如何讓無六氟化硫開關設備更綠色更數字
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來源: 作者: 日期: 20.03.31

  如何讓無六氟化硫開關設備更綠色、更易用、更數字?

  1970年代以來,六氟化硫作為一種無毒且不具可燃性的氣體,被廣泛用作高壓和中壓電氣設備的絕緣和開斷介質。但是,六氟化硫的溫室效應是二氧化碳的23500倍,因此,業界一直在積極尋找六氟化硫的替代品,即無六氟化硫技術,以使電氣開關設備在安全使用的基礎上更加環保友好。

  全球能效管理和自動化領域數字化轉型專家施耐德電氣十年磨一劍,研發出創新的無六氟化硫(SF6-free)技術和產品。該技術革命性地將干燥空氣絕緣和并聯真空開斷技術結合起來,既找到了六氟化硫的替代品:干燥空氣,解決其綠色困擾,又保持了六氟化硫開關設備原有的操作方式和結構緊湊占地面積小的特點。此外,施耐德電氣的無六氟化硫中壓開關設備還可搭載眾多數字化技術,為用戶解鎖數據價值,讓用戶盡享數字化之利,激發更大能效潛力。

  并聯真空開斷技術  不改變用戶使用習慣

  施耐德電氣提供能源與自動化數字解決方案,已實現高效和可持續發展。在中壓開關設備方面,施耐德電氣經過10年研發,發現干燥空氣是替代六氟化硫的最佳絕緣氣體,在環保、介電性能、無毒性、設備維護等多個方面都優勢明顯。

  長期以來,一些氟化氣體被認為可替代六氟化硫充當中壓電氣設備的滅弧氣體。盡管其中一些替代氣體的全球變暖潛能值較低,但從相關設備安裝到生命周期結束,都需要經過專業培訓的工作人員謹慎維護。這些氣體固然具有介電性能和開斷能力,但圍繞這些替代氣體的健康風險和潛在毒性,以及它們潛在的致癌性、致突變性和生殖毒性,仍存在一些不確定性。此外,氟化氣體不能被釋放到大氣中,必須在其生命周期結束時進行專業回收,增加客戶使用成本。

  中壓開關柜在公共場所使用,同時需要保障公眾的健康和安全,所以一些毒性未經證實的氣體是不可接受的。此外,開斷后產生劇毒性副產物也是不可接受的。真空開斷技術是一種已經證實的可靠技術,對于在環保氣體環網柜應用,當前業界普遍使用的是真空滅弧室與三工位隔離開關串聯技術。該技術基本實現了環保氣體環網柜的解決方案,但是,它具有兩個主要缺點:第一、其操作步驟與六氟化硫三工位開關不同,從合閘位置到接地位置操作方式存在差異。第二、該解決方案成本高昂。

  經過長期的研發和測試,施耐德電氣將干燥空氣絕緣和并聯真空開斷技術結合起來,由真空滅弧室和空氣中的隔離開關并聯組成,從而減少零件數量、降低成本,實現常規的三工位開關操作。它的優勢集中體現為對環境更友好、對人體更安全、操作更簡便、尺寸更緊湊、具有可置換性、無需回收廢氣、預期壽命更長。

  真空滅弧室與隔離開關并聯,隔離開關的刀片通過樞軸桿驅動真空滅弧室的開斷。在這樣的結構中,真空滅弧室僅在開斷階段工作,只需承受開斷時的瞬態恢復電壓(TRV),但不必具備短路關合能力、短時電流耐受能力和持續電流耐受能力。刀片可以確保短路關合,同時在合閘階段,電流也不會通過真空滅弧室。在整個開斷階段,電流通過真空滅弧室的時間僅有幾毫秒,這就極大降低了該真空滅弧室的成本和尺寸。

  這種無六氟化硫空氣絕緣環網柜解決方案在氣箱中充入干燥空氣,12kV開關柜的相對壓力為0.4bar,24kV開關柜的相對壓力為1.5bar。三工位開關基于真空開斷、空氣隔離和氣箱內接地。操作方式與傳統的六氟化硫三工位開關相同:第一次操作實現開斷/隔離,第二次操作實現接地。是一種緊湊型解決方案,其尺寸與傳統的六氟化硫三工位開關相似,可以實現完美替換。

  該無六氟化硫空氣絕緣環網柜遵循IEC標準,并已成功通過測試,滿足GB/DL標準的產品正在國內試驗站驗證測試中,預計今年年中推向中國市場。

  數字化賦能  激發無限能效潛力

  隨著新型能源生產方式和消費模式不斷涌現,以及能源行業逐步向綠色低碳、高效互聯的方向發展,相關企業正面臨更加復雜的挑戰,數字電網及其能源互聯網建設已成為中國電力行業當前的重要話題,其關鍵在于充分挖掘電網產生的海量數據,通過打造從數據到洞察的閉環,將生產與運營數據價值最大化。

  施耐德電氣的無六氟化硫中壓開關設備可搭載眾多的數字化技術,為用戶解鎖數據價值,帶來更多收益。例如,用于狀態監測的傳感器可以通過向復雜的分析工具(如施耐德電氣強大的EcoStruxure架構與平臺提供的分析工具)提供數據,從而解鎖預測性和預防性資產管理等功能;贓coStruxure平臺,施耐德電氣的無六氟化硫中壓開關設備能夠將IT與OT充分融合,幫助客戶實現現有業務與物聯網技術的集成,為配電網的互聯提供堅實的互聯互通基礎設備以及數據來源,高效的資產管理與強大的數據收集、監控分析能力與工具以及相應的應用,盡享數字化之利,激發無限能效潛力。

  在此基礎上,施耐德電氣已與公用事業和商業/工業建筑領域中的眾多大型且擁有相同理念的企業建立了合作關系,比如法國的GreenAlp公司,瑞典的E.ON 公司,新型無六氟化硫開關技術現已在多個試點項目中投運。

  憑借著世界領先的創新實力,施耐德電氣一直以來都密切關注生態與環境問題,同時引領全行業通過先進的技術攻克全球社區和企業面臨的挑戰。在未來,施耐德將繼續為中國構建清潔低碳、安全高效的能源體系做出積極貢獻,為電力產業數字化升級提供強勁動力。

責任編輯:高慧君  投稿郵箱:網上投稿

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