Mrtva posoda SF6 preklopnik rešitev za afriške planinske regije (Etiopija)

Pozadje projekta​
Etiopija, ki se nahaja na vzhodnoafriškem visoravnu, ima povprečno višino, ki presega 3.000 metrov. V nekaterih območjih lahko zimsko temperature padajo do -30°C, pritom pa so prisotne tudi velike dnevne temperaturne variacije (do 25°C dnevno) in intenzivno ultravijolično sevanje. Lokalni električni sistem se sooča z naslednjimi izzivi:

1. ​Tveganje za tekočenje plina SF6: Tradicionalni odločilniki s tankom SF6 so pri nizkih temperaturah (kritična temperatura za tekočenje ≈ -28,5°C) podvrženi tveganju za tekočenje plina SF6, kar ogroža izolacijske in uglaševalne lastnosti, kar lahko povzroči operativne odpade.
2. ​Izguba izolacije na visokih nadmorskih višinah: Zmanjšana gostota zraka slabi zunanjostno izolacijsko trdno, zaradi česar je potrebno izboljšati ravni izolacije ali uporabiti posebne dizajne za odločilnike s tankom SF6.
3. ​Visoka održevalna težavnost: V oddaljenih območjih manjka zadostnih održevalnih virov, zato morajo odločilniki s tankom SF6 imeti zmogljivosti za dolgoročno brezodrževalno delovanje.

​Rešitev​
Za reševanje okoljskih in tehničnih izzivov so bile za odločilnike s tankom SF6 uvedene naslednje integrirane ukrepe:

1. ​Optimizacija mešanice plinov​
   • ​Mešanica SF6+CF4: Mešanica 25% SF6 in 75% CF4 zniža kritično temperaturo za tekočenje na -60°C, kar zagotavlja stabilnost plina za odločilnike s tankom SF6 v ekstremno hladnem okolju.
   • ​Kontrola tlaka: Imenovani tlak odločilnika s tankom SF6 je nastavljen na 0,6 MPa (relativni tlak), skupaj z izboljšano tesnitevijo, da se prepreči utrdba plina pri nizkih temperaturah.
2. ​Sistem za segrevanje in toplotno izolacijo​
   • ​Vgrajeni segrevajne pasove: V odločilnik s tankom SF6 in tlakovodnike je integriran 300W električni segrevalski sistem, ki se samodejno aktivira ob temperaturah pod -20°C, da ohranja tlak plina nad pragom za tekočenje.
   • ​Dvostranska izolacija: Odločilnik s tankom SF6 uporablja zunanjostno UV-odporno kompozitno lupino in notranji aerogelni sloj, da se zmanjša izguba toplote in odpravi vpliv sončnega sevanja na visokih nadmorskih višinah.
3. ​Prilagoditev visokim nadmorskim višinam​
   • ​Izboljšana izolacija: Izolacijska trdnost odločilnika s tankom SF6 glede na udar zapletnice je posodobljena na 550 kV (v primerjavi z standardnimi 450 kV), z razširjenimi porcelanskimi izolatorji (31 mm/kV).
   • ​Seismični dizajn: Odločilnik s tankom SF6 je opremljen s prožnimi vezmi in amortizacijskimi bazi, ki ustrezata seismičnim zahtevam 0,3g horizontalne in 0,15g vertikalne pospešitve.
4. ​Podpora pametnemu održevanju​
   • ​Načrtovanje gasev on-line: Odločilnik s tankom SF6 vključuje relé za gostoto in senzorje za majhno vlagu za stvarnočasno spremljanje tlaka in vlage mešanice SF6, podatki pa se prenašajo preko satelita v centralne nadzorne sisteme.
   • ​Modularno održevanje: Vgrajen mehanizem z oprčkom (npr. tip CTB-1) poveča mehansko življenjsko dobo odločilnika s tankom SF6 na 10.000 operacij, kar zmanjša potrebo po održevanju na mestu.

​Rezultati​
Od njegove namestitve leta 2024 je rešitev odločilnika s tankom SF6 pokazala izjemno delovanje v etiopskem omrežju na visoravnu:

1. ​Izboljšana zanesljivost: Sistemi mešanice plinov in segrevanja omogočata stabilno delovanje odločilnikov s tankom SF6 pri -40°C, kar zmanjša stopnjo odpadov za 85% brez odpadov, povzročenih tekočenjem plina.
2. ​Nižji stroški održevanja: Letna frekvenca održevanja je padekla s 6 na 1, kar je zmanjšalo stroške za 30%.
3. ​Skladnost z okoljem: Uporaba SF6 v odločilnikih s tankom SF6 je zmanjšana za 75%, kar je zmanjšalo emisije toplogrednih plinov za 80% v primerjavi s konvencionalnimi rešitvami, kar je v skladu s Pariskim sporazumom.