SF6气体排放量有限制吗?
SF6气体排放量有限制吗? 六氟化硫气体
尽管SF6气体相比起来对温室效应的影响最小,但它被列为温室效应气体本身,却引起电力部门的极大关注。
SF6气体被列为温室效应气体这一事实,在SF6气体制造厂、SF6电器设备制造厂和用户中引起极大反响。为此SF6电器设备制造厂要在产品设计中减少
SF6气体的使用量,并减少泄漏量以至排气量,用户在SF6气体电器设备用到寿命终了时不得向大气中排放,由SF6气体制造厂家要对寿命终了的电器设备中 的SF6气体进行回收,经过处理,再提供使用。这三方面的配合,形成一个良性循环,就能有效地减少SF6气体向大气的排放量。
减少高压产品的SF6用气量和排气量尤为重要,因为高压产品用气量最多,约占用气量的90%,同时排气量也大,标准规定漏气量应不大于1%/年。
高压SF6开关设备包括作为元件的断路器和作为成套的GIS。 对断路器来说,从总体上可分为瓷柱式和罐式两大类。在这两大类中,从SF6用气量来说,瓷柱式优越于罐式。瓷柱式仅用SF6气体灭弧,而用瓷柱作为对地绝 缘,罐式既用SF6气体灭弧又用它作绝缘,因此,罐式的用气量远高于瓷柱式。举例来说,250kV瓷柱式断路器的用气量约为30kg,而252kV罐式断 路器的用气量约为180kg。因此,从用气量看,应多使用瓷柱式SF6断路器。但制约两种型式产品使用的因素并不只是用气量,还有别的因素要考虑,如地 震。从抗震角度讲,瓷柱式属高位布置,重心高而抗震性差,而罐式属低位布置,重心低而抗震性好。
不管是瓷柱式还是罐式断路器,减少用气量以至漏气量的最有效方法是提高断口电压,减少断口数。
我国在减少断路器断口数方面有了很大进步。对220kV而言,已从原来的双断口发展到现在的单断口。但距国外产品还有很大差距,如日本三家公司(日立、三菱和东芝)都已研制出550kV单断口SF6断路器,并已投运。
这里以日本东芝公司的550kVSF6断路器为例,若以双断口断路器为100%,则单断口断路器的重量减至约70%,零件数减至约70%,充气量减至约 60%。罐式断路器本身用气量大,若以550kV罐式断路器用气量500kg计,单断口相比双断口减至60%,一台断路器就减少用气量200kg,我国电 力正处于大发展时期,若以2000年新增装机2000万kW计,则需210台500kVSF6断路器。若500kV罐式断路器由双断口变为单断口,可少用 气量42000kg。因此,据日本资料介绍,日本550kV罐式断路器1976年SF6充气量为2000kg,1993年则减为720kg,SF6气体减 少了64%。1976年550kV罐式断路器为4断口,而1993年则为单断口。这说明减少断口数对减少SF6气量有明显效果。
在这里,日本三菱公司还对550kVSF6断路器的灭弧单元作了分析比较。在减少零件方面,若以4断口灭弧单元的零件数为100%(4只断口,4只合闸电 阻,4只电容器单元),则双断口灭弧单元将零件数减为31%(2只断口,2只合闸电阻,2只电容器单元),单断口来弧单元改进开断能力,取消电容器单元, 将零件数减为14%(1只灭弧室,1只合闸电阻),单机口来弧单元又进一步采用同步受控操作,将零件数减为11%(1只灭弧室)。在减少SF6气量方面, 单断口灭弧单元的用气量为4断口灭弧单元的40%。这又进一步说明减少断口数,就能有效地减少用气量,从而减少排气量,这对减少温室效应大大有利。
将550kV单断口断路器用于GIS,则会大大减少GIS零件数,使GIS小型化、轻量化且减少了用气量。日本提供这样的经验:1971年日本 550kVGIS的断路器为4断口,GIS零件数为106825个?100%,到1984年减为双断口,零件数减为5023个?47%,到1994年减为 单断口,零件数进而减为3355个?31%。这就是说,从4断口减为单断口,GIS零件数不到1/3。SF6气体用量也减为36%。
在较低电压等级(72.5~300kV),GIS从分相式发展到三相共筒式——复合式——新型复合式,从而使SF6气体用量也大为减少。这里举日本
66/77kVGIS为例,若以分相式用气量为100%(250kg),占地面积为100%,则三相共筒式将用气量减为90%(225kg),占地面积略 有增加,复合型将用气量为减为60%(150kg),占地面积减为64%,新型复合式又将用量进而减为40%(100kg),占地面积减为27%。
在C-GIS方面,为了减少SF6气体用量,将配用的SF6断路器最新用真空断路器取代。如日本富士公司最新开发的77/84kVC-GIS。相比第一代 C-GIS,占地面积减为18%,体积减为15%,重量减为40%,SF6气体用量减为35%。这就是说,SF6用量仅为1/3多点。在新一代C-GIS 中,SF6气体仅用作绝缘,SF6气体的压力为0.07MPa。
同时SF6GIS壳体浇铸质量同样影响SF6的漏气量。据德国调查,1980年以前的GIS,部分壳体的浇铸技术达不到今天的质量标准,这是造成补气量大的主要原因。新一代的补气率仅为0.5%/年,明显低于制造厂保证的最大漏气率1%/年。
正是由于电力工业对减少SF6气体排放量的不懈努力,SF6气体的排放量据Mxa-Planck研究所的测定,1995~1998年间下降了3.20%,SF6气体对温室效应的影响也从IEC1634(1995)技术报告中的1%下降到0.07%。
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