Istraživanje i razvoj statusa 12 kV SF6 slobodne prsteve jedinice

Gazna izolacija uglavnom se temelji na plinu SF₆. SF₆ ima izuzetno stabilne kemijske osobine i pokazuje odličnu dielektričnu čvrstoću i performanse u gašenju lukova, što ga čini široko upotrebljivim u električnim opremama. Uređaji s izolacijom SF₆ imaju kompaktan dizajn i mali volumen, nisu ovisni o vanjskim okolišnim faktorima i pokazuju izvanrednu prilagodljivost.

Međutim, SF₆ je međunarodno prepoznat kao jedan od šest glavnih stakleničnih plinova. Curenje iz uređaja s izolacijom SF₆ predstavlja neizbežan praktični problem. S obzirom na zaštitu okoliša, treba smanjiti ili minimizirati upotrebu šestičnog fluorida. Međunarodna zajednica dosegnula je konsenzus o postupnom fazoniranju i konačnom prestanku upotrebe plina SF₆.

1. Tehnički karakteristici 12 kV SF6 slobodnog prstena glavne jedinice

1.1 Zelena i ekološka

Suha zraka (ili dušik) koristi se kao primarni izolacijski medij, eliminirajući SF₆ i izbjegavajući emisije toksičnih ili stakleničnih plinova. Uzima se u obzir utjecaj na okoliš tijekom cijelog životnog vijeka proizvoda, te se stalno istražuju novi materijali i proizvodni procesi kako bi se poboljšala reciklabilnost materijala. Kompaktan i uštedljiv dizajn efektivno smanjuje potrošnju sirovina, energiju proizvodnje i zauzeće površine.

1.2 Sigurna i pouzdana

Zrelo vakuumsko prekidačko tehnologija osigurava stabilnu i pouzdanu prekidnu performansu i dugotrajnost. Nominirano tlak punjenja plinom je nizak (0,12 MPa apsolutno), što olakšava postizanje niskog stupnja curenja (≤0,1%). Visoka dielektrična čvrstoća omogućuje normalnu operaciju čak i pri nultom manometričkom tlaku. Trostruki disjunktor podržava električnu ili udaljenu operaciju i posjeduje kompleksne "pet prevencija" interlokove s opterećivačem/prekidačem, povećavajući sigurnost operacija tijekom održavanja.

1.3 Prilagodljivost okolišu

Svi visokonaponski primarni komponenti su zaprta unutar gasne komore spajanjem nerđajućeg čelika debljine 3 mm, potpuno izolirane od vanjskog okoliša. Po potrebi mogu se dodati dodatne zaštitne strukture mehanizmu prekidača i niskonaponskoj komori, stvarno ispunjavajući zahtjeve za otpornosti na koroziiju, zaštitu od vlage i rad pri niskim temperaturama u posebnim uvjetima.

1.4 Intelektualno vođenje

Proizvod se može opremiti inteligentnim kontrolnim sustavima, samoodrživom integriranim zaštitom i panoramskim pametnim platformama za distribuciju električne energije, prema potrebama korisnika. Integrira funkcije poput prikupljanja podataka, kontrole, nadgledanja, dijagnostike, zaštite i komunikacije u jedinstveni sustav, omogućujući udaljenu operaciju/održavanje i olakšavajući veliki podaci u distribuciji električne energije.

2. Trenutno stanje i trendovi razvoja 12 kV glavnih jedinica

2.1 Trenutno stanje 12 kV glavnih jedinica

Tijekom protekljih stotinu godina, klima Zemlje doživjela je značajne promjene, glavno karakterizirane globalnim zagrijavanjem. Ovo zagrijavanje rezultira od prirodnih klimatskih varijacija kombiniranih s pojačanim stakleničnim učincima uzrokovanim ljudskim aktivnostima. Smanjenje emisija stakleničnih plinova i umanjenje klimatskih promjena su glavni ciljevi Okvirne konvencije Ujedinjenih naroda o klimatskim promjenama (UNFCCC) i Kiotskog protokola.

Na konferenciji Kiotskog protokola 1997. godine u Japanu, SF₆ je uvršten kao jedan od najmoćnijih stakleničnih plinova i uključen među spojeve podliježne ograničenjima u upotrebi i emisiji. Iako CO₂ doprinosi preko 60% stakleničnom učinku - najveći udio - SF₆ predstavlja samo oko 0,1%. Unatoč trenutno malom doprinosu, SF₆ nosi značajne potencijalne rizike: jedna molekula SF₆ ima globalni učinak zagrijavanja 23.900 puta veći od CO₂ molekule, a njegov atmosferski vijek iznosi otprilike 3.200 godina. Približno 50% globalno proizvedenog SF₆ koristi se u elektroenergetskom sektoru, od čega 80% ide u prekidačku opremu. Kao zemlja u razvoju, Kina suočena je s rastućim pritiskom da smanji emisije stakleničnih plinova.

2.2 Trendovi razvoja 12 kV glavnih jedinica

S tehničkog stajališta, industrija glavnih jedinica do oko 2014. godine prošla je kroz nekoliko faza: zračna izolacija, polu-SF₆ izolacija, puna SF₆ izolacija i čvrsta izolacija. Ova evolucija odražava kontinuiranu inovaciju i tehnološki napredak usmjeren na sigurnost, pouzdanost, miniaturizaciju i ekološku prihvatljivost.

Trenutno, kako domaći tako i međunarodni, čvrsto izolirana prekidačka oprema smatrana je idealnom alternativom SF₆ baziranim proizvodima. Međutim, zbog izazova poput teškoće recikliranja epoksne smole (široko korištena u čvrsto izoliranoj opremi), nedostatka šire prihvaćenosti alternativnih termoplastičnih inženjerskih materijala, nepopratne raspadnog stanja nakon propusta izolacije i neriješenih problema vezanih za porast temperature pri radu pod visokim kapacitetom, interes za čvrstu izolaciju brzo se ohladio.

Suprotno tome, puno SF₆ izolirane glavne jedinice - unatoč svojim ekološkim nedostacima - i dalje dominiraju na tržištu zbog svoje kompaktnosti, izvanredne otpornosti na okoliš, visoke pouzdanosti i niske potrebe za održavanjem.

U protekle 2-3 godine, ekološki prihvatljiva gazno izolirana prekidačka oprema postala je fokus interesa operatera mreže i vodećih proizvođača, pokretna snaga koja dolazi iz napretka u nekoliko ključnih područja:

• Zrelo korištenje vakuumskih prekidačkih tehnologija (uključujući zaprte dizajne);

• Dublje razumijevanje izolacijskih tehnologija (gazna izolacija, čvrsta sučelna izolacija, kompozitna izolacija itd.);

• Rasprostranjeno operativno iskustvo s opremom s izolacijom SF₆ (RMU, C-GIS);

• Proboj u istraživanju alternativnih plinova SF₆ (od strane tvrtki poput ABB i 3M);

• Industrijske rasprave o povratku na fiksne tipove srednje-naponske opreme, podržane značajno poboljšanom pouzdanosti ključnih komponenti.

Dok Kina ubrzano transformira i nadograđuje svoj energetski sektor i suočava se sa stisnutim zahtjevima za uštedu energije i smanjenje emisija, regulacija atmosferske vlažnosti i kontrola zagađenja zraka postaju nadvladavajuće prioritete. Za brzo razvijajući se energetski sektor, razvoj RMU bez SF₆ plina je neizbiven trend. Buduća oprema za prijenos i distribuciju sve više će se fokusirati na sigurnost, pouzdanost, miniaturizaciju i održivost okoliša.

Napomenuto, Državna mreža Kine pokazuje značajno veću prepoznatu vrijednost ekološki prihvatljive prekidačke opreme u usporedbi s općim industrijskim korisnicima. "Katalog ključno promoviranih novih tehnologija Državne mreže Kine (2017. izdanje)" eksplicitno propisuje da od 2016. do 2018. godine, RMU bez SF₆ plina mora činiti "nije manje od 30% ukupnih novih instalacija u novim i obnovljenim projektima, s godišnjim stopom rasta od najmanje 8%." Nadalje, najnovije izdanje (2017.) "Preporuke za standardiziranu dizajniranje 12 kV RMU," razvijene zajedno od strane Odsjeka za održavanje i rad Državne mreže i Instituta za električnu energiju Kine, formalno su uključile ekološki prihvatljive plinsko izolirane RMU i utvrdile jasne tehničke specifikacije za buduće natječaje za nabavu.

3.Zaključak

Ukratko, dok Kina ubrzano transformira svoj energetski sektor i suočava se sa rastućom urgentnošću u uštedi energije i smanjenju emisija, borba s atmosferskom vlažnošću i zagađenjem zraka postaje odmah prioritet. Kao tipični terminalni uređaj za distribuciju struje, 12 kV RMU široko se primjenjuje u elektroenergetskim sustavima i raznim industrijskim aplikacijama, služeći kao neizbiveni dio robustnog i pametnog mreže i direktno utječe na sigurnost i pouzdanost opskrbe strujom. U odgovoru na brz razvoj energetske industrije, razvoj ekološki prihvatljivih plinsko izoliranih RMU predstavlja neobrnuti trend. Buduća oprema za prijenos i distribuciju nastavit će se razvijati oko ključnih zahtjeva za sigurnost, pouzdanost, miniaturizaciju i prijateljstvo prema okolišu.