Řešení transformátoru napětí GIS bez SF₆ založené na ekologických plynových směsích
Ⅰ. Pozadí a výzvy
- Transformace řízená politikou
Plyn SF₆ má globální oteplovací potenciál (GWP) 23 500krát vyšší než CO₂. Čelí globálním omezovacím opatřením jako je nařízení EU F-Gas Regulation a čínský Non-CO₂ Greenhouse Gas Control Plan. - Bolestné body průmyslu
Tradiční GIS napěťové transformátory se spoléhají na izolaci SF₆, což představuje riziko úniku plynu. Uhlíková stopa za celý životní cyklus přesahuje 85 % celkových emisí zařízení.
II. Klíčové řešení
Eko-přátelská technologie náhrady dielektrika
|
Typ dielektrika |
Hodnota GWP |
Síla izolace (vzhledem k SF₆) |
Aplikační scénář |
|
Suchý vzduch/N₂ směs |
≈0 |
30% |
Středově stlačené systémy ≤110kV |
|
C₅-PFK (Perfluorovaný pentanon) |
<1 |
90% |
Vysokovoltové systémy 220kV |
|
Formule směsi plynů |
GWP<1 |
Ekvivalentní SF₆ |
Celkové pokrytí rozsahu napětí |
Poznámka: Optimalizace poměru plynů (např. 4% C₅-PFK + 96% suchý vzduch) zajišťuje rovnováhu mezi sílou izolace a ekologickými vlastnostmi.
Záruka certifikace
Certifikováno podle IEC 62271-203:2011 (úroveň uzavření C2M2) a GB/T 11022-2020, což zajišťuje životnost uzavření ≥30 let.
III. Analýza kvantifikovaných přínosů
- Přínosy snížení uhlíku
Intenzita emisí skleníkových plynů: 0,02 tCO₂e/jednotka-rok (98% snížení oproti tradičnímu zařízení)
Uhlíková stopa za celý životní cyklus: Snížena o 5 200 tCO₂e na 100 jednotek (za životnost 30 let) - Hospodářské přínosy
|
Polozka nákladu |
Tradiční zařízení |
Toto řešení |
Snížení |
|
Náklady na nákup plynu |
$18 000 |
$2 500 |
86% ↓ |
|
Údržba při úniku plynu |
$7 500 |
$300 |
96% ↓ |
|
Výdaje na uhlíkovou daň |
$12 000 |
$0 |
100% ↓ |
|
Celkové náklady na vlastnictví |
$375 000 |
$300 000 |
20% ↓ |
IV. Inženýrská aplikace případu
Projekt Zhuhai Hengqin Jihuandského jižního sítě (komise 2024):
• Zařízení: HGIS-252kV ekologicky šetrný napěťový transformátor
• Operační data:
Roční míra uniku: 0,08% (níže než limit IEC 0,5%)
Částečná dislokace: ≤3 pC (limit IEC 60044: ≤10 pC)
Rychlost stárnutí izolace: Snížena o 40% (kontrola vlhkosti <50 ppm)
V. Cesta technologické evoluce
- Optimalizace směsi plynů: Vývoj nových směsí CF₃SO₂F/CO₂ (GWP≈0,3, síla izolace dosahuje 95% SF₆).
- Technologie pevné izolace: Výzkum a vývoj EPDM gumových vakuumově lisovaných izolátorů (pilotní úroveň napětí: 145kV).
