
Aplicació: Regions de fred extrem (-40°C), projectes amb requisits ambientals estrictes (p. ex., estacions d'interconnexió del xarxa eòlica nórdica)
Objectiu principal: Millorar la fiabilitat a llarg termini dels transformadors de corrent (CTs) dins del Gas-Insulated Switchgear (GIS) mentre es compleixen els requisits ambientals de baixa emissió de carboni.
I. Optimització del medi aïllant: Tecnologia de gas híbrid SF₆/N₂
- Paràmetre - Disseny de solució
- Relació de gasos: Mixture de SF₆ (80%) + N₂ (20%)
- Força aïllant: A 20°C & 0,5MPa, força aïllant >85% del SF₆ pur
- Rendiment ambiental: GWP (Potencial de Calentament Global) reduït en un 70%, disminuint significativament l'impacte dels gasos d'efecte hivernacle
- Aptitud per a baixes temperatures: Punt de licuació del gas híbrid ≤ -60°C, assegurant que no hi ha risc de licuació a -40°C en entorns de fred extrem
II. Disseny d'escudament anti-dispar de partides
- Innovació estructural:
- Fundició amb resina epoxi:
- Bobines de CT fabricades mitjançant un procés de fundició al buit, taxa de plenament de resina epoxi >99,9%, eliminant les cavitats internes.
- Xarxa metàl·lica d'escudament a potencial igual:
- S'afegeix una xarxa de cuirassos de zinc a la capa exterior del cos fondu, mantenint-la a potencial igual que el conductor primari del CT.
- Elimina la distorsió del camp elèctric superficial i suprimeix el dispar de partides.
- Validació de rendiment:
- Nivell de PD (dispar de partides) <5 pC (segons la norma IEC 60270)
- Ha superat la prova de cicles tèrmics a -40°C, sense risc de fissures a l'aïllament.
III. Sistema de control de l'augment de temperatura dinàmic
- Arquitectura de control intel·ligent:
Capa de sensors → Capa de control → Capa d'execució
Sensores de temperatura PT100 → Sistema de monitorització GIS → Mòdul de control de velocitat del ventilador
- Implementació de funcions:
- Monitorització en temps real: Sondes PT100 integrades (precisió ±1°C) localitzen les zones de calor més elevades del CT.
- Refredament actiu: S'activa automàticament els ventiladors del GIS quan l'augment de temperatura supera el llindar (p. ex., ΔT >40K).
- Optimització de l'eficiència energètica: La potència dels ventiladors s'ajusta dinàmicament basant-se en la demanda, reduint l'energia desperbussada.
IV. Comparació de les avantatges tècniques clau
Indicador
|
CT tradicional SF₆
|
Aquesta solució: CT de gas híbrid
|
Vida útil de l'aïllament
|
25~30 anys
|
>40 anys
|
Valor GWP
|
100% (SF₆=23,900)
|
Reduït en un 70%
|
Fiabilitat a baixes temperatures
|
Prone a la licuació a -30°C
|
Funcionament estable a -40°C
|
Control del dispar de partides
|
10~20 pC
|
<5 pC
|
V. Validació de l'adaptabilitat al escenari
- Escenari d'energia eòlica en regions de fred extrem (nòrdiques):
- Ha superat la prova de inici en fred a -40°C /72h; error de rati del CT ≤ ±0,2%.
- S'ha optimitzat la corba pressió-temperatura per al gas híbrid, prevenint una caiguda excessiva de pressió a baixes temperatures.
- Compliment ambiental:
- Compliment amb la regulació de la UE sobre gasos F (No.517/2014) que restringeix l'ús de SF₆.
- S'ha reduït la pegada de carboni a tot el cicle de vida en un 52% (segons la norma ISO 14067).