Область применения: Регионы с экстремально низкими температурами (-40°C), проекты с жесткими экологическими требованиями (например, ветровые электростанции в Скандинавии)
Основная цель: Повышение долгосрочной надежности трансформаторов тока (ТТ) в газоизолированном выключательном оборудовании (GIS) при соблюдении требований к низкоуглеродному воздействию на окружающую среду.
I. Оптимизация изоляционной среды: технология гибридного газа SF₆/N₂
- Параметр - Дизайн решения
- Соотношение газов: Смесь SF₆ (80%) + N₂ (20%)
- Изоляционная прочность: При 20°C и 0.5 МПа, изоляционная прочность >85% от чистого SF₆
- Экологические характеристики: Потенциал глобального потепления (GWP) снижен на 70%, что значительно уменьшает влияние парниковых газов
- Подходящая для низких температур: Точка затвердевания гибридного газа ≤ -60°C, что обеспечивает отсутствие риска затвердевания при -40°C в условиях экстремально низких температур
II. Дизайн экрана против частичных разрядов
- Структурное новшество:
- Литье эпоксидной смолы:
- Катушки ТТ изготавливаются с использованием процесса вакуумного литья, заполнение эпоксидной смолой >99.9%, что исключает наличие внутренних пустот.
Металлическая сетка экранирования равномерного потенциала:
- Добавлена оцинкованная медная сетка на внешний слой литого корпуса, поддерживаемая на равномерном потенциале с первичным проводником ТТ.
- Устраняет искажение поверхностного электрического поля и подавляет частичные разряды.
Проверка производительности:
- Уровень PD (частичных разрядов) <5 пК (по стандарту IEC 60270)
- Прошел термический циклический тест при -40°C, без риска растрескивания изоляции.
III. Система динамического контроля повышения температуры
- Интеллектуальная архитектура управления:
Слой датчиков → Слой управления → Слой выполнения
Датчики температуры PT100 → Система мониторинга GIS → Модуль управления скоростью вентилятора
- Реализация функций:
- Мониторинг в реальном времени: Встроенные датчики PT100 (точность ±1°C) определяют точки повышенной температуры ТТ.
- Активное охлаждение: Автоматически активирует массивы вентиляторов GIS, когда повышение температуры превышает порог (например, ΔT >40K).
- Оптимизация энергоэффективности: Мощность вентиляторов динамически регулируется в зависимости от потребности, снижая неэффективное использование энергии.
IV. Сравнение ключевых технических преимуществ
Показатель
Традиционный ТТ с SF₆
Это решение: Гибридный газовый ТТ
Срок службы изоляции
25-30 лет
>40 лет
Значение GWP
100% (SF₆=23,900)
Снижено на 70%
Надежность при низких температурах
Подвержен затвердеванию при -30°C
Стабильная работа при -40°C
Контроль частичных разрядов
10-20 пК
<5 пК
V. Проверка адаптивности к сценариям
- Сценарий ветровой электростанции в условиях экстремального холода (Скандинавия):
- Прошел тест холодного запуска при -40°C /72 часа; ошибка коэффициента передачи ТТ ≤ ±0.2%.
- Оптимизированная кривая давление-температура для гибридного газа предотвращает чрезмерное падение давления при низких температурах.
Соответствие экологическим нормам:
- Соответствует ограничениям регламента ЕС по фторированным газам (№517/2014) относительно использования SF₆.
- Углеродный след за жизненный цикл снижен на 52% (по стандарту ISO 14067).
