SF6 dujų pritaikymas: kur naudojamas sieros heksafluoridas ir kodėl

Sieros heksafluoridas (SF6) yra bespalvės, bekvapės, chemiškai inertinės dujos, pasižyminčios išskirtiniu dielektriniu stiprumu ir lanko{1}}gesinimu. Nuo septintojo dešimtmečio ji tapo dominuojančia aukštos-tampos elektros įrangos izoliacijos ir pertraukimo terpe.

Maždaug 80 % visų pagamintų SF6 patenka į elektros energijos pramonę. Mažesni, bet svarbūs naudojimo būdai apima medicininį ultragarsinį kontrastą, puslaidininkių ėsdinimą, žymiųjų-dujų nuotėkio aptikimą ir istoriškai magnio dangos dujas,{4}}dabar iš esmės panaikintos dėl aplinkosaugos reguliavimo.

Kodėl pasirinktas SF6: pagrindinės savybės

Dėl šių savybių SF6 idealiai tinka įrangai, kurioje vietos, patikimumo ir trikdžių veikimas yra svarbūs pastotėms, perdavimo tinklams ir pramoninėms elektros energijos sistemoms, veikiančioms nuo vidutinės įtampos iki 800 kV ir aukštesnės įtampos.

Pagrindinis pritaikymas: elektros energija (~80 % SF6 naudojimo)

Remiantis CIGRE ir pramonės praktika, SF6 naudojamas visoje perdavimo ir paskirstymo grandinėje:

1. Dujomis izoliuoti skirstomieji įrenginiai (GIS)

GIS apima grandinės pertraukiklius, šynų strypus, skyriklius, įžeminimo jungiklius, viršįtampių ribotuvus ir prietaisų transformatorius sandariame metaliniame korpuse, pripildytame kontroliuojamo slėgio SF6.

Programos:

Miesto pastotės su ribota erdve

Požeminės ir vidaus pastotės

Jūros platformos, stogai, slėniai, kalnų regionai

Labai užteršta aplinka - dulkės, druska, cheminės medžiagos, drėgmė (apsaugo nuo pliūpsnio)

Pramoniniai kompleksai, hidro stotys, miesto pastatų priestatai

GIS paprastai yra 25–30 % mažesnė nei lygiavertė oro{2}}izoliuota skirstomoji įranga (AIS).

Standartai: IEC 62271-1, IEC 62271-100, IEC 62271-200

2. SF6 grandinės pertraukikliai (GCB)

SF6 grandinės pertraukikliai pakeičia oro-sprogimo ir alyvos pertraukiklius, skirtus vidutinės- ir aukštos-įtampos gedimams.

Įtampos diapazonas: paskirstymas esant Mažesnei arba lygiai 35 kV per perdavimą esant 800 kV, 1100 kV, 1200 kV

Funkcijos:

Pertraukite gedimo srovę trumpųjų jungimų, viršįtampių ir izoliacijos gedimų metu

Apsaugokite transformatorius, kabelius ir perdavimo linijas

Atjunkite sugedusią įrangą nuo tinklo

Privalumai prieš oro/alyvos pertraukiklius:

Tylesnis veikimas

Įprasto perjungimo metu nėra karštų dujų išleidimo

Mažesnė priežiūra; daugiau mechaninių operacijų tarp apžiūrų

Didesnis pertraukimo pajėgumas per pertrauką

3. Dujų izoliacijos linijos (GIL)

SF6-izoliuotos požeminės arba virš{2}}žeminės perdavimo linijos, skirtos didelei galiai ribotuose koridoriuose – alternatyva oro linijoms miesto ar aplinkai jautriose vietose.

4. Dujų{1}}izoliuoti instrumentų transformatoriai

Dujų įtampos transformatoriai (GVT)

Dujų srovės transformatoriai (GCT)

Integruotas į GIS skyrius matavimui ir apsaugai

5. Dujomis izoliuoti transformatoriai (GIT) ir reaktoriai (GIR)

Kompaktiški SF6-izoliuoti transformatoriai ir reaktoriai, skirti kosmoso-įrenginiams, kuriuose panardinami į alyvą-arba orą izoliuoti dizainai yra nepraktiški.

6. Vidutinės -tampos skirstomieji įrenginiai

SF6 tebėra įprastas MV skirstomuosiuose įrenginiuose (paprastai iki 52 kV), skirtuose pramonės įmonėse, kasybos, naftos ir dujų objektuose, geležinkeliuose ir sunkiosios pramonės variklių valdymui,-nors vakuuminiai pertraukikliai vis dažniau pakeičia SF6 esant žemesniam MV lygiui.

SF6 programos pagal pramonės sektorių

Ne{0}}elektrinės SF6 programos

Medicinos

Puslaidininkių gamyba

Plazminės ėsdinimo dujos - SF6 suteikia fluoro radikalų tiksliam silicio ėsdinimui gaminant lustą

Suyra plazmoje, kad išsiskirtų atominis fluoras; sudaro lakų SiF4, pašalintą vakuuminiais siurbliais

Naudojamas giliai reaktyviajame{0}}jonų ėsdinimo (DRIE) ir susijusiuose procesuose

Atsekamųjų dujų / nuotėkio aptikimas

Vėdinimo efektyvumo bandymas - ASHRAE Standard 110 (dūmų gaubto izoliacija) nurodo SF6 kaip provokuojančias dujas

Pastato oro keitimo kurso matavimas

Atmosferos sklaidos ir vėjo tunelio tyrimai

SF6 nuotėkio aptikimas GIS ir grandinės pertraukikliuose - ppm- jautrumo instrumentai nustato sandariklio gedimus

Magnio liejimas (istorinis / mažėjantis)

Anksčiau naudotos kaip dangos dujos virš išlydyto magnio, kad būtų išvengta oksidacijos ir užsidegimo

Iš esmės palaipsniui atsisakyta, nes SF6 GWP yra 23 500 (CO2 ekvivalentas per 100 metų)

Pakeistas SO2, HFC-134a mišiniais ir fluoroketono produktais (pvz., Novec 612, BestSolv Zulu MAG)

Kitas nedidelis naudojimas

Optinio stiklo pluošto gamyba

Aliuminio liejyklos (ribotai)

Tyrimai ir vėjo tunelio pėdsakų tyrimai

SF6 įrangos gyvavimo cikle

Gamyba → Užpildykite sandarų skyrių → Eksploatuoti (uždaras ciklas)

↓

Stebėkite slėgį ir grynumą → Nuotėkio aptikimas → Atkurti / perdirbti atliekant techninę priežiūrą

↓

Eksploatacijos nutraukimas → Atkūrimas → Perdirbimas arba sunaikinimas

SF6 skirtas veikti uždaru ciklu. Nuotėkis tvarkant, atliekant techninę priežiūrą ir pasibaigus-eksploatavimo laikotarpiui yra pagrindinė aplinkosaugos problema, -neįprasta eksploatuojant sandarioje įrangoje.

Aplinkos kontekstas ir alternatyvos

SF6 pasaulinio atšilimo potencialas (GWP) yra ~ 23 500 per 100 metų ir atmosferos tarnavimo laikas ~ 3 200 metų. ES F{7}}dujų reglamentas ir panaši politika skatina:

Elektrinė SF6 įranga tebėra dominuojanti esamoje HV/EHV infrastruktūroje,{1}}tačiau naujuose pirkimuose vis dažniau nurodomos alternatyvos SF6-nemokamos arba sumažintos SF6.

SF6 dujų stebėjimas ir bandymas (priežiūros programos)

Tinkamam SF6 valdymui reikia:

„Huazheng“ gamina SF6 dujų grynumo testerius, SF6 nuotėkio detektorius ir visapusiškus SF6 analizatorius (pvz., HZSF seriją) pastočių priežiūros komandoms, valdančioms GIS ir grandinės pertraukiklių parką.