Kiểm soát lượng khí SF6 phát thải từ thiết bị đóng cắt cách điện bằng khí áp suất cao
Ngăn ngừa và kiểm soát việc phát thải SF6 từ thiết bị đóng cắt cách điện khí áp cao đã lâu là một thách thức lớn. Tại đây, bạn có thể tìm hiểu thêm chi tiết về các điểm quan trọng của các bài kiểm tra rò rỉ khí SF6 tại chỗ cho thiết bị đóng cắt áp cao. Phát thải Sulphur Hexafluoride (SF6) từ thiết bị điện đã trở thành mối quan tâm lớn trong nỗ lực giảm phát thải khí nhà kính. Điều này là do phát thải SF6 có tác động đáng kể đến biến đổi khí hậu. SF6 có thời gian tồn tại trong khí quyển là 3.200 năm, và tiềm năng làm nóng toàn cầu (GWP) của nó là 23.900 (tức là tác động của 1 kg SF6 tương đương với 23.900 kg CO2). Năm 2000, phát thải SF6 từ sản xuất thiết bị truyền tải và phân phối điện trung và cao áp (HV) được ước tính khoảng 10 Mt CO2-eq, chủ yếu tập trung ở châu Âu và Nhật Bản.
Phát Thải Khí SF6 Trong Khí Quyển Và Nỗ Lực Toàn Cầu Để Ngăn Chặn Chúng
Trong hành trình hướng tới một thế giới không phát thải, ngành điện đã trải qua những biến đổi đáng kể, chuyển từ nguồn điện dựa trên hydrocarbon sang nguồn năng lượng tái tạo và xanh. Tuy nhiên, vấn đề có thể chưa được ghi nhận đầy đủ là việc kiểm soát một rủi ro môi trường khác trong ngành.
Kể từ những năm 1950, Sulfur hexafluoride (SF6) đã được sử dụng như một chất cách điện và dập hồ quang trong thiết bị đóng cắt áp cao. Do tính chất không phản ứng và khả năng dập hồ quang tuyệt vời, nó chủ yếu được sử dụng trong thiết bị đóng cắt. Ngoài ra, thành phần hóa học của SF6 cũng phù hợp cho các mục đích sử dụng khác. Ví dụ, trong lĩnh vực y tế, nó được sử dụng làm chất đối chiếu trong siêu âm; trong cửa sổ hai lớp, nó hoạt động như một chất cách nhiệt và cách âm; và từng được sử dụng như "khí" điền vào đế giày thể thao của một thương hiệu nổi tiếng.
Kể từ khi Hiệp định Kyoto được thông qua vào năm 1997, đã có nhiều nỗ lực để hạn chế việc sử dụng và phát thải SF6. Trong những năm gần đây, đã đạt được tiến bộ đáng kể trong ngành truyền tải điện trong việc phát triển thiết bị thay thế và chất cách điện.
Hiện nay, cách điện khô có thể được sử dụng cho điện áp lên đến 420 kV trong thanh dẫn cách điện khí không chuyển mạch (GIB), và các thiết bị ngắt mạch chân không đã được phát triển để sử dụng cho điện áp lên đến 145 kV. Tương tự, công nghệ khí thay thế như g3 (g-cubed) có thể được áp dụng cho điện áp lên đến 420 kV trong thanh dẫn cách điện khí không chuyển mạch (GIB). Các máy cắt mạch thay thế có sẵn cho điện áp lên đến 145 kV, và dự kiến rằng máy cắt mạch g3 có thể mở rộng lên 245 kV sẽ có sẵn vào năm 2025.
Tuy nhiên, xét đến tuổi thọ hoạt động bình thường của GIS áp cao, là 25 năm hoặc hơn, và thực tế là hầu hết tất cả GIS áp cao hiện đang được sản xuất đều được nạp SF6, tác động môi trường của SF6 vẫn là vấn đề cần giải quyết không chỉ hiện nay mà còn trong những thập kỷ tới. Hơn nữa, với sự tiến bộ trong việc kéo dài tuổi thọ thiết bị thông qua bảo trì dự đoán, chi phí môi trường của việc thay thế cũng cần được xem xét. Một rò rỉ khí trong thiết bị khỏe mạnh không nhất thiết nghĩa là phải thay thế.
Rò Rỉ Khí SF6 Trong Hệ Thống GIS Và Phương Pháp Ngăn Chặn
Rò rỉ khí trong GIS áp cao xảy ra do nhiều lý do, bao gồm lỗi sản xuất, khuyết tật thiết kế, ảnh hưởng của thời tiết đối với thiết bị ngoài trời, lắp đặt không đúng, và lão hóa của gioăng và niêm phong. Do tính chất quan trọng của nhiều trạm biến áp, khả năng tắt thiết bị để sửa chữa thường bị hạn chế. Điều này có thể dẫn đến nhu cầu liên tục phải bổ sung khí cho khu vực rò rỉ, gây ra phát thải tương đương SF6 vào khí quyển.
Ở nhiều vùng trên thế giới, chính phủ và cơ quan quản lý không chỉ áp đặt các hình phạt nghiêm khắc cho các phát thải như vậy mà còn cung cấp các ưu đãi cho việc giảm phát thải theo quản lý. Do đó, có nhu cầu về giải pháp hiệu quả để ngăn chặn rò rỉ khí, ngăn chặn phát thải SF6 từ thiết bị cũ, mà không phụ thuộc vào phương pháp OEM truyền thống gây gián đoạn vận hành và mất thời gian, bao gồm việc tắt, rút khí, tháo dỡ và sửa chữa.
Trong những năm gần đây, đã có nhiều phương pháp được thử nghiệm, nhưng với kết quả hạn chế. Những phương pháp này thường chỉ giảm chứ không giải quyết hoàn toàn vấn đề rò rỉ và có thể hạn chế quyền truy cập vào các bộ phận bị ảnh hưởng trong tương lai.
Phương Pháp Ngăn Chặn Rò Rỉ Và Phát Thải Khí SF6
MG Eco Solutions (Master Grid Group) đã phát triển một hệ thống độc đáo vượt qua các hạn chế chính về gián đoạn vận hành, hạn chế ứng dụng vị trí rò rỉ, và tỷ lệ thành công không ổn định. Hệ thống này ban đầu được phát triển để sử dụng trong môi trường khắc nghiệt của các nhà máy điện hạt nhân ven biển Pháp và cũng đã chứng minh hiệu quả trong khí hậu nhiệt đới.
Trong Hình 1, bạn có thể xem hệ thống thu gom Sleakbag của MG Eco Solutions dành cho thiết bị đóng cắt cách điện khí áp cao.
Qua quá trình kỹ thuật ngược tỉ mỉ, MG Eco Solutions có khả năng thiết kế và sản xuất hệ thống chứa nhằm giải quyết rò rỉ khí ở hầu như bất kỳ vị trí nào trên bất kỳ thương hiệu nào của thiết bị đóng cắt cách điện khí (GIS).
Giải pháp của công ty kết hợp một niêm phong polymer kín khí mới và vòng đệm O. Thay vì cố gắng bịt rò rỉ trực tiếp hoặc lấp đầy khoảng trống bằng nhựa, nó chứa rò rỉ khí bên trong hệ thống. Hệ thống chứa có thể được coi là giải pháp vĩnh viễn. Tuy nhiên, nó cũng có thể tháo bỏ khi cần truy cập vào thiết bị, và một số thành phần được thiết kế để tái sử dụng trong các ứng dụng khác.
Điều gì làm tăng tính linh hoạt của MG Eco Solutions là khả năng cung cấp hệ thống thu gom trong những tình huống mà hệ thống chứa vĩnh viễn không khả thi, chẳng hạn như trường hợp đĩa nổ hoặc bộ phận bellow bị rò rỉ. Giải pháp này tuân theo nguyên tắc kỹ thuật ngược để đảm bảo vừa vặn chính xác với thiết bị rò rỉ. Thay vì chứa rò rỉ dưới áp suất làm việc, khí được chuyển hướng qua ống đến hệ thống thu gom, do đó ngăn chặn phát thải SF6 có hại vào khí quyển.
Mục tiêu dài hạn của ngành điện hướng tới một thế giới không phát thải là loại bỏ hoàn toàn thiết bị chứa SF6. Đạt được mục tiêu này đòi hỏi thời gian, đầu tư lớn, và sự tiến bộ liên tục trong công nghệ thay thế. Trong thời gian chờ đợi, quản lý hiệu quả cơ sở cài đặt GIS hiện có và thực hiện các biện pháp chứa và thu gom rò rỉ khí SF6 đại diện cho những đóng góp quan trọng cho mục tiêu tổng thể này.
