Pētījumu un attīstības statuss 12 kV SF6 gāzes brīvajam apakšstacijas galvenajam pultam

Gāzes izolācija galvenokārt balstīta uz SF₆ gāzi. SF₆ ir ļoti stabila ķīmiski un izrāda lieliskas dielektriskās spējas un loka nogāzšanas veiktspēju, tāpēc to plaši izmanto elektrikas iekārtās. SF₆ izolētā pārslēgumu aprīkojums ir kompakts, mazs izmērs, nav ietekmēts ārējiem vides faktoriem un parāda izcilu pielāgojamību.

Tomēr, SF₆ starptautiski tiek atzīts kā viens no sešiem galvenajiem siltumnīcefekta gāzēm. SF₆ izolētā pārslēgumu aprīkojuma noplūde ir neizbēgama praktiska problēma. No vides aizsardzības perspektīvas, sulfurhexasfluorīda izmantošanu vajadzētu samazināt vai minimizēt. Starptautiskā sabiedrība ir nonākusi pie vienprātības par SF₆ gāzes lēnāmu atcelšanu un beidzot tās izmantošanas pārtraukšanu.

1. 12 kV bez SF6 gāzes Ring Main Unit tehniskās īpašības

1.1 Zaļa un videi draudzīga

Kā galveno izolējošo vidu tiek izmantota sausa gaisa (vai šķidra gāze), kas izbeidz SF₆ izmantošanu un izvairītos no toksisku vai siltumnīcefekta gāzu emisijām. Ūdenskrituma visā produktu dzīves ciklā tiek ņemtas vērā, ar nepārtrauktām jaunu materiālu un ražošanas procesu pētījumiem, lai uzlabotu materiālu reciklāmību. Kompakta un telpu taupoša dizaina efektīvi samazina matēriālu patēriņu, ražošanas enerģijas patēriņu un zemes aizņemto platību.

1.2 Droša un uzticama

Pilnveidotā vakuumu pārslēguma tehnoloģija nodrošina stabīgu un uzticamu pārslēguma veiktspēju un ilgu darbības laiku. Nominālais gāzes pieplūdes spiediens ir zems (0.12 MPa absolūtā), kas padara vieglāku sasniegt zemu noplūdes rādītāju (≤0.1%). Augsta dielektriskā spēja ļauj normāli strādāt pat nulles spiedienā. Trīs pozīciju atsekoņtājs atbalsta elektrisku vai attālinātu pārvaldību un piedāvā visaptverošas "piecas aizsardzības" bloķēšanas funkcijas ar slodzes pārslēgumu/uzbrukuma izolatoru, palielinot darbības drošību apkopes laikā.

1.3 Vides pielāgojamība

Visi augstsprieguma primārie komponenti ir nomazgāti 3 mm nerūstamas metāla saliekta gāzes kompartimentā, pilnībā atdalot tos no ārējiem vides apstākļiem. Pārslēguma mehānismam un zemas sprieguma kompartimentam var būt nepieciešams pievienot papildu aizsargstruktūras, patiesi atbilstot korozijas, mitruma un zemas temperatūras darbības prasībām īpašos apstākļos.

1.4 Intelektuālā vadība

Produktam var piemēroti pievienot intelektuālas kontroles sistēmas, savārstītas integrētās aizsardzības un panorāmas intelektuālas elektrosadales platformas saskaņā ar lietotāja vajadzībām. Tas integrē datus, kontrolē, uzraudzību, diagnostiku, aizsardzību un komunikāciju vienotā sistēmā, ļaujot attālinātu pārvaldību/apkopi un palīdzot lieliem datu pielietojumiem elektrosadales jomā.

2. 12 kV Ring Main Unit pašreizējais stāvoklis un attīstības tendences

2.1 12 kV Ring Main Unit pašreizējais stāvoklis

Pēdējos simtus gadus Zemes klimats ir pieredzējis nozīmīgas izmaiņas, galvenokārt raksturojamas globālo sasilšanu. Šī sasilšana notiek dēļ dabiskas klimata variabilitātes un cilvēka aktivitātēm izraisītā pastiprinātā siltumnīcefekta. Siltumnīcefekta gāzu emisiju samazināšana un klimata maiņas mazināšana ir galvenie mērķi ANO Klimata maiņas konvencijā (UNFCCC) un Kioto protokolā.

1997. gada Kioto protokola konferencē Japānā, SF₆ tika iekļauts kā viens no spēcīgākajiem siltumnīcefekta gāzēm un tika iekļauts sarakstā ar lietošanas un emisijas ierobežojumiem. Lai arī CO₂ devums siltumnīcefektam pārsniedz 60% — lielākā daļa — SF₆ devums ir aptuveni 0.1%. Neraugoties uz tā pašreizējo mazu devumu, SF₆ radīšanai ir nozīmīgs potenciāls risks: viena SF₆ molekula ir 23,900 reizes spēcīgāka par CO₂ molekulām, un tā atmosfēras dzīve ir aptuveni 3,200 gadi. Aptuveni 50% no globāli ražotā SF₆ tiek izmantots enerģētikā, no kura 80% tiek izmantots pārslēgumu aprīkojumos. Kā attīstības valsts Ķīna saskaras ar pieaugošu spiedienu, lai samazinātu siltumnīcefekta gāzu emisijas.

2.2 12 kV Ring Main Unit attīstības tendences

No tehniskā skatu punkta, ring main unit industrijā līdz aptuveni 2014. gadam bija izveidojušies vairāki posmi: gaisa izolācija, pus-SF₆ izolācija, pilna SF₆ izolācija un caurule izolācija. Šī evolūcija atspoguļo nepārtrauktu inovāciju un tehnoloģisko progresu, kas fokusējas uz drošību, uzticamību, miniaturizāciju un videi draudzīgumu.

Pašlaik gan mājās, gan starptautiski, caurules izolētā pārslēguma aprīkojuma reiz tika uzskatīts par ideālu alternatīvu SF₆ pamatītajiem produktiem. Tomēr, tā kā ir grūtības ar epoksīda smēķes (plaši izmantotas caurules izolētajos vienumbos) reciklāšanu, alternatīvo termoplastiskās inženierzinātnes materiālu plašā nepieņemšanu, neatkritamību pēc izolācijas traucējuma un neatrisinātās problēmas, kas saistītas ar temperatūras paaugstināšanos liela spēja darbībā, interese par caurules izolāciju ir pazudusi tikpat ātri, cik tā tika palielināta.

Savukārt, pilna SF₆ izolētā ring main units, neraugoties uz to vides trūkumiem, turpinās dominēt tirgū, tāpēc ka tos raksturo kompakts izmērs, izcilas vides adaptācijas spējas, augsta uzticamība un zema uzturēšanas prasības.

Pēdējos 2–3 gados, videi draudzīgas gāzes izolētās pārslēguma aprīkojuma ir kļuvušas par intereses centrām tīkla operatoriem un galvenajiem ražotājiem, motivēti vairākiem galvenajiem jomām:

• Pilnveidotā vakuumu pārslēguma tehnoloģijas (ieskaitot iepakojuma dizainus) lietošana;

• Izolācijas tehnoloģiju (gāzes izolācija, caurules izolācija, kombinētā izolācija utt.) dziļāka izpratne;

• Plašs darbības pieredze ar SF₆ izolētu aprīkojumu (RMU, C-GIS);

• Pārsteidzoši sasniegumi pētniecībā par SF₆ alternatīvajiem gāzēm (piemēram, uzņēmumiem kā ABB un 3M);

• Industrijas diskusijas, kas aizstāv atgriešanos pie fiksētā veida vidējsprieguma produktiem, atbalstītas galveno komponentu būtiski labāku uzticamību.

Kā Ķīna paātrina savas enerģētikas nozares transformāciju un modernizāciju un saskaras ar steidzamiem prasībām enerģijas taupībai un emisiju samazināšanai, atmosfēras mitruma regulēšana un gaisa piesārņojuma kontrolēšana kļūst par steidzamu prioritāti. Strauji attīstībai enerģētikas nozarē ir neizbēgama tendence attīstīt SF6 gāzes bezglabālos ringmainus vienības. Nākotnes pārvade un sadale būs vērstas uz drošumu, uzticamību, mazāko izmēru un vides ilgtspēju.

Vēlams atzīt, ka Ķīnas Valsts tīkla korporācija rāda būtiski augstāku atzīšanu vides draudzīgiem slēdzes aparātiem salīdzinājumā ar vispārējiem rūpnieciskajiem lietotājiem. "Ķīnas Valsts tīkla korporācijas galvenie veicināmie jauninājumi katalogs (2017. gada versija)" skaidri nosaka, ka no 2016. līdz 2018. gadam SF6 gāzes bezglabālo ringmainu vienību daudzums "nav mazāks par 30% no kopējā jaunu instalāciju apjoma jaunos un renovēto projektos, ar gadāmāko pieaugumu, kas nav mazāks par 8%." Turklāt jaunākajā (2017. gada) versijā "Standarta dizaina ieteikumi 12 kV ringmainu vienībām", ko kopīgi izstrādāja Ķīnas Valsts tīkla operāciju un uzturības nodaļa un Ķīnas Elektroenerģijas pētījumu institūts, formāli ir iekļauti vides draudzīgi gāzes izolētie ringmainu vienības un izveidoti skaidri tehniskie specifikācijas nākotnes iepirkumu konkursiem.

3.Secinājums

Kopsakot, kā Ķīna paātrina savas enerģētikas nozares transformāciju un saskaras ar pieaugošu steidzamību enerģijas taupībai un emisiju samazināšanai, atmosfēras mitruma un gaisa piesārņojuma jautājumi kļūst par steidzamu prioritāti. Kā tipisks galvenais enerģijas distribūcijas ierīce, 12 kV ringmainu vienība tiek plaši izmantota enerģijas sistēmās un dažādās rūpnieciskās lietojumprogrammās, kļūstot par nepieciešamu sastāvdaļu stabiliem un inteliģentiem tīkliem un tieši ietekmējot enerģijas piegādes drošumu un uzticamību. Atbildot uz straujo enerģētikas nozares attīstību, vides draudzīgu gāzes izolēto ringmainu vienību izstrāde ir neizbēgama tendence. Nākotnes pārvade un sadale turpinās attīstīties, ņemot vērā drošuma, uzticamības, mazāka izmēra un vides ilgtspējas pamatprasības.