Solució de transformador de tensió GIS sense SF₆ basada en mesclades de gas ecològiques
I. Fons i reptes
- Transformació impulsada per la política
El gas SF₆ té un Potencial de Calentament Global (GWP) 23.500 vegades més gran que el CO₂. Enfronta restriccions globals com la Regulació de Gases Fluorats (F-Gas) de la UE i el Plan de Control de Gases d'Efecte Hivernacle No CO₂ de la Xina. - Punts dolents de l'indústria
Els transformadors de tensió GIS tradicionals depenen de l'aïllament de SF₆, posant riscos de fuga de gas. La seva empremta de carboni al llarg del cicle de vida supera el 85% de les emissions totals de l'equipament.
II. Solució central
Tecnologia de substitució d'elecrtrolit ecològic
|
Tipus d'elecrtrolit |
Valor GWP |
Força d'aïllament (vs SF₆) |
Escenari d'aplicació |
|
Mistura de aire sec/N₂ |
≈0 |
30% |
Sistemes de mitja tensió ≤110kV |
|
C₅-PFK (pentanon perfluorat) |
<1 |
90% |
Sistemes de alta tensió 220kV |
|
Fórmula de mistura de gas |
GWP<1 |
Equivalent a SF₆ |
Cobertura completa de la gamma de tensions |
Nota: Optimitzar les raons de gas (per exemple, 4% C₅-PFK + 96% aire sec) equilibra la força d'aïllament i el rendiment ambiental.
Garantia de certificació
Certificat segons IEC 62271-203:2011 (nivell de tancament C2M2) i GB/T 11022-2020, assegurant una vida útil de tancament ≥30 anys.
III. Anàlisi de beneficis quantificats
- Beneficis de reducció de carboni
Intensitat d'emissions de gases d'efecte hivernacle: 0,02 tCO₂e/unitat-any (reducció del 98% en comparació amb l'equipament convencional)
Empremta de carboni al llarg del cicle de vida: Reducció de 5.200 tCO₂e per 100 unitats (durant una vida útil de 30 anys) - Beneficis econòmics
|
Concepte de cost |
Equipament convencional |
Aquesta solució |
Reducció |
|
Cost d'adquisició de gas |
$18.000 |
$2.500 |
86% ↓ |
|
Manteniment de fugues |
$7.500 |
$300 |
96% ↓ |
|
Despesa de impost sobre el carboni |
$12.000 |
$0 |
100% ↓ |
|
Cost total de propietat |
$375.000 |
$300.000 |
20% ↓ |
IV. Cas d'aplicació enginyeril
Projecte de Zhuhai Hengqin de la Xarxa Sud de la Xina (Comissió 2024):
• Equipament: Transformador de tensió HGIS-252kV ecològic
• Dades operatives:
Taxa anual de fuga: 0,08% (inferior al límit IEC de 0,5%)
Descàrrega parcial: ≤3 pC (límit IEC 60044: ≤10 pC)
Taxa d'envelleciment de l'aïllament: Reducció del 40% (control d'humitat <50ppm)
V. Camí d'evolució tecnològica
- Optimització de la mistura de gas: Desenvolupament de noves mistures CF₃SO₂F/CO₂ (GWP≈0,3, fortalesa d'aïllament arriba al 95% de SF₆).
- Tecnologia d'aïllament sòlid: Investigació i desenvolupament de aïlladors de cau de vaixell basats en caucau EPDM (nivell de tensió pilota: 145kV).
