Από το SF₆ στο C4F7N: Γιατί τα Utilities χρειάζονται περισσότερα από ένα νέο GIS

Εισαγωγή

Η βιομηχανία μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας εισέρχεται σε μια νέα εποχή.

Για περισσότερα από 50 χρόνια, το SF6 είναι το προτιμώμενο αέριο μόνωσης και σβέσης τόξου για συσκευές διανομής υψηλής τάσης, GIS, GIL και διακόπτες κυκλώματος. Χάρη στην εξαιρετική διηλεκτρική του αντοχή και την απόδοση μεταγωγής, το SF₆ έγινε το παγκόσμιο πρότυπο για εξοπλισμό με μόνωση αερίου.

Ωστόσο, οι αυξανόμενες περιβαλλοντικές ανησυχίες και οι ολοένα και πιο αυστηροί κανονισμοί επιταχύνουν την υιοθέτηση εναλλακτικών αερίων μόνωσης.

Κατασκευαστές όπως η Hitachi Energy, η Siemens Energy, η GE Vernova και η Mitsubishi Electric έχουν εισαγάγει φιλικές προς το περιβάλλον λύσεις διακοπτών που βασίζονται σε C4F7N, C5-FK, ξηρό αέρα και άλλες τεχνολογίες χαμηλού GWP.

Οι περισσότερες συζητήσεις επικεντρώνονται στον ίδιο τον εξοπλισμό διανομής.

Αλλά ένα πιο πρακτικό ερώτημα παραμένει:

Τι συμβαίνει μετά την εγκατάσταση αυτών των νέων συστημάτων με μόνωση αερίου;

Η απάντηση είναι απλή.

Οι επιχειρήσεις κοινής ωφέλειας χρειάζονται πολύ περισσότερα από ένα νέο GIS.

Χρειάζονται μια εντελώς νέα στρατηγική διαχείρισης αερίου.

Γιατί το C4F7N γίνεται μια δημοφιλής εναλλακτική λύση SF₆

Το C4F7N (φθορονιτρίλιο) έχει αναδειχθεί ως μια από τις πιο υποσχόμενες εναλλακτικές λύσεις του SF6 για εφαρμογές υψηλής τάσης.

Σε αντίθεση με τα καθαρά συστήματα SF6, το C4F7N χρησιμοποιείται συνήθως σε προσεκτικά ελεγχόμενα μίγματα με CO2 και O2.

Αυτά τα μικτά αέρια προσφέρουν πολλά πλεονεκτήματα:

• Σημαντικά χαμηλότερο δυναμικό υπερθέρμανσης του πλανήτη (GWP)
• Εξαιρετική διηλεκτρική απόδοση
• Συμπαγής σχεδιασμός εξοπλισμού
• Συμβατότητα με υπάρχουσες διατάξεις υποσταθμών
• Αξιόπιστη δυνατότητα διακοπής

Ως αποτέλεσμα, η τεχνολογία C4F7N υιοθετείται πλέον σε GIS, GIL και διακόπτες υψηλής τάσης παγκοσμίως.

Η κρυφή πρόκληση: Διαχείριση πολλαπλών τεχνολογιών αερίου

Οι περισσότεροι υποσταθμοί που κατασκευάζονται τις επόμενες δύο δεκαετίες δεν θα είναι εντελώς απαλλαγμένοι από SF₆.

Αντίθετα, οι επιχειρήσεις κοινής ωφέλειας θα λειτουργούν με συνδυασμό:

• Παραδοσιακό SF₆ GIS
• Εξοπλισμός με μόνωση SF6/N2
• Συστήματα SF6/CF4
• C4F7N GIS μικτού αερίου
• Συσκευές διανομής με μόνωση ξηρού αέρα

Αυτό δημιουργεί μια νέα επιχειρησιακή πρόκληση.

Οι ομάδες συντήρησης πρέπει να εντοπίσουν σωστά, να δοκιμάσουν, να χειριστούν, να ανακτήσουν και να ξαναγεμίσουν αρκετές διαφορετικές τεχνολογίες αερίου.

Η χρήση λανθασμένου αερίου ή εσφαλμένης συγκέντρωσης αερίου μπορεί να επηρεάσει αρνητικά την απόδοση της μόνωσης και την αξιοπιστία του εξοπλισμού.

Πρόκληση 1: Αναγνώριση αερίου

Με πολλαπλές τεχνολογίες μόνωσης που λειτουργούν στο ίδιο δίκτυο, η αναγνώριση αερίου γίνεται το πρώτο βήμα στη συντήρηση και τη θέση σε λειτουργία.

Οι μηχανικοί πρέπει να προσδιορίσουν γρήγορα:

• Ποιο αέριο υπάρχει
• Αν υπάρχει μόλυνση
• Εάν η συγκέντρωση αερίου πληροί τις προδιαγραφές

Χωρίς την κατάλληλη αναγνώριση, τα σφάλματα συντήρησης γίνονται όλο και πιο πιθανά.

Επομένως, οι σύγχρονοι υποσταθμοί απαιτούν προηγμένο εξοπλισμό αναγνώρισης αερίου ικανό να διακρίνει μεταξύ SF6, C4F7N, N2, O2 και άλλων εξαρτημάτων αερίου.

Πρόκληση 2: Επαλήθευση ποιότητας αερίου και αναλογίας ανάμειξης

Σε αντίθεση με τον παραδοσιακό εξοπλισμό SF₆, οι περιβαλλοντικές τεχνολογίες αερίου εξαρτώνται από την ακριβή σύνθεση του αερίου.

Ακόμη και μικρές αποκλίσεις στην αναλογία αερίου μπορεί να επηρεάσουν την απόδοση του διηλεκτρικού.

Τα βοηθητικά προγράμματα πρέπει να επαληθεύουν:

• Συγκέντρωση C4F7N
• συγκέντρωση CO2
• συγκέντρωση Ο2
• Καθαρότητα αερίου
• Περιεκτικότητα σε υγρασία
• Ανίχνευση μόλυνσης SF6

Για το λόγο αυτό, η ανάλυση αερίων γίνεται μια από τις πιο σημαντικές εργασίες κατά τη θέση σε λειτουργία και την τακτική συντήρηση.

Πρόκληση 3: Ανίχνευση διαρροών για περιβαλλοντικά αέρια

Αν και τα μείγματα με βάση το C4F7N έχουν πολύ μικρότερο περιβαλλοντικό αντίκτυπο από το SF6, η διαρροή εξακολουθεί να δημιουργεί λειτουργικούς κινδύνους.

Η διαρροή αερίου μπορεί να έχει ως αποτέλεσμα:

• Μειωμένη απόδοση μόνωσης
• Λανθασμένες αναλογίες αερίου
• Αυξημένο κόστος συντήρησης
• Απρόβλεπτες διακοπές

Καθώς οι περιβαλλοντικές εγκαταστάσεις διακοπτών αυξάνονται, οι εξειδικευμένες τεχνολογίες ανίχνευσης διαρροών θα γίνουν ουσιαστικό μέρος των προγραμμάτων συντήρησης του υποσταθμού.

Πρόκληση 4: Ανάκτηση και ανακύκλωση αερίου

Τα περιβαλλοντικά μονωτικά αέρια είναι σημαντικά πιο πολύτιμα από τα συμβατικά βιομηχανικά αέρια.

Κατά τη συντήρηση, τα έργα μετασκευής ή την αντικατάσταση εξοπλισμού, η ανάκτηση αερίου γίνεται οικονομικά σημαντική.

Οι επιχειρήσεις κοινής ωφέλειας απαιτούν όλο και περισσότερο εξοπλισμό ικανό:

• Ανάκτηση αερίου
• Αποθήκευση αερίου
• Άντληση κενού
• Καθαρισμός αερίου
• Αναπλήρωση αερίου

Η αποτελεσματική ανακύκλωση αερίου μειώνει το λειτουργικό κόστος και ελαχιστοποιεί τις απώλειες αερίου καθ' όλη τη διάρκεια του κύκλου ζωής του εξοπλισμού.

Τι εξοπλισμό θα χρειαστούν οι επιχειρήσεις κοινής ωφέλειας;

Η μετάβαση από το SF₆ στο C4F7N απαιτεί ένα ευρύτερο φάσμα εξοπλισμού δοκιμών και χειρισμού από ό,τι αναμένουν αρχικά πολλές επιχειρήσεις κοινής ωφέλειας.

Οι τυπικές απαιτήσεις περιλαμβάνουν:

Αυτά τα εργαλεία βοηθούν στη διασφάλιση αξιόπιστης λειτουργίας καθ' όλη τη διάρκεια του κύκλου ζωής του φιλικού προς το περιβάλλον εξοπλισμού διανομής.

Πώς το KSTONE υποστηρίζει τη μετάβαση στις περιβαλλοντικές τεχνολογίες αερίου

Η Shanghai Yushi Technology Development Co., Ltd. (KSTONE) έχει επεκτείνει το χαρτοφυλάκιό της πέρα ​​από τον παραδοσιακό εξοπλισμό SF₆ για να υποστηρίξει την επόμενη γενιά φιλικών προς το περιβάλλον συσκευών διανομής.

Η KSTONE προσφέρει τώρα μια ολοκληρωμένη λύση διαχείρισης αερίου C4F7N, που περιλαμβάνει:

• KS30-C4 C4F7N Αναλυτής Μιγμάτων Αερίων
• KS30-C4-4 C4F7N ολοκληρωμένος ελεγκτής
• Ποσοτικός ανιχνευτής διαρροών LF-300-C4
• Μονάδα ανάμιξης αερίων KSC4-C4-CO2-O2
• Σύστημα ανάκτησης KSC4-30WY/20-400Z C4F7N

Αυτές οι λύσεις καλύπτουν εφαρμογές δοκιμών αερίου, ανάμιξης αερίων, ανίχνευσης διαρροών, ανάκτησης αερίου και ανακύκλωσης αερίου.

Σύναψη

Η μετάβαση από το SF6 στο C4F7N είναι πολύ περισσότερο από την αντικατάσταση ενός αερίου με ένα άλλο.

Απαιτεί ένα πλήρες οικοσύστημα εξοπλισμού δοκιμών, ανάλυσης, χειρισμού, ανάκτησης και συντήρησης.

Καθώς οι επιχειρήσεις κοινής ωφέλειας συνεχίζουν να αναπτύσσουν φιλικά προς το περιβάλλον GIS και διακόπτες κυκλώματος, η αποτελεσματική διαχείριση αερίου θα γίνει εξίσου σημαντική με τον ίδιο τον εξοπλισμό διανομής.

Οι οργανισμοί που προετοιμάζονται σήμερα θα είναι σε καλύτερη θέση για τη διαχείριση της επόμενης γενιάς συστημάτων ισχύος υψηλής τάσης με ασφάλεια, αποτελεσματικότητα και βιώσιμη ανάπτυξη.