Solución de Transformador de Tensión GIS sin SF₆ Basada en Mezclas de Gases Ecológicas
I. Antecedentes y desafíos
- Transformación impulsada por políticas
El gas SF₆ tiene un Potencial de Calentamiento Global (PCG) 23,500 veces mayor que el CO₂. Enfrenta restricciones globales como el Reglamento F-Gas de la UE y el Plan de Control de Gases de Efecto Invernadero no CO₂ de China. - Puntos críticos de la industria
Los transformadores de tensión GIS tradicionales dependen del aislamiento de SF₆, lo que implica riesgos de fugas de gas. Su huella de carbono a lo largo de su ciclo de vida supera el 85% de las emisiones totales del equipo.
II. Solución central
Tecnología de reemplazo de dieléctrico ecológico
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Tipo de dieléctrico |
Valor PCG |
Fuerza de aislamiento (vs SF₆) |
Escenario de aplicación |
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Mezcla de aire seco/N₂ |
≈0 |
30% |
Sistemas de media tensión ≤110kV |
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C₅-PFK (pentanona perfluorada) |
<1 |
90% |
Sistemas de alta tensión 220kV |
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Fórmula de mezcla de gases |
PCG<1 |
Equivalente a SF₆ |
Cobertura en todo el rango de tensiones |
Nota: Optimizar las proporciones de gas (por ejemplo, 4% C₅-PFK + 96% de aire seco) equilibra la fuerza de aislamiento y el rendimiento ambiental.
Garantía de certificación
Certificado según IEC 62271-203:2011 (sellado de nivel C2M2) y GB/T 11022-2020, asegurando una vida útil de sellado ≥30 años.
III. Análisis de beneficios cuantificados
- Beneficios de reducción de carbono
Intensidad de emisiones de gases de efecto invernadero: 0.02 tCO₂e/unidad-año (98% de reducción frente al equipo convencional)
Huella de carbono a lo largo del ciclo de vida: Reducción de 5,200 tCO₂e por 100 unidades (durante 30 años de vida útil) - Beneficios económicos
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Ítem de costo |
Equipo convencional |
Esta solución |
Reducción |
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Costo de adquisición de gas |
$18,000 |
$2,500 |
86% ↓ |
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Mantenimiento de fugas |
$7,500 |
$300 |
96% ↓ |
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Gasto por impuesto al carbono |
$12,000 |
$0 |
100% ↓ |
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Costo total de propiedad |
$375,000 |
$300,000 |
20% ↓ |
IV. Caso de aplicación de ingeniería
Proyecto Hengqin de la Red Sur de China (Puesta en marcha 2024):
• Equipo: Transformador de tensión ecológico HGIS-252kV
• Datos operativos:
Tasa de fuga anual: 0.08% (por debajo del límite IEC de 0.5%)
Descarga parcial: ≤3 pC (límite IEC 60044: ≤10 pC)
Tasa de envejecimiento del aislamiento: Reducción del 40% (control de humedad <50ppm)
V. Ruta de evolución tecnológica
- Optimización de mezclas de gases: Desarrollo de nuevas mezclas de CF₃SO₂F/CO₂ (PCG≈0.3, fuerza de aislamiento alcanza el 95% de SF₆).
- Tecnología de aislamiento sólido: Investigación y desarrollo de aisladores de caucho EPDM fundidos al vacío (nivel de tensión piloto: 145kV).
