Решение для трансформатора напряжения в GIS без SF₆ на основе экологически чистых газовых смесей

Ⅰ. Фон и вызовы​

1. ​Трансформация, основанная на политике​
   Газ SF₆ имеет потенциал глобального потепления (GWP), который в 23 500 раз превышает GWP CO₂. Он сталкивается с глобальными ограничительными политиками, такими как Регламент ЕС об F-газах и китайский План контроля над неблагородными газами.
2. ​Болевые точки отрасли​
   Традиционные трансформаторы напряжения GIS полагаются на изоляцию SF₆, что создает риск утечки газа. Углеродный след за жизненный цикл составляет более 85% от общих выбросов оборудования.

​II. Основное решение​
Технология замены диэлектрика экологически чистыми материалами​

Тип диэлектрика

Значение GWP

Сила изоляции (по сравнению с SF₆)

Сценарий применения

Сухой воздух/смесь N₂

≈0

30%

Средневольтные системы ≤110кВ

C₅-PFK (перфторированный пентанон)

<1

90%

Высоковольтные системы 220кВ

​Формула смеси газов​

​GWP<1​

​Эквивалентно SF₆​

​Полное покрытие диапазона напряжений​

Примечание: Оптимизация соотношения газов (например, 4% C₅-PFK + 96% сухого воздуха) обеспечивает баланс между силой изоляции и экологической эффективностью.

 Гарантия сертификации​
Сертифицировано по IEC 62271-203:2011 (уровень герметичности C2M2) и GB/T 11022-2020, что обеспечивает срок службы герметизации ≥30 лет.

​III. Анализ количественных преимуществ​

1. ​Преимущества снижения углеродного следа​
   Интенсивность выбросов парниковых газов: ​0,02 тCO₂e/единица-год​ (снижение на 98% по сравнению с традиционным оборудованием)
   Углеродный след за жизненный цикл: ​Снижение на 5 200 тCO₂e на 100 единиц​ (за 30-летний срок службы)
2. ​Экономические преимущества​

Статья затрат

Традиционное оборудование

Данное решение

Снижение

Затраты на приобретение газа

$18 000

$2 500

​86% ↓​

Обслуживание утечек

$7 500

$300

​96% ↓

Расходы на углеродный налог

$12 000

$0

​100% ↓

​Общая стоимость владения​

​​$375 000​

​​$300 000​

​​20% ↓​​

​IV. Пример инженерного применения​
​Проект Zhuhai Hengqin компании China Southern Grid (ввод в эксплуатацию в 2024 году):​​
• Оборудование: экологически чистый трансформатор напряжения HGIS-252кВ
• Операционные данные:
Годовой коэффициент утечки: ​0,08%​​ (ниже предела IEC 0,5%)
Частичные разряды: ​​≤3 пК​ (предел IEC 60044: ≤10 пК)
Скорость старения изоляции: ​Снижение на 40%​​ (контроль влажности <50 ppm)

​V. Путь эволюции технологии​

1. ​Оптимизация смеси газов: Разработка новых смесей CF₃SO₂F/CO₂​ (GWP≈0,3, сила изоляции достигает 95% от SF₆).
2. ​Технология твердой изоляции: НИОКР по изоляторам на основе EPDM резины, отлитым под вакуумом​ (пилотное напряжение: 145кВ).