العد التنازلي لاستبدال الـ SF₆: من سي alimentar الشبكة الكهربائية في المستقبل

1.مقدمة
في مواجهة التغير المناخي، تم القيام بجهود بحثية وتطويرية واسعة النطاق على مستوى العالم لتطوير أنواع مختلفة من أجهزة التحويل المحمية بالغاز خالية من SF₆ كبدائل لأجهزة SF₆ التقليدية. من ناحية أخرى، كانت أجهزة التحويل المحمية بالغاز خالية من SF₆ في الخدمة منذ أواخر الستينيات. عن طريق تشكيل الأجزاء الحية للأجهزة بشكل كامل باستخدام مواد عازلة صلبة مثل راتنج الإبوكسي التي تتميز بقوة عازلة أعلى بكثير من SF₆، تحقق هذه التقنية حجمًا استثنائيًا الصغر.

لقد استخدمت شركات الكهرباء اليابانية أجهزة التحويل المحمية بالعازل الصلب (SIS) خالية من SF₆ والصديقة للبيئة لأكثر من 50 عامًا. توفر هذه الوحدات أداءً تشغيليًا ممتازًا وأمانًا فائقًا وكفاءة عالية في الصيانة والتفتيش وموثوقية طويلة الأمد مثبتة. نظرًا لحجمها الصغير، فإن وحدات SIS مناسبة بشكل خاص لتثبيتها في المباني والمساحات تحت الأرض - خاصة في المناطق الحضرية المكتظة حيث المساحة محدودة.

حتى الآن، تم تركيب حوالي 6000 وحدة من أجهزة التحويل المحمية بالغاز خالية من SF₆، وتعمل بشكل أساسي لصالح شركات الكهرباء والمصانع العامة وهياكل البنية التحتية للنقل. ومن بين حوالي 3000 وحدة تم نشرها في شبكات الشركات الموزعة، كان معدل الأعطال الرئيسية التي تسبب انقطاع الكهرباء خلال الـ 50 عامًا الماضية أقل من نصف معدل الأعطال في أجهزة التحويل المحمية بالغاز التقليدية (GIS)، مما يدل على الموثوقية العالية لأجهزة التحويل المحمية بالغاز خالية من SF₆.

مؤخراً، تم استرجاع العديد من وحدات أجهزة التحويل المحمية بالغاز خالية من SF₆ التي كانت تعمل في الميدان لمدة تتراوح بين 10 إلى 50 عامًا وإعادتها إلى المصنع لتقييمها، بما في ذلك تقييم الشيخوخة والعمر التشغيلي. تشير النتائج إلى تقدير عمر تشغيلي يبلغ حوالي 60 عامًا.

وبالإضافة إلى ذلك، تظهر دراسات تقييم دورة الحياة (LCA) أن أجهزة التحويل المحمية بالغاز خالية من SF₆ يمكن أن تقلل من إجمالي انبعاثات غازات الدفيئة (GHG) - المعبر عنها بمكافئ CO₂ - إلى حوالي 65٪-70٪ من تلك المرتبطة بأجهزة التحويل المحمية بالغاز (C-GIS). لا تحتوي أجهزة التحويل المحمية بالغاز خالية من SF₆ على أي غازات مفلورة أو أي غازات أخرى ذات قوة تأثير دفيئة عالمية (GWP₁₀₀) تتجاوز 100. مقارنة بـ GIS، أظهرت موثوقية وتوقع عمر تشغيلي مماثلًا أو حتى أفضل. بالإضافة إلى حجمها الصغير، فهي تنتج أيضًا انبعاثات أقل بكثير لمكافئ CO₂ من غازات الدفيئة.

لذلك، تمثل أجهزة التحويل المحمية بالغاز خالية من SF₆ حلًا ممكنًا بين تقنيات التحويل خالية من SF₆، ومن المتوقع أن يتم توسيع استخدامها.
— "تجربة التشغيل طويلة الأمد لأجهزة التحويل المحمية بالغاز خالية من SF₆ في شركات الكهرباء اليابانية"

2.تفسير السياسات واللوائح المحلية والدولية

2.1 السياسات الدولية

يبلغ قدرة غاز الهكسافلوريد الكبريت (SF₆) على تسخين الغلاف الجوي (GWP) 23,500 مرة أكثر من ثاني أكسيد الكربون ويتم سجله كواحد من ستة غازات دفيئة تحت بروتوكول كيوتو. وقد طبقت الدول المتقدمة والأقاليم - بما في ذلك الاتحاد الأوروبي والولايات المتحدة واليابان - سياسات صارمة لتحديد استخدام SF₆:

• الاتحاد الأوروبي: بموجب اللائحة F-Gas، يفرض الاتحاد الأوروبي تقليل الاستهلاك التدريجي لـ SF₆، مع هدف تقليص استخدامه إلى ثلث مستواه في عام 2014 بحلول عام 2030.

• الولايات المتحدة: أقرت عدة ولايات لوائح لتحديد انبعاثات SF₆ وتشجيع التكنولوجيات البديلة الصديقة للبيئة.

• اليابان: يتطلب قانون تعزيز مكافحة التغير المناخي تقليل استخدام وانبعاثات SF₆.

2.2 السياسات المحلية

كون الصين أكبر سوق لآلات الطاقة في العالم، فقد قامت في السنوات الأخيرة بتعزيز استبدال SF₆:

• استراتيجية "الكربون المزدوج": حددت الصين أهدافًا وطنية واضحة لتحقيق ذروة انبعاثات الكربون بحلول عام 2030 والوصول إلى الحياد الكربوني بحلول عام 2060. يعتبر تقليل انبعاثات SF₆ جزءًا مهمًا من هذه الاستراتيجية.

• المعايير الصناعية: أصدرت شركة الدولة للشبكة الكهربائية والشبكة الكهربائية الجنوبية الصينية مواصفات تقنية متعددة تشجع على اعتماد أجهزة التحويل خالية من SF₆ والصديقة للبيئة.

3.توقعات الصناعة بشأن الحلول خالية من SF₆

مع تشدد اللوائح البيئية وتقدم التكنولوجيا، تغير موقف صناعة الطاقة بشكل كبير تجاه المعدات التي تحتوي على SF₆:

• وقف استخدام SF₆:
  ليس فقط ضارًا بالبيئة ولكن أيضًا يشكل مخاطر تسرب وتكبد تكاليف صيانة مرتفعة. تقوم الصناعة تدريجيًا بالتخلص من أجهزة التحويل التقليدية التي تحتوي على SF₆.

• التوجه نحو بدائل صديقة للبيئة:
  أجهزة التحويل خالية من SF₆ - والتي تقدر بفضل صداقتها للبيئة وأمانها وكفاءتها التشغيلية - تبرز كاتجاه جديد للتنمية الصناعية.

4.طرق واستعراضات استبدال SF₆

العدد 1: تقنية العزل الصلب
استخدام مواد عازلة صلبة بدلاً من غاز SF₆، مما يلغي انبعاثات غازات الدفيئة من المصدر.

العدد 2: تقنية الفصل بالفراغ
استخدام مفصلات الفصل بالفراغ لتحقيق فصل فعال ومعتمد للتيار الكهربائي.

العدد 3: بدائل غازية صديقة للبيئة
استخدام وسائط عازلة صديقة للبيئة مثل الهواء الجاف أو النيتروجين بدلاً من SF₆.

5. RockWill Electric — مزايا الأداء لمجموعة معدات التحويل EcoRing
بصفتها منتجًا رائدًا في صناعة المعدات الكهربائية، تظل RockWill Electric ملتزمة دائمًا بالابتكار التكنولوجي والتطبيق. بفضل قدراتها القوية على البحث والتطوير وفهمها العميق للسوق، نجحت الشركة في إطلاق مجموعة معدات التحويل المعزولة بالغاز بدون SF₆ EcoRing.

المميزات

• تشغيل خالٍ من الصيانة على مستوى 35 كيلو فولت: الغرفة الغازية المحكمة الإغلاق (مع معدل تسرب ≤ 0.1% / سنة) والمكونات الميكانيكية مقاومة للتآكل تلغي المهام الروتينية للصيانة مثل إعادة تعبئة الغاز واستبدال الأجزاء. يقلل ذلك من تكاليف التشغيل والصيانة (O&M) بمقدار أكثر من 60٪ مقارنة بالمعدات التقليدية.

• أداء استقرار الطاقة المتفوق: مجهزة بقطع الفصل بالفراغ لوقف الشرارة ومُحوِّلات التيار / الجهد عالية الدقة، مما يقاوم بشكل فعال الدوائر القصيرة والأفول الجهد والتقلبات الجهدية. يحافظ على معدل موثوقية إمداد الطاقة ≥ 99.98٪ حتى في البيئات القاسية (مثل الرطوبة العالية والغبار أو درجات الحرارة المتطرفة).

• عزل غازي صديق للبيئة وأمن: يستخدم غاز حماية البيئة ذو انبعاثات غازات الدفيئة المنخفضة (pliant مع معايير IEC 61730) لتجنب انبعاثات غازات الدفيئة؛ الهيكل المحكم الإغلاق يمنع تسرب الغاز ويضمن سلامة الموظفين. كما يتمتع بمقاومة قوية للتآكل والتلوث، وهو مناسب لتثبيته داخليًا وخارجيًا.

• تصميم مدمج وتكامل ذكي: الهيكل الوحدوي والمدمج يوفر 40٪ من مساحة التثبيت مقارنة بالمعدات المعزولة بالهواء، ومناسب للأماكن الضيقة مثل محطات التحويل تحت الأرض في المدن. يدعم التكامل مع أنظمة الرصد الذكي لتتبع ضغط الغاز والحرارة والحالة التشغيلية في الوقت الحقيقي، مما يمكن من إدارة الأعطال التنبؤية.

تعتبر مجموعة معدات التحويل المعزولة بالغاز بدون SF₆ EcoRing منتجًا آمنًا حقًا، بفضل موثوقيتها العالية وقدرتها الكاملة على التكيف مع ظروف التشغيل المختلفة والتصميم الخالي من الصيانة. لا توفر أداءً متميزًا فحسب، بل تعد أيضًا بديلًا مثاليًا للمعدات المعزولة بالهواء التقليدية (مثل KYN61) ومعدات التحويل المعزولة بغاز SF₆، وتقدم حلًا أكثر تقدمًا ومعتمدًا لنظم الطاقة.