Рішення для використання гасителя напруги SF6 з нерухомим резервуаром для регіонів Африканської високогор'я (Ефіопія)

Контекст проекту​
Ефіопія, розташована на південно-східній африканській високісній платформі, має середню висоту понад 3000 метрів. У деяких регіонах зимова температура може опускатися до -30°C, супроводжуючись значними денними коливаннями температур (до 25°C на день) та інтенсивним ультрафіолетовим випромінюванням. Місцева електроенергетична система стикається з наступними проблемами:

1. ​Ризик перетворення газу SF6 на рідину: Традиційні вимикачі типу Dead Tank SF6 скільки до ризику перетворення газу SF6 на рідину при низьких температурах (критична температура перетворення ≈ -28.5°C), що погіршує ізоляцію та характеристики гасіння дуги, можливо, призводячи до аварійних ситуацій.
2. ​Вироблення ізоляції на високих висотах: Зниження щільності повітря слабить зовнішню ізоляцію, що вимагає підвищення рівня ізоляції або спеціальних конструкцій для вимикачів типу Dead Tank SF6.
3. ​Висока складність обслуговування: Віддалені регіони не мають достатньо ресурсів для обслуговування, що вимагає від вимикачів типу Dead Tank SF6 здатності довгостроково працювати без обслуговування.

​Рішення​
Для вирішення екологічних та технічних проблем були впроваджені наступні комплексні заходи для вимикачів типу Dead Tank SF6:

1. ​Оптимізація суміші газів​
   • ​Суміш газів SF6+CF4: Суміш 25% SF6 та 75% CF4 знижує критичну температуру перетворення на рідину до -60°C, забезпечуючи стабільність газу для вимикачів типу Dead Tank SF6 у крайньо холодних умовах.
   • ​Контроль тиску: Номінальний тиск вимикача типу Dead Tank SF6 встановлений на 0.6 МПа (манометричний тиск), поєднаний з підвищеною герметизацією, щоб запобігти витоку газу при низьких температурах.
2. ​Система нагріву та термічної ізоляції​
   • ​Вбудовані нагрівальні стрічки: Електрична система нагріву потужністю 300 Вт вбудована в корпус вимикача типу Dead Tank SF6 та трубопроводи тиску, автоматично активується при температурі нижче -20°C, щоб підтримувати тиск газу вище критичної температури перетворення на рідину.
   • ​Подвійна ізоляція: Вимикач типу Dead Tank SF6 використовує зовнішню композитну оболонку, стійку до УФ-випромінювання, та внутрішній шар аерогелю, щоб мінімізувати тепловтрати та протистояти сонячному випромінюванню на платформі.
3. ​Адаптація до високих висот​
   • ​Підвищена ізоляція: Витривалість вимикача типу Dead Tank SF6 на удар блискавки підвищена до 550 кВ (порівняно зі стандартним 450 кВ), з подовженим відстанню відтину (31 мм/кВ).
   • ​Сейсмічний дизайн: Додані гнучкі з’єднувачі та амортизатори основи для вимикача типу Dead Tank SF6, які задовольняють сейсмічним вимогам 0.3g горизонтального та 0.15g вертикального прискорення.
4. ​Підтримка інтелектуального обслуговування​
   • ​Онлайн-моніторинг газу: Вимикач типу Dead Tank SF6 інтегрує реле густини та мікродатчики води для реального часу відстеження тиску та вологості суміші SF6, передаючи дані через супутник до центральних систем контролю.
   • ​Модульне обслуговування: Механізм з пружинним приводом (наприклад, тип CTB-1) продовжує механічний строк служби вимикача типу Dead Tank SF6 до 10 000 операцій, зменшуючи потребу в обслуговуванні на місці.

​Результати​
З моменту впровадження у 2024 році, рішення для вимикачів типу Dead Tank SF6 показало відмінні результати у мережі Ефіопії на платформі:

1. ​Підвищена надійність: Гібридні системи газу та нагріву дозволяють стабільну роботу вимикачів типу Dead Tank SF6 при температурі -40°C, зменшуючи частоту відмов на 85% з нульовими відключеннями через перетворення газу на рідину.
2. ​Зниження витрат на обслуговування: Річна частота обслуговування знизилася з 6 до 1 разу, зменшуючи витрати на 30%.
3. ​Відповідність екологічним вимогам: Використання SF6 у вимикачах типу Dead Tank SF6 зменшилося на 75%, зменшуючи викиди парникових газів на 80% порівняно з традиційними рішеннями, що відповідає Парижській угоді.