
Toepassingscenario: Extreem koude regio's (-40°C omgeving), milieu-gerichte projecten (bijv. Noordse windenergie-aansluitstations)
Kerndoel: Verbetering van de langetermijnbetrouwbaarheid van stroomtransformatoren (CTs) in gasgeïsoleerde schakelkasten (GIS) terwijl lage-koolstof milieu-eisen worden voldaan.
I. Optimalisatie van isolatiemiddel: SF₆/N₂ Hybride Gas Technologie
- Parameter - Oplossingsontwerp
- Gasmengeling: SF₆ (80%) + N₂ (20%) mengsel
- Isolatiesterkte: Bij 20°C & 0.5MPa, isolatiesterkte >85% van puur SF₆
- Milieu-prestaties: GWP (Globale Verwarmingspotentie) verminderd met 70%, significant verminderend effect op broeikasgassen
- Schikking bij lage temperaturen: Vloeipunt van hybride gas ≤ -60°C, zodat er geen risico is op vloeien bij -40°C in extreem koude omgevingen
II. Ontwerp tegen partiële ontladingen
- Constructieve vernieuwing:
- Epoxyhars gieten:
- CT-spoelen vervaardigd met behulp van vacuümgietproces, epoxyhars vulgraad >99,9%, interne leegten geëlimineerd.
- Potentiaal gelijkstellende metalen schilderingsmazen:
- Koperen mazen met zinklaag toegevoegd aan de buitenkant van het gegoten lichaam, gehouden op potentiaal gelijk met de primaire geleider van de CT.
- Elimineert vervorming van het oppervlakte-elektrisch veld en onderdrukt partiële ontladingen.
- Prestatievalidatie:
- PD (Partiële ontlading) niveau <5 pC (volgens IEC 60270 standaard)
- Geslaagd -40°C thermische cyclustest, zonder risico op isolatiebarsten.
III. Dynamisch temperatuurstijgsysteem
- Intelligent controlearchitectuur:
Sensorlaag → Controlelaag → Uitvoerlaag
PT100 Temperatuursensoren → GIS Monitoring Systeem → Ventilator snelheidsregelmodule
- Functie-implementatie:
- Real-time monitoring: Ingebouwde PT100 sonde (±1°C nauwkeurigheid) lokaliseert CT-hotspot temperaturen.
- Actieve koeling: Activeert automatisch GIS ventilatoren wanneer temperatuurstijging boven de drempelwaarde uitkomt (bijv. ΔT >40K).
- Energie-efficiëntie optimalisatie: Ventilatorkracht dynamisch aangepast op basis van vraag, verminderd verspilde energie.
IV. Vergelijking van belangrijke technische voordelen
Indicator
|
Traditionele SF₆ CT
|
Deze oplossing: Hybride Gas CT
|
Levensduur isolatie
|
25~30 jaar
|
>40 jaar
|
GWP-waarde
|
100% (SF₆=23.900)
|
Verminderd met 70%
|
Betrouwbaarheid bij lage temperaturen
|
Geneigd tot vloeien bij -30°C
|
Stabiele werking bij -40°C
|
Controle van partiële ontladingen
|
10~20 pC
|
<5 pC
|
V. Validatie van scenario-adaptheid
- Extreem koud windenergiescenario (Noordse):
- Geslaagde -40°C /72u koude starttest; CT-verhoudingsfout ≤ ±0,2%.
- Geoptimaliseerde druk-temperatuurcurve voor hybride gas voorkomt excessieve drukdaling bij lage temperaturen.
- Milieuvoldoening:
- Voldoet aan EU F-gasverordening (Nr.517/2014) beperkingen op SF₆-gebruik.
- Levenscyclus CO₂-voetafdruk verminderd met 52% (volgens ISO 14067 standaard).