Il potenziale di espansione degli interruttori automatici in vuoto nei sistemi di alimentazione ad alta-tensione risiede principalmente in tre aspetti: innovazioni tecnologiche, alternative rispettose dell'ambiente e tendenze applicative globali. Quella che segue è un'analisi completa:
1. Le alternative ambientali guidano lo sviluppo di interruttori automatici in vuoto ad alta-tensione
Le problematiche ambientali del gas SF6: tradizionaleinterruttori automatici ad alta-tensionefanno affidamento sul gas SF6 come mezzo isolante e di estinzione dell'arco-, ma il suo effetto serra è 23.900 volte quello della CO2 e la sua durata nell'atmosfera arriva a 3.200 anni. È stato elencato come gas soggetto a restrizioni ai sensi del protocollo di Kyoto. Gli interruttori automatici in vuoto, poiché non producono gas a effetto serra, sono diventati un'alternativa ideale all'SF6 e stanno ricevendo ancora più attenzione nell'ambito del target "dual carbon" (anidride carbonica, sequestro di carbonio ed emissioni di carbonio).
Politica e domanda di mercato: a livello globale (come nell’UE e in Cina), l’uso dell’SF6 viene gradualmente limitato, guidando lo sviluppo diinterruttori automatici in vuotoverso livelli di tensione più elevati. Ad esempio, l'interruttore automatico in vuoto a interruzione singola-da 252 kV sviluppato da China Southern Power Grid può ridurre le emissioni equivalenti di CO2 di 3 tonnellate all'anno, ha superato i test di tipo ed è previsto per l'industrializzazione.
2. Innovazioni tecnologiche e progressi nelle applicazioni ad alta-tensione
Aumento della tensione di interruzione singola-: tradizionaleinterruttori automatici in vuotosono limitati all'intervallo di media-tensione (12-40,5 kV), ma negli ultimi anni, attraverso tecnologie come i contatti longitudinali del campo magnetico e la progettazione ottimizzata dell'isolamento, la tensione a interruzione singola è stata aumentata a 252 kV (ad esempio, la prima tensione a 252 kV al mondointerruttore automatico in vuotosviluppato congiuntamente da China Pinggao Group e Guangzhou Power Supply Bureau) ed è in corso l'esplorazione verso il livello di tensione ultra-di 550 kV.
Tecnologia in serie multi-interruzione: per tensioni ultra-altissime (ad es. 363 kV e superiori), l'utilizzo di serie multi-interruzione (ad es. sei camere di estinzione ad arco da 126 kV-in serie per raggiungere 750 kV) è un approccio fattibile, ma è necessario affrontare sfide tecniche come il funzionamento sincrono e i condensatori di equalizzazione.
Dissipazione del calore e aumento della corrente nominale: le ampolle sotto vuoto si basano sulla conduzione del calore per la dissipazione del calore. In alta tensione, è necessario ottimizzare la struttura dei contatti (come contatti magnetici longitudinali a 2/3 giri) o aggiungere dissipatori di calore per aumentare la corrente nominale (come 2.500 A per interruttori automatici da 126 kV).
3.Stato attuale e direzioni future delle applicazioni globali
Casi di applicazione internazionali:
Giappone: 3,350 72-252 kVinterruttori automatici in vuotosono stati dispiegati, con la tensione più alta che ha raggiunto i 204 kV (0,03% del totale).
Europa: Siemens ha lanciato un interruttore automatico sotto vuoto isolato in azoto da 72,5 kV- per sostituire le apparecchiature SF6.
Cina: dal 2005 sono in esercizio gli interruttori in vuoto da 126 kV; I prodotti da 252 kV sono stati prodotti a livello nazionale e si prevede di estenderli a 550 kV.
Tendenze future:
Quadri GIS ecologici: combinazione di ampolle sotto vuoto con gas sostitutivi SF6 (come l'azoto) per separare le funzioni di isolamento e di interruzione.
Intelligentizzazione e integrazione: ad esempio, l'interruttore automatico intelligente EvoPacT HVX di Schneider Electric, che combina moduli digitali e algoritmi AI, migliora l'efficienza di funzionamento e manutenzione.
4.Sfide e colli di bottiglia
Isolamento e potere di interruzione: il livello di isolamento del vuoto tende a saturarsi all'aumentare della distanza di apertura, richiedendo una progettazione ottimizzata attraverso più coperture schermanti o alloggiamenti in ceramica.
Costo e affidabilità: alta-tensioneInterruttore automatico in vuoto VTZ-12hanno costi di produzione elevati e la tecnologia di controllo sincrono per interruzioni multiple in serie deve ancora essere verificata.
Insomma
Gli interruttori automatici in vuoto hanno ampie prospettive di applicazione nei sistemi ad alta-tensione, guidati principalmente dalle politiche ambientali e dall'innovazione tecnologica. Lo sviluppo futuro richiede ulteriori progressi in tecnologie come l'isolamento ad altissima-alta tensione, l'elevata-capacità di interruzione di corrente e il coordinamento di-interruzioni multiple, promuovendo contemporaneamente l'industrializzazione per ridurre i costi, ottenendo infine la sostituzione a livello di-tensione-completa delle apparecchiature SF6.
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