Краткое описание высоковольтного оборудования SF₆ и введение в Устройства для рекуперации, очистки, зарядки и разрядки газа SF₆
Оборудование для передачи и распределения электроэнергии высокого напряжения 10 кВ и выше, сверхвысокого и сверхвысокого напряжения, благодаря своим превосходным изоляционным и дугогасящим свойствам. Его основные компоненты делятся на три основные категории: распределительные устройства, первичное трансформаторное оборудование и вспомогательные устройства.
I. Высоковольтный выключатель–снаряжение (самое распространенное)
| СФ₆ Описание оборудования | Общие уровни напряжения | Типичные сценарии применения | Основные операционные риски |
| Автоматические выключатели SF₆ | Подстанции переменного тока 10–1100 кВ; сверхвысоковольтные подстанции переменного/постоянного тока | Подстанции открытого типа, линии электропередачи, главные трансформаторные подстанции. | Утечка газа, избыточная влажность, эрозия контактов, отказ реле плотности. |
| SF₆ переключатель нагрузки | 10кВ, 24кВ, 35кВ | Главный распределительный узел городской распределительной сети, подстанция коробчатого типафилиал распределения | Утечка воздуха, заклинивание механизма управления, невозможность прерывания тока короткого замыкания |
| Газоизолированное распределительное устройство (ГИРУ) | 35 кВ～1100 кВ переменного тока - КРУЭ / постоянного тока - КРУЭ | Внутренние подстанции, подземные подстанции и преобразовательные подстанции в городских районах | Многочисленные протечки в камерах, внутренние разряды, чрезмерное количество продуктов разложения газа и дефекты в изоляторах бассейнового типа. |
| Гибридное газоизолированное распределительное устройство (ГИЗУ) | 110кВ～500кВ | Компактная наружная подстанция с открытой шинной схемой. | Утечка газа из газовой камеры автоматического выключателя, пробоя внешней изоляции открытой шины. |
| Кольцевая магистральная станция RMU (тип SF₆) | 10 кВ/12 кВ, 24 кВ | Распределение электроэнергии в населенных пунктах, кабельная кольцевая сеть, распределительные устройства. | Незначительные утечки в герметичной воздушной камере, износ взрывозащитного кожуха. |
| SF₆ разъединитель/
заземлитель |
Оборудован ГИС/ГИС, небольшим количеством независимых резервуарных систем. | Отсеки КРУЭ, внутри автоматических выключателей бакового типа | Неправильная эксплуатация, поверхностный разряд изоляционных компонентов. |
II. Высоковольтные измерительные трансформаторы и другое первичное оборудование
| китайское имя | английское имя | Общие уровни напряжения | Типичные сценарии применения | Основные операционные риски |
| Газоизолированные трубопроводы для передачи электроэнергии (ГИЗ) | Газоизолированная линия электропередачи (GIL / GIB) | 110кВ～1100кВ | Туннели, подземные подстанции с шинными соединениями большой мощности и коридоры гидроэлектростанций | Многочисленные утечки и осадки в длинных трубопроводах приводят к повреждению уплотнений. |
| Газоизолированный трансформатор тока SF₆ | Газоизолированный трансформатор тока (ТТ) SF₆ | 110кВ～750кВ | Открытая подстанция, отсек HGIS | Риски утечки воздуха, старения изоляции и вторичного обрыва цепи. |
| SF₆ газоизолированный трансформатор напряжения | Газоизолированный трансформатор напряжения (ТН/ПТ) SF₆ | 110кВ～500кВ | ГИС, открытый резервуар ПТ | Внутренний резонанс, влажность газа, вторичное короткое замыкание |
| Резервуарный ограничитель перенапряжения SF₆ | Газоизолированный металлооксидный разрядник | 220кВ～1100кВ | Выходные линии КРУЭ, клапанный зал преобразовательной станции | Утечка через уплотнение, старение клапанной пластины, частичный разряд |
III. Специальное высоковольтное оборудование
| китайское имя | английское имя | Общие уровни напряжения | Типичные сценарии применения | Основные операционные риски |
| Газоизолированный трансформатор SF₆ (GIT) | Газоизолированный трансформатор SF₆ (GIT) | 35кВ～220кВ | Подземные подстанции, высотные здания и зоны с ограниченным доступом к нефти (машинные залы, железнодорожный транспорт). | Утечка газа, ограниченное рассеивание тепла и высокая цена. |
| Газоизолированное распределительное устройство постоянного тока | Распределительное устройство постоянного тока с газовой изоляцией (DC-GIS) | ±200 кВ～±1100 кВ | Сверхвысоковольтная преобразовательная станция, платформа для преобразования энергии морских ветроэлектростанций | Накопление заряда и частичный разряд на поверхности изоляторов под действием постоянного электрического поля. |
IV. Вспомогательные устройства системы SF₆ (не являются частью основного оборудования, но зависят от системы SF₆)
| Название продукта SF6 | Изображение продукта SF6 | Краткое описание применения |
| Устройство для извлечения и очистки газа SF₆ |  |
Техническое обслуживание оборудования, рекуперация, фильтрация и регенерация газа SF₆. |
| Анализатор влажности SF₆ |  |
Определение содержания влаги в газе |
| детектор продуктов разложения SF₆ |  |
Определите, нет ли внутри оборудования разрядной неисправности. |
| детектор утечки газа SF₆ |  |
Испытание на герметичность |
| Устройства для накачивания SF6 |  |
Заправка и пополнение запасов газа |
| Система онлайн-мониторинга плотности SF₆ |  |
Мониторинг давления, температуры и плотности в камере в режиме реального времени. |
Ключевые технологические различия SF6
- которая различает изоляцию и гашение электрической дуги. опирается на оба SF₆ изоляция и гашение дуги Разъединители, шины и измерительные трансформаторы используют в качестве изоляционной среды только SF₆ и не требуют гашения дуги.
- Справочник простого выбора
- Ограниченная площадь земельного участка, внутри помещения ГИС в городских районах
- Ремонт фасада, средний бюджет → HGIS + трансформатор открытого тока
- Кабельная линия распределительной сети 10 кВ → SF₆ кольцевой магистральный блок RMU
- Подземный высокопроизводительный канал передачи электроэнергии → GIL
- Трансформаторы с масляной изоляцией нельзя использовать в зонах, защищенных от огня и взрыва → Газоизолированные трансформаторы GIT
- Экологические соображения : SF₆ — мощный парниковый газ, и большинство стран требуют его выброса. его переработка и повторное использование Запрещается прямой выброс вредных веществ; экспортные проекты часто включают оборудование для утилизации газа.
Области применения и принцип работы устройства для извлечения, очистки, зарядки и разрядки газа SF₆ (оборудование показано на рисунке).
I. Общее описание оборудования
Следующие два типа оборудования представляют собой установки для извлечения гексафторида серы SF₆ :
| 1. Мини-машина на оранжевой тележке: портативная вакуумная машина для переработки SF₆, в основном используемая для обслуживания распределительных устройств, трансформаторов и небольших КРУЭ на месте;
|
2. Большой желтый шкаф: интегрированный блок для высокопроизводительного извлечения, очистки и хранения SF₆, используемый для пакетных испытаний КРУЭ и высоковольтных распределительных устройств, обработки газов в газовых камерах большой емкости, включающий многоходовые клапаны, манометры, резервуары для хранения жидкости и установки глубокой очистки. |
 |
 |
| Легкий, на колесиках, умеренный расход воздуха, подходит для небольших, разбросанных воздушных камер. | Оснащенная встроенным резервуаром для хранения жидкости большой емкости, многоходовыми регулирующими клапанами и мощным холодильным агрегатом, она обладает высокой производительностью в режиме непрерывной работы и может одновременно обслуживать несколько устройств. |
II. Основные области применения
SF₆ является изоляционным и дугогасящим агентом для высоковольтного электрооборудования (КРУЭ, автоматических выключателей, измерительных трансформаторов, распределительных устройств кольцевых сетей), но при этом является чрезвычайно сильным парниковым газом (ПГП = 23500, прямой выброс в атмосферу строго запрещен). Данное оборудование обеспечивает замкнутый цикл рециркуляции SF₆ , выполняющий пять основных функций:
1. Извлечение SF₆ во время технического обслуживания оборудования.
Перед выключением и обслуживанием КРУЭ необходимо удалить весь SF₆ из газовой камеры оборудования, чтобы предотвратить утечку газа, которая может загрязнить окружающую среду и привести к потере сырья после открытия крышки. Остаточное давление оборудования можно снизить до уровня ниже 50 кПа, чтобы максимально увеличить извлечение оставшегося газа.
2. Глубокая очистка и модернизация газов.
Переработанный SF₆ будет содержать влагу, фториды от электродугового разряда, пыль и примеси из воздуха. Оборудование оснащено встроенными молекулярными ситами, активированным оксидом алюминия и прецизионными фильтрами для полного осушения, удаления кислоты и пыли. Обработанные газовые индикаторы соответствуют стандарту DL/T 662 и могут быть повторно использованы в электрооборудовании.
3. Хранение сжатой жидкости
После очистки SF₆ сжижается с помощью компрессора и холодильной установки и хранится в жидком состоянии во внутреннем резервуаре, что значительно уменьшает объем хранения и облегчает транспортировку и долгосрочное хранение.
4. Вакуумная очистка электрооборудования.
После проведения технического обслуживания сначала используйте вакуумный насос для удаления воздуха и влаги изнутри КРУ/коммутатора, чтобы убедиться в отсутствии влаги или кислорода внутри оборудования и предотвратить пробой изоляции и образование токсичных продуктов разложения после подачи питания.
5. Точная перезарядка газа SF₆
Очищенный жидкий SF₆ в резервуаре нагревается и испаряется, а затем точно заполняется в высоковольтное электрооборудование в соответствии с номинальным давлением, указанным на паспортной табличке оборудования. Поддерживаются два режима: низкотемпературное самотечное заполнение и заполнение с помощью компрессора.
6. Дополнительные вспомогательные функции
- Перекачка старых и новых газов SF₆, заправка баллонов;
- Самооткачивание оборудования и трубопроводов, а также обнаружение утечек;
- Старые и некачественные батареи SF₆ централизованно перерабатываются и утилизируются в соответствии с экологическими нормами и требованиями по сокращению выбросов.
III. Полный принцип работы (основной процесс криогенного сжижения)
Вся система состоит из пяти основных процессов: рекуперация и сжатие, очистка и сушка, охлаждение и сжижение, вакуумирование, а также перезарядка и испарение. Она основана на скоординированной работе компрессора, холодильной системы, вакуумного насоса, многоступенчатого адсорбционного фильтра, резервуара для хранения жидкости, клапанов и трубопроводов.
Процесс 1: Извлечение газа SF₆ (извлечение из электрооборудования)
- Трубопровод соединяет камеру ГИС/переключающего воздушного клапана с воздухозаборником устройства рекуперации и переключает клапан рекуперации;
- Безмасляный компрессор создает отрицательное давление для извлечения газа SF₆ из оборудования;
- Сначала поступает газ. предварительный фильтр для фильтрации металлической пыли и остатков твердого дугового разряда.
Процесс 2: Многоступенчатая очистка и сушка
После грубой фильтрации SF₆ последовательно проходит через два комплекта очистных установок:
- Фильтрующий контейнер из активированного оксида алюминия : адсорбирует кислые и токсичные продукты разложения, такие как HF и SOF₂, образующиеся при воздействии электрической дуги;
- Сушильный резервуар с молекулярными ситами : эффективно адсорбирует влагу из газа, снижает точку росы до уровня ниже -40℃, предотвращает коррозию оборудования и ухудшение теплоизоляции из-за влаги; после очистки содержание примесей и показатель влажности газа соответствуют стандарту для повторного использования.
Процесс 3: Охлаждение, сжатие, сжижение и хранение (основной принцип)
- После очистки SF₆ поступает в компрессор и подвергается высокому давлению;
- Вспомогательная холодильная установка непрерывно охлаждает SF₆ под высоким давлением, который сжижается из газообразного состояния в условиях среднего и высокого давления и низкой температуры.
- Жидкий SF₆ автоматически накапливается во встроенном резервуаре под давлением за счет разницы давлений; Преимущества: плотность хранения жидкости значительно выше, чем у газа, и в резервуаре того же объема можно хранить в десятки раз больше газообразного SF₆.
Шаг 4: Пропылесосение электрооборудования (обязательно после технического обслуживания)
После завершения переработки отходов, осмотра и технического обслуживания оборудования:
- Остановите контур рекуперации SF₆ и переключите трубопровод вакуумного насоса;
- Двухступенчатый роторно-лопастной вакуумный насос откачивает воздух и водяной пар из полости КРУЭ и трубопроводов;
- Вакуумметр контролирует уровень вакуума. Как только достигается заданный уровень, вакуумный клапан закрывается, изолируя атмосферу и подготавливая систему к надуванию.
Шаг 5: Заправка SF₆ (надувание испарителем)
- Включите нагревательное устройство в резервуаре, и жидкий SF₆ поглотит тепло и испарится, превратившись в чистый газ под высоким давлением;
- Доступны два режима надувания:
- Низкий перепад давления: газ подается самотеком под действием собственного давления в резервуаре.
- Недостаточный перепад давлений: Запустите компрессор для повышения давления до тех пор, пока давление в воздушной камере не достигнет номинального рабочего давления оборудования;
- Манометр контролирует давление накачки в режиме реального времени и автоматически отключается при достижении заданного значения.
IV. Дополнения к экологической и экономической ценности
- Экологическое соответствие SF₆ обладает парниковым эффектом, более чем в 20 000 раз превышающим эффект CO₂, а прямые выбросы нарушают экологические нормы. Оборудование обеспечивает нулевую переработку отходов.
- Экономия затрат Высокая стоимость закупки нового газа SF₆ в сочетании с возможностью многократной рециркуляции очищенного газа значительно снижает эксплуатационные и технические затраты.
- Безопасность оборудования Удаляет влагу и кислотные примеси, предотвращая коррозию внутренних алюминиевых компонентов и старение изоляции КРУЭ, а также продлевая срок службы высоковольтных выключателей.
Если вам необходимы услуги по рекуперации и очистке газа SF6, например, для пакетных испытаний на заводах по производству высоковольтного распределительного оборудования и в цехах по ремонту комплектного оборудования КРУЭ, аварийного ремонта распределительных сетей и технического обслуживания наружных распределительных устройств/трансформаторов на месте, пожалуйста, обратитесь к специалистам отдела продаж компании DEMIKS POWER.
Контактный адрес электронной почты : contact@demikspower.com
