Resumo dos equipamentos de alta tensão SF₆ e introdução a Dispositivos de recuperação, purificação, carga e descarga de gás SF₆

Os equipamentos de transmissão e distribuição de energia de alta tensão (10 kV ou superior), ultra-alta tensão e extra-alta tensão são projetados devido às suas excelentes propriedades de isolamento e extinção de arco. Seus componentes principais são divididos em três categorias principais: painéis de distribuição, transformadores primários e dispositivos auxiliares.

I. Interruptor de alta tensão-equipamento (mais comum)

II. Transformadores de instrumentos de alta tensão e outros equipamentos primários

III. Equipamentos Especiais de Alta Tensão

IV. Dispositivos auxiliares de suporte ao SF₆ (não fazem parte do equipamento principal primário, mas dependem do sistema SF₆)

SF6 Nome do produto	Imagem do produto SF6	Breve descrição das utilizações
Dispositivo de recuperação e purificação de gás SF₆		Manutenção de equipamentos, recuperação, filtragem e regeneração de gás SF₆
Analisador de umidade SF₆		Detecção do teor de umidade do gás
detector de produto de decomposição de SF₆		Determine se existe alguma falha de descarga dentro do equipamento.
detector de vazamento de gás SF₆		Teste de estanqueidade
Dispositivos de inflação com SF6		Reabastecimento e reposição de gás
Sistema de monitoramento online da densidade de SF₆		Monitoramento em tempo real da pressão, temperatura e densidade da câmara.

Principais tecnologias diferenças de SF6

1. que distingue entre isolamento e extinção de arco depende de ambos SF₆ isolamento e extinção de arco Chaves de desconexão, barramentos e transformadores de instrumentos utilizam apenas SF₆ como meio isolante e não necessitam de extinção de arco.
2. Referência de seleção simples

• Área limitada, interior SIG em áreas urbanas
• Renovação exterior, orçamento médio → HGIS + transformador de corrente aberta
• Cabo de rede de distribuição de 10 kV → Unidade principal de anel SF₆ RMU
• Canal subterrâneo de transmissão de energia de alta capacidade → GIL
• Transformadores isolados a óleo não podem ser usados ​​em locais à prova de fogo e explosão → Transformadores isolados a gás GIT

3. Considerações ambientais : O SF₆ é um potente gás de efeito estufa, e a maioria dos países exige sua remoção. sua reciclagem e reutilização , proibindo emissões diretas; projetos de exportação frequentemente incluem equipamentos de recuperação de gás.

Aplicações e princípio de funcionamento do dispositivo de recuperação, purificação, carregamento e descarregamento de gás SF₆ (equipamento mostrado na figura).

I. Descrição Geral do Equipamento

Os dois tipos de equipamentos a seguir são ambos unidades de recuperação de hexafluoreto de enxofre (SF₆) :

1. Mini máquina de carrinho laranja: Máquina portátil de reciclagem de SF₆ a vácuo, usada principalmente para manutenção no local de painéis elétricos, transformadores e pequenos GIS;	2. Unidade amarela de grande porte: Unidade integrada de recuperação, purificação e armazenamento de SF₆ de alto fluxo, utilizada para testes em lote de subestações isoladas a gás (GIS) e instalações de comutação de alta tensão, tratamento de câmaras de gás de grande capacidade, integrando válvulas multivias, manômetros, tanques de armazenamento de líquidos e unidades de purificação profunda.
Leve, com rodízios, vazão moderada, adequado para câmaras de ar pequenas e dispersas.	Equipado com um tanque de armazenamento de líquidos de grande capacidade integrado, válvulas de controle multidirecional e uma grande unidade de refrigeração, possui forte capacidade de operação contínua e pode lidar com vários dispositivos simultaneamente.

II. Usos principais

O SF₆ é o meio isolante e de extinção de arco para equipamentos elétricos de alta tensão (GIS, disjuntores, transformadores de instrumentos, unidades de anel principal), mas é um gás de efeito estufa extremamente potente (GWP=23500, a emissão direta para a atmosfera é estritamente proibida). Este equipamento realiza a reciclagem em circuito fechado do SF₆ , com cinco funções principais:

1. Recuperação de SF₆ durante a manutenção de equipamentos

Antes de desligar e realizar a manutenção de uma chave GIS, todo o SF₆ presente na câmara de gás do equipamento deve ser extraído para evitar vazamentos que possam poluir o meio ambiente e desperdiçar matéria-prima após a abertura da tampa. A pressão residual do equipamento pode ser reduzida para menos de 50 kPa para maximizar a recuperação do gás restante.

2. Purificação profunda e aprimoramento de gases

O SF₆ reciclado conterá umidade, fluoretos provenientes da decomposição do arco elétrico, poeira e impurezas do ar. O equipamento possui peneiras moleculares integradas, alumina ativada e filtros de precisão para realizar a secagem, a remoção de ácidos e a remoção de poeira. Os indicadores de gás tratados atendem ao padrão DL/T 662 e podem ser reutilizados em equipamentos elétricos.

3. Armazenamento por compressão de líquidos

Após a purificação, o SF₆ é liquefeito por um compressor e uma unidade de refrigeração e armazenado em estado líquido em um tanque de armazenamento interno, o que reduz consideravelmente o volume de armazenamento e facilita o transporte e o armazenamento a longo prazo.

4. Aspiração de equipamentos elétricos

Após a manutenção, utilize primeiramente uma bomba de vácuo para remover o ar e a umidade do interior do GIS/chave para garantir que não haja umidade ou oxigênio dentro do equipamento, a fim de evitar a deterioração do isolamento e a geração de produtos tóxicos de decomposição após o fornecimento de energia.

5. Recarga precisa de gás SF₆

O SF₆ líquido purificado no tanque de armazenamento é aquecido e vaporizado, sendo então injetado com precisão nos equipamentos elétricos de alta tensão, de acordo com a pressão nominal indicada na placa de identificação do equipamento. O sistema suporta dois modos: enchimento por gravidade em baixa pressão e enchimento com pressurização por compressor.

6. Funções de suporte adicionais

• Transferência de gases SF₆ novos e antigos, enchimento de cilindros;
• Sistemas de autolimpeza de equipamentos e tubulações com detecção de vazamentos;
• Baterias SF₆ antigas e de qualidade inferior são recicladas e processadas centralmente para atender às normas ambientais e aos requisitos de redução de emissões.

III. Princípio de funcionamento completo (Processo principal de liquefação criogênica)

Todo o sistema consiste em cinco processos principais: recuperação e compressão, purificação e secagem, refrigeração e liquefação, vácuo e recarga e vaporização. Ele depende da operação coordenada do compressor, do sistema de refrigeração, da bomba de vácuo, do filtro de adsorção multiestágios, do tanque de armazenamento de líquidos, das válvulas e das tubulações.

Processo 1: Recuperação de gás SF₆ (extração de equipamentos elétricos)

1. O tubo conecta a câmara de ar de comutação/GIS à entrada de ar do dispositivo de recuperação e aciona a válvula de recuperação;
2. O compressor isento de óleo gera pressão negativa para extrair o gás SF₆ do equipamento;
3. O gás entra primeiro o pré-filtro Filtrar poeira metálica e resíduos da decomposição do arco sólido.

Processo 2: Purificação e secagem em múltiplos estágios

Após filtração grosseira, o SF₆ passa por dois conjuntos de unidades de purificação em sequência:

1. Filtro de alumina ativada : adsorve produtos de decomposição ácidos e tóxicos, como HF e SOF₂, gerados por arco elétrico;
2. Tanque de secagem de peneira molecular Adsorve profundamente a umidade do gás, reduzindo o ponto de orvalho para abaixo de -40°C, evitando que a umidade corroa os equipamentos e comprometa o isolamento; após a purificação, as impurezas do gás e o índice de umidade atendem aos padrões de reutilização.

Processo 3: Refrigeração, compressão, liquefação e armazenamento (princípio fundamental)

1. Após a purificação, o SF₆ entra no compressor e é pressurizado a alta pressão;
2. A unidade de refrigeração auxiliar resfria continuamente o SF₆ de alta pressão, que se liquefaz a partir de um estado gasoso sob condições de pressão média-alta e baixa temperatura.
3. O SF₆ líquido é armazenado automaticamente no tanque pressurizado integrado, aproveitando a diferença de pressão. Vantagens: a densidade de armazenamento do líquido é muito maior que a do gás, e o mesmo volume do tanque pode armazenar dezenas de vezes mais gás SF₆.

Etapa 4: Aspiração de equipamentos elétricos (essencial após a manutenção)

Após a conclusão da reciclagem e o término da inspeção e manutenção dos equipamentos:

1. Desligue o circuito de recuperação de SF₆ e alterne a tubulação da bomba de vácuo;
2. Uma bomba de vácuo rotativa de dois estágios extrai ar e vapor de água da cavidade GIS e das tubulações;
3. O manômetro de vácuo monitora o nível de vácuo. Assim que o nível é atingido, a válvula de vácuo é fechada para isolar a atmosfera e preparar o ambiente para o enchimento.

Etapa 5: Recarga de SF₆ (inflação por vaporização)

1. Ligue o dispositivo de aquecimento do tanque, e o SF₆ líquido absorverá calor e vaporizará, transformando-se em gás puro de alta pressão;
2. Dois modos de inflação estão disponíveis:

• Baixa diferença de pressão: o gás é fornecido por fluxo gravitacional a partir da pressão interna do tanque.
• Diferencial de pressão insuficiente: Ligue o compressor para aumentar a pressão até que a pressão na câmara de ar atinja a pressão operacional nominal do equipamento;
  3. O manômetro monitora a pressão de inflação em tempo real e para automaticamente quando o valor definido é atingido.

IV. Suplementos de Valor Ambiental e Econômico

1. Conformidade Ambiental O SF₆ tem um efeito estufa mais de 20,000 vezes superior ao do CO₂, e suas emissões diretas violam as normas ambientais. O equipamento alcança reciclagem com emissão zero.
2. Poupança de custos O elevado custo de aquisição do gás SF₆ novo, aliado à capacidade de reciclar repetidamente o gás purificado, reduz significativamente os custos de operação e manutenção.
3. Segurança do equipamento Remove a umidade e as impurezas ácidas, prevenindo a corrosão dos componentes internos de alumínio e o envelhecimento do isolamento de sistemas GIS, além de prolongar a vida útil das chaves de alta tensão.

Se você necessita de recuperação e purificação de gás SF6, como testes em lote em fábricas de painéis elétricos de alta tensão e oficinas de equipamentos GIS completos, reparos emergenciais em redes de distribuição e manutenção no local de painéis/transformadores externos, entre em contato com a equipe de vendas da DEMIKS POWER.

E-mail para contato : contact@demikspower.com