Броят до изфазирането на SF₆: Кой ще снабдява енергията за мрежата на бъдещето

1. Въведение
В отговор на климатичните промени, по света се провеждат обширни изследвания и разработки за създаване на различни види на газоизолирани комутационни апарати без SF₆ като алтернатива на традиционното оборудване, използващо SF₆. От друга страна, газоизолираните комутационни апарати без SF₆ са в употреба от края на 1960-те години. Чрез интегрално формоване на активните части на апарата с помощта на твърди изолиращи материали – такива като епоксидна смола – с диелектрична стойност значително по-висока от тази на SF₆, тази технология постига удивителна компактност.

Електроенергийните компании в Япония използват екологично чисти, газоизолирани комутационни апарати без SF₆ (SIS) повече от 50 години. Тези устройства предлагат отлична оперативна работа, изключителна безопасност, висока ефективност при поддръжка и проверка, както и доказана дългосрочна надеждност. Благодарение на техния компактен размер, SIS устройствата са особено подходящи за монтаж в сгради и подземни пространства – особено в гъсто населени градски области, където пространството е ограничено.

До днес приблизително 6,000 единици газоизолирани комутационни апарати без SF₆ са инсталирани, главно обслужващи электроенергийни компании, общоиндустриални обекти и транспортна инфраструктура. Сред приблизително 3,000 единици, задействани в мрежите на компании, процентът на сериозни дефекти, причиняващи прекъсвания на електропитанието през последните 50+ години, е по-малко от половината спрямо традиционните газоизолирани комутационни апарати (GIS), демонстрирайки високата надеждност на газоизолираните комутационни апарати без SF₆.

Недавно, няколко единици газоизолирани комутационни апарати без SF₆, които са били в полево действие между 10 и 50 години, бяха възстановени и върнати в завод за оценка, включително преценки на стареене на изолацията и продължителност на службата. Резултатите показват, че очакваната продължителност на службата е приблизително 60 години.

Освен това, изучавания на жизнения цикъл (LCA) показват, че газоизолираните комутационни апарати без SF₆ могат да намалят общите емисии на парникови газове – изразени като CO₂ еквиваленти – до около 65%–70% от тези, свързани с кабинни газоизолирани комутационни апарати (C-GIS). Газоизолираните комутационни апарати без SF₆ не съдържат флуорирани газове или други газове с 100-годишно глобално потеплително потенциал (GWP₁₀₀) над 100. В сравнение с GIS, те демонстрират сравнима или дори по-висока очаквана продължителност на службата и надеждност. Освен компактния им размер, те също генериращ значително по-низки емисии на CO₂-еквивалентни парникови газове.

Следователно, газоизолираните комутационни апарати без SF₆ представляват жизнеспособно решение сред технологиите без SF₆ и техното приемане се очаква да се увеличи още.
— „Дългосрочен опит в ползването на газоизолираните комутационни апарати без SF₆ в японските электроенергийни компании“

2. Интерпретация на домашни и международни политики и регламенти

2.1 Международни политики

Шестофлуористият сяр (SF₆) има глобално потеплителен потенциал (GWP) 23,500 пъти по-голям от този на двуокисния въглерод и е класифициран като един от шестте парникови газа под Киотското протокол. Развитите държави и региони – включително Европейския съюз, САЩ и Япония – са реализирали строги политики за ограничаване на използването на SF₆:

• Европейски съюз: Под F-Gas Regulation, ЕС изисква постепенно намаляване на потреблението на SF₆, с цел да се сведе до една трета от нивата от 2014 г. до 2030 г.

• Съединени американски щати: Няколко щата са приели регламенти за ограничаване на емисиите на SF₆ и активно насърчават екологично чисти алтернативни технологии.

• Япония: Законът за насърчаване на мерки против глобалното потепление явно изисква намаление на използването и емисиите на SF₆.

2.2 Домашни политики

Като най-голям пазар за електроенергийно оборудване в света, Китай в последните години активно е насърчавал заместването на SF₆:

• "Двойна карбонова" стратегия: Китай е установил ясни национални цели за достигане на върха на емисиите на въглерод до 2030 г. и постигане на карбонова нейтралност до 2060 г. Намалението на емисиите на SF₆ е ключов елемент на тази стратегия.

• Индустриални стандарти: State Grid Corporation of China и China Southern Power Grid са издадени множество технически спецификации, които насърчават приемането на екологично чисти, свободни от SF₆ комутационни апарати.

3. Изглед на индустрията за решения без SF₆

Постепенно със затягването на екологичните регламенти и напредъка на технологията, отношението на електроенергийната индустрия към оборудването, съдържащо SF₆, се е променило значително:

• Фазово изключване на SF₆:
  SF₆ не само е вреден за околната среда, но и представлява рисък от изтичания и изисква високи разходи за поддръжка. Индустрията постепенно изключва традиционните комутационни апарати с SF₆.

• Приемане на екологично чисти алтернативи:
  Комутационните апарати без SF₆ – ценени за екологичната дружелюбност, безопасност и ефективност при управление – се проявяват като новата посока за развитие на индустрията.

4. Подходи и тенденции за заместване на SF₆

№ 1 Технология на твърда изолация
Използва твърди изолиращи материали вместо газ SF₆, елиминирайки емисиите на парникови гази в корена.

№ 2 Технология на вакуумно прекъсване
Използва вакуумни прекъсвители за постигане на високо ефективно и надеждно прекъсване на тока.

№ 3 Екологично чисти газови алтернативи
Използва екологично невредни изолиращи медии като сух въздух или азот вместо SF₆.

5. RockWill Electric – Преимущества на серия EcoRing за предаване на електроенергия
Като водещ производител на електроустановки, RockWill Electric винаги е бил ангажиран с технологични иновации и приложения. Използвайки силни R&D възможности и дълбоки пазарни анализи, компаниата успешно започна производството на серията EcoRing без SF₆ газова изолация.

Характеристики

• Безподдръжност на ниво 35кВ: Герметичната газова камера (с темп на изтичане ≤ 0.1%/година) и износоустойчивите механични компоненти елиминират рутинните поддръжки като попълване на газ и замяна на части. Това намалява разходите за операции и поддръжка (O&M) с над 60% в сравнение с традиционните предавателни устройства.

• Превъзходна стабилност на доставката на енергия: Екипирано с вакуумни прекъсвачи за угасяване на дъга и високопрецизни преобразуватели на ток/напряжение, то ефективно се противопоставя на краткосрочни затвори, прехвърлено напрежение и колебания на напрежението. Поддържа надеждност на доставката на енергия от ≥ 99.98% дори в сурови условия (например, висока влажност, прах или крайни температури).

• Екологично чиста и безопасна газова изолация: Използва ниско-GWP защитен газ (съответстващ на стандарта IEC 61730), за да се избегнат емисиите на парникови газове; напълно герметизираната конструкция предотвратява изтичане на газ и осигурява безопасност на персонала. Има също така силна устойчивост към корозия и замърсяване, подходяща както за вътрешна, така и за външна инсталация.

• Компактна конструкция и интелигентна интеграция: Модулната и компактна конструкция спестява 40% от пространството за инсталация в сравнение с въздушно изолираните предавателни устройства, което я прави подходяща за тесни области като градски подземни подстанции. Поддържа интеграция с интелигентни системи за мониторинг, за да следи на реално време газово налягане, температура и работно състояние, позволявайки прогнозна управление на дефектите.

Сериите EcoRing без SF₆ газова изолация е истински вътрешно сигурен продукт, благодарение на своята висока надеждност, пълна адаптивност към различни условия на работа и безподдръжна конструкция. Не само че предлагат изключителна производителност, но служат и като идеална замяна на традиционните въздушно изолирани предавателни устройства (например, KYN61) и SF₆-основните CGIS предавателни устройства, предлагайки по-напреднал и надежден решението за електроенергийните системи.