פתרון מתח עבור GIS חסר SF₆ המבוסס על תערובות גז ידידותיות לסביבה
Ⅰ. רקע והallenges
- המראה מדיניות
גז SF₆ יש לו פוטנציאל גלובלי להתחממות (GWP) 23,500 פעמים יותר מאשר CO₂. הוא נתקל במדיניות מגבלות גלובליות כמו הרגולציה של F-Gas של האיחוד האירופי ותוכנית הבקרה של גזי חממה שאינם CO₂ של סין. - נקודות כאב בתעשייה
משתני מתח GIS מסורתיים מתבססים על המיגון של SF₆, מה שמוביל לסיכונים של דליפות גז. רכבון הפחמן לאורך מחזור החיים שלהם עולה על 85% מהפליטות הכוללות של הציוד.
II. הפתרון העיקרי
טכנולוגיה להחלפת מבודלים ידידותית לסביבה
|
סוג מבודל |
ערך GWP |
חוזק מבודל (יחס ל-SF₆) |
סצנת שימוש |
|
מיזוג אוויר יבש/N₂ |
≈0 |
30% |
מערכות מתח בינוני ≤110kV |
|
C₅-PFK (פנטנונ Pentafluorinated) |
<1 |
90% |
מערכות מתח גבוה 220kV |
|
נוסחת מיזוג גזים |
GWP<1 |
שווה ערך ל-SF₆ |
כסוי מלא של טווח מתח |
הערה: אופטימיזציה של יחסי גזים (לדוגמה, 4% C₅-PFK + 96% אוויר יבש) מאוזן בין חוזק המבודל ובין הביצוע הסביבתי.
אשור תקן
מאושר לפי IEC 62271-203:2011 (מפלס C2M2 של חיסום) ו-GB/T 11022-2020, מבטיח חיי חיסום ≥30 שנים.
III. ניתוח יתרונות מוכנים
- יתרונות הפחתת פחמן
היקף פליטת גזי חממה: 0.02 tCO₂e/יחידה-שנה (הפחתה של 98% לעומת ציוד מסורתי)
רכבון לאורך מחזור החיים: הפחתה של 5,200 tCO₂e לכל 100 יחידות (במשך 30 שנות חיים) - יתרונות כלכליים
|
פריט עלות |
ציוד מסורתי |
הפתרון הזה |
הפחתה |
|
עלות רכישת גז |
$18,000 |
$2,500 |
86% ↓ |
|
תחזוקת דליפות |
$7,500 |
$300 |
96% ↓ |
|
הוצאות מס פחמן |
$12,000 |
$0 |
100% ↓ |
|
עלות כוללת של בעלות |
$375,000 |
$300,000 |
20% ↓ |
IV. מקרה יישום הנדסי
פרויקט ז'ואן קווינץ של הרשת הדרומית של סין (הפעלה ב-2024):
• ציוד: משתנה מתח HGIS-252kV ידידותי לסביבה
• נתוני פעולה:
קצב דליפה שנתי: 0.08% (מתחת לגבול של IEC של 0.5%)
פליטת חלקיקים חלקית: ≤3 pC (גבול של IEC 60044: ≤10 pC)
קצב הזדקנות מבודל: הופחת ב-40% (שליטה ברטיבות <50ppm)
V. מסלול התפתחות טכנולוגי
- אופטימיזציה של מיזוג גזים: פיתוח מיזוג CF₃SO₂F/CO₂ חדש (GWP≈0.3, חוזק מבודל מגיע ל-95% של SF₆).
- טכנולוגיה למבודלים קשיחים: מחקר ופיתוח של מבודלים מעובדים בחשיפה לחנוקה מבוססי גומי EPDM (רמת מתח ניסיונית: 145kV).
