
Приложение: Екстремално студени области (-40°C), проекти с строги екологични изисквания (например, ветроенергийни станции в Скандинавия)
Основна цел: Подобряване на дългосрочната надеждност на трансформаторите на тока (CT) в газово изолирани комутационни устройства (GIS), като се отговаря на изискванията за ниско-въглероден подход.
I. Оптимизация на изолиращата среда: SF₆/N₂ хибридна газова технология
- Параметър - Дизайн на решение
- Съотношение на газовете: SF₆ (80%) + N₂ (20%) смес
- Изоляционна способност: При 20°C и 0.5MPa, изоляционна способност >85% от чистия SF₆
- Екологично изпълнение: GWP (потенциал за глобално затопляне) намалена с 70%, значително намаляващо влиянието на парниковите газове
- Подходящост за ниски температури: Точка на омекване на хибридния газ ≤ -60°C, осигуряващ няма риск от омекване при -40°C в екстремално студени условия
II. Дизайн на защита срещу частични разряди
- Структурно новаторство:
- Леене с епоксидна смола:
- Обмотките на CT произвеждани чрез процес на вакуумно леене, степента на запълване с епоксидна смола >99.9%, елиминира вътрешни празнини.
- Метална мрежа за равен потенциал:
- Медна мрежа с цинково покритие добавена към външния слой на лееното тяло, поддържана при равен потенциал с първичния проводник на CT.
- Елиминира дисторцията на повърхностното електрическо поле и подтисква частичните разряди.
- Валидация на изпълнението:
- Ниво на PD (частичен разряд) <5 pC (според стандарт IEC 60270)
- Преминал термичен тест на цикли при -40°C, без риск от тръскане на изолацията.
III. Система за контрол на динамичното увеличаване на температурата
- Интелигентна архитектура за контрол:
Слой с датчици → Слой за контрол → Слой за изпълнение
PT100 Температурни датчици → Система за мониторинг на GIS → Модул за контрол на скоростта на вентилаторите
- Реализация на функции:
- Реално време наблюдение: Вградени PT100 сонди (±1°C точност) локализират горещи точки на CT.
- Активно охлаждане: Автоматично активира масиви от вентилатори на GIS, когато увеличението на температурата надхвърли прага (например, ΔT >40K).
- Оптимизация на енергийната ефективност: Мощността на вентилаторите се регулира динамично в зависимост от нуждите, намалявайки излишната енергия.
IV. Сравнение на ключови технически предимства
Индикатор
|
Традиционен SF₆ CT
|
Това решение: Хибридна газова CT
|
Дълголетие на изолацията
|
25~30 години
|
>40 години
|
GWP стойност
|
100% (SF₆=23,900)
|
Намалена с 70%
|
Надеждност при ниска температура
|
Подвержен на омекване при -30°C
|
Стабилна работа при -40°C
|
Контрол на частичните разряди
|
10~20 pC
|
<5 pC
|
V. Валидация на адаптивността в различни сценарии
- Сценарий с екстремално студени ветроенергийни станции (Скандинавия):
- Преминал тест на студено стартиране при -40°C /72h; грешка в отношенията на CT ≤ ±0.2%.
- Оптимизирана крива на налягане-температура за хибридния газ, предотвратяващ прекомерно спадане на налягането при ниски температури.
- Съответствие на екологичните изисквания:
- Съответства на ограниченията на Регламента на ЕС за F-газове (No.517/2014) относно използването на SF₆.
- Уменьшен въглероден отпечатък през цикъла на живота с 52% (според стандарт ISO 14067).