Solution de transformateur de tension GIS sans SF₆ basée sur des mélanges de gaz écologiques
I. Contexte et défis
- Transformation guidée par les politiques
Le gaz SF₆ a un potentiel de réchauffement global (PRG) 23 500 fois supérieur à celui du CO₂. Il est soumis à des politiques de restriction mondiales comme le Règlement sur les F-gaz de l'UE et le Plan de contrôle des gaz à effet de serre non-CO₂ de la Chine. - Points de douleur de l'industrie
Les transformateurs de tension GIS traditionnels dépendent de l'isolation au SF₆, ce qui pose des risques de fuite de gaz. Leur empreinte carbone sur le cycle de vie dépasse 85 % des émissions totales de l'équipement.
II. Solution clé
Technologie de remplacement écologique du diélectrique
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Type de diélectrique |
Valeur PRG |
Résistance à l'isolation (par rapport au SF₆) |
Scénario d'application |
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Mélange d'air sec/N₂ |
≈0 |
30% |
Systèmes moyenne tension ≤110kV |
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C₅-PFK (pentanon perfluoré) |
<1 |
90% |
Systèmes haute tension 220kV |
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Formule de mélange de gaz |
PRG<1 |
Équivalent au SF₆ |
Couverture de toute la gamme de tensions |
Note : L'optimisation des ratios de gaz (par exemple, 4% de C₅-PFK + 96% d'air sec) équilibre la résistance à l'isolation et les performances environnementales.
Garantie de certification
Certifié selon IEC 62271-203:2011 (étanchéité de niveau C2M2) et GB/T 11022-2020, assurant une durée de vie de l'étanchéité ≥30 ans.
III. Analyse des avantages quantifiés
- Avantages en termes de réduction de carbone
Intensité des émissions de gaz à effet de serre : 0,02 tCO₂e/unité-an (réduction de 98% par rapport aux équipements conventionnels)
Empreinte carbone sur le cycle de vie : Réduction de 5 200 tCO₂e pour 100 unités (sur une durée de vie de 30 ans) - Avantages économiques
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Poste de coût |
Équipement conventionnel |
Cette solution |
Réduction |
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Coût d'achat de gaz |
18 000 $ |
2 500 $ |
86% ↓ |
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Maintenance des fuites |
7 500 $ |
300 $ |
96% ↓ |
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Dépenses liées à la taxe carbone |
12 000 $ |
0 $ |
100% ↓ |
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Coût total de possession |
375 000 $ |
300 000 $ |
20% ↓ |
IV. Cas d'application en ingénierie
Projet de Zhuhai Hengqin de China Southern Grid (mise en service en 2024) :
• Équipement : Transformateur de tension HGIS-252kV écologique
• Données opérationnelles :
Taux de fuite annuel : 0,08% (en dessous de la limite de l'IEC de 0,5%)
Décharge partielle : ≤3 pC (limite IEC 60044 : ≤10 pC)
Taux de vieillissement de l'isolation : Réduction de 40% (contrôle de l'humidité <50 ppm)
V. Parcours d'évolution technologique
- Optimisation du mélange de gaz : Développement de nouveaux mélanges CF₃SO₂F/CO₂ (PRG ≈0,3, résistance à l'isolation atteignant 95% de celle du SF₆).
- Technologie d'isolation solide : Recherche et développement sur les isolateurs en caoutchouc EPDM coulés sous vide (niveau de tension pilote : 145kV).
