От SF₆ до C4F7N: почему коммунальным предприятиям нужно больше, чем просто новая ГИС

Введение

Отрасль передачи электроэнергии вступает в новую эру.

На протяжении более 50 лет SF₆ является предпочтительным изолирующим и дугогасительным газом для высоковольтных распределительных устройств, КРУЭ, GIL и автоматических выключателей. Благодаря своей превосходной диэлектрической прочности и коммутационным характеристикам SF₆ стал мировым стандартом для оборудования с элегазовой изоляцией.

Однако растущие экологические проблемы и все более строгие правила ускоряют внедрение альтернативных изоляционных газов.

Такие производители, как Hitachi Energy, Siemens Energy, GE Vernova и Mitsubishi Electric, представили экологически безопасные решения распределительных устройств на основе C4F7N, C5-FK, сухого воздуха и других технологий с низким ПГП.

Большинство дискуссий сосредоточено на самом распределительном устройстве.

Но остается более практический вопрос:

Что произойдет после установки этих новых элегазовых систем?

Ответ прост.

Коммунальным службам нужно гораздо больше, чем просто новая ГИС.

Им нужна совершенно новая стратегия управления газом.

Почему C4F7N становится популярной альтернативой SF₆

C4F7N (фторнитрил) стал одной из наиболее многообещающих альтернатив SF₆ для применений с высоким напряжением.

В отличие от систем с чистым SF₆, C4F7N обычно используется в тщательно контролируемых смесях с CO₂ и O₂.

Эти газовые смеси обладают рядом преимуществ:

• Значительно более низкий потенциал глобального потепления (ПГП)
• Отличные диэлектрические характеристики
• Компактная конструкция оборудования
• Совместимость с существующими схемами подстанций.
• Надежная возможность прерывания

В результате технология C4F7N в настоящее время применяется в GIS, GIL и высоковольтных выключателях по всему миру.

Скрытый вызов: управление несколькими газовыми технологиями

Большинство подстанций, построенных в течение следующих двух десятилетий, не будут полностью свободны от SF₆.

Вместо этого коммунальные предприятия будут использовать комбинацию:

• Традиционная ГИС SF₆
• Оборудование с изоляцией SF₆/N₂
• Системы SF₆/CF₄
• C4F7N КРУЭ смешанного газа
• Распределительное устройство с сухой воздушной изоляцией

Это создает новую оперативную задачу.

Бригады технического обслуживания должны правильно идентифицировать, тестировать, обращаться, восстанавливать и заправлять несколько различных газовых технологий.

Использование неподходящего газа или неправильная концентрация газа может отрицательно повлиять на характеристики изоляции и надежность оборудования.

Задача 1: Идентификация газа

Поскольку в одной сети работает несколько технологий изоляции, идентификация газа становится первым шагом в техническом обслуживании и вводе в эксплуатацию.

Инженеры должны быстро определить:

• Какой газ присутствует
• Существует ли загрязнение
• Соответствует ли концентрация газа спецификации

Без надлежащей идентификации ошибки технического обслуживания становятся все более вероятными.

Поэтому современным подстанциям требуется современное оборудование для идентификации газа, способное различать SF₆, C4F7N, N₂, O₂ и другие компоненты газа.

Задача 2: Проверка качества газа и соотношения смешивания

В отличие от традиционного оборудования SF₆, технологии экологически чистого газа зависят от точного состава газа.

Даже небольшие отклонения в соотношении газов могут повлиять на диэлектрические характеристики.

Коммунальные службы должны проверить:

• Концентрация C4F7N
• концентрация CO₂
• Концентрация O₂
• Чистота газа
• Содержание влаги
• Отслеживание загрязнения SF₆

По этой причине газовый анализ становится одной из важнейших задач при пуско-наладочных работах и ​​регламентных работах.

Задача 3: Обнаружение утечек экологических газов

Хотя смеси на основе C4F7N оказывают гораздо меньшее воздействие на окружающую среду, чем SF₆, утечки по-прежнему создают эксплуатационные риски.

Утечка газа может привести к:

• Снижение изоляционных характеристик
• Неправильное соотношение газов
• Увеличение затрат на техническое обслуживание
• Незапланированные отключения

По мере увеличения количества установок экологического распределительного устройства специализированные технологии обнаружения утечек станут неотъемлемой частью программ технического обслуживания подстанций.

Задача 4: Утилизация и переработка газа

Экологические изоляционные газы значительно более ценны, чем обычные промышленные газы.

Во время технического обслуживания, проектов модернизации или замены оборудования рекуперация газа становится экономически важной.

Коммунальным предприятиям все чаще требуется оборудование, способное:

• Восстановление газа
• Хранение газа
• Вакуумная откачка
• Очистка газа
• Заправка газа

Эффективная рециркуляция газа снижает эксплуатационные расходы и минимизирует потери газа на протяжении всего жизненного цикла оборудования.

Какое оборудование понадобится коммунальным предприятиям?

Переход от SF₆ к C4F7N требует более широкого спектра испытательного и погрузочно-разгрузочного оборудования, чем первоначально ожидали многие коммунальные предприятия.

Типичные требования включают в себя:

Эти инструменты помогают обеспечить надежную работу на протяжении всего жизненного цикла экологически чистого распределительного устройства.

Как KSTONE поддерживает переход на экологические газовые технологии

Компания Shanghai Yushi Technology Development Co., Ltd. (KSTONE) расширила свой портфель за пределы традиционного оборудования SF₆ для поддержки следующего поколения экологически чистых распределительных устройств.

KSTONE теперь предлагает комплексное решение по управлению газом C4F7N, включающее:

• Анализатор газовых смесей KS30-C4 C4F7N
• KS30-C4-4 C4F7N Комплексный тестер
• Количественный детектор утечек LF-300-C4
• KSC4-C4-CO₂-O₂ Блок смешивания газов
• Система восстановления KSC4-30WY/20-400Z C4F7N

Эти решения охватывают испытания газа, смешивание газов, обнаружение утечек, рекуперацию газа и переработку газа.

Заключение

Переход от SF₆ к C4F7N — это нечто большее, чем просто замена одного газа другим.

Для этого требуется полная экосистема оборудования для тестирования, анализа, обработки, восстановления и обслуживания.

Поскольку коммунальные предприятия продолжают внедрять экологически безопасные КРУЭ и автоматические выключатели, эффективное управление газом станет таким же важным, как и само распределительное устройство.

Организации, которые подготовятся сегодня, будут иметь больше возможностей для безопасного, эффективного и устойчивого управления высоковольтными энергосистемами следующего поколения.