίασης για Ενιαίες Μονάδες 12 kV," που αναπτύχθηκε σε συνεργασία με την Τμήμα Λειτουργίας & Διατήρησης της State Grid και το Ινστιτούτο Ηλεκτρικής Ενέργειας της Κίνας, έχει επίσημα ενσωματώσει τις περιβαλλοντικά φιλικές ενιαίες μονάδες με αεριούχη απομόνωση και έχει ορίσει σαφείς τεχνικές προδιαγραφές για μελλοντικές διαδικασίες προμηθειών.

3. Συμπέρασμα

Συνοπτικά, καθώς η Κίνα επιταχύνει τη μετατροπή του τομέα ενέργειας και αντιμετωπίζει αυξανόμενη επιτακτικότητα στην εξοικονόμηση ενέργειας και μείωση εκπομπών, η αντιμετώπιση της ατμοσφαιρικής υγρασίας και της ατμοσφαιρικής ρύπανσης έχει γίνει επιτακτική προτεραιότητα. Ως χαρακτηριστικό τελικό συσκευής διανομής ενέργειας, οι ενιαίες μονάδες 12 kV με γύρω μέτρηση είναι ευρέως εγκατεστημένες σε συστήματα ενέργειας και διάφορες βιομηχανικές εφαρμογές, συνιστώντας αναπόσπαστο συστατικό ενός ανθεκτικού και νοηματικού δικτύου, επηρεάζοντας άμεσα την ασφάλεια και την αξιοπιστία της παροχής ενέργειας. Σε αντάποιψη στη γρήγορη ανάπτυξη του τομέα ενέργειας, η ανάπτυξη περιβαλλοντικά φιλικών ενιαίων μονάδων με αεριούχη απομόνωση αποτελεί αναπόσπαστη τάση. Ο μελλοντικός εξοπλισμός μεταφοράς και διανομής θα συνεχίσει να εξελίσσεται γύρω από τις βασικές απαιτήσεις ασφάλειας, αξιοπιστίας, μικροποίησης και περιβαλλοντικής φιλικότητας.