一种干式变电设备运行期间碳排放的评估方法技术

本发明专利技术公开了一种干式变电设备运行期间碳排放的评估方法，涉及碳排放领域。本发明专利技术包括以下步骤：制作环氧树脂样片并将环氧树脂样片放入密封石英管中；抽取石英管内的气体直至气压达到第一阈值后，通入氮氧混合气体直至气压达到第二阈值；对石英管加热，停止加热后静置，静置完成后收集石英管的气体并对环氧树脂样片称重；对收集的气体进行成分和含量检测并计算气体质量；基于环氧树脂样片的质量、气体成分和含量建立寿命预测模型，计算碳排放水平。本发明专利技术根据老化实验数据明确环氧树脂在老化过程中的温室气体产量，并通过碳排放因子分析间接碳排放水平，有助于评估干式设备运行期间碳排放水平。间碳排放水平。间碳排放水平。

【技术实现步骤摘要】
一种干式变电设备运行期间碳排放的评估方法


[0001]本专利技术涉及碳排放领域，更具体的说是涉及一种干式变电设备运行期间碳排放的评估方法。

技术介绍

[0002]变电设备运行期间碳排放行为的确认和分析是电力系统在达到“双碳”目标过程中的重要一环，干式设备中大量的浇筑环氧树脂在设备运行期间受热老化，然而，目前的研究缺少对这一过程碳排放可能性和排放水平的专门研究，不利于评估设备运行的环境影响。为了能够获知干式设备中环氧树脂在设备运行期间的直接碳排放量和间接碳排放水平，采用合适的实验方法开展实验具有一定的研究价值。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术提供了一种干式变电设备运行期间碳排放的评估方法。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0005]一种干式变电设备运行期间碳排放的评估方法，包括以下步骤：
[0006]制作环氧树脂样片并将环氧树脂样片放入密封石英管中；
[0007]抽取石英管内的气体直至气压达到第一阈值后，通入氮氧混合气体直至气压达到第二阈值；
[0008]对石英管加热，停止加热后静置，静置完成后收集石英管的气体并对环氧树脂样片称重；
[0009]对收集的气体进行成分和含量检测并计算气体质量；
[0010]基于环氧树脂样片的质量、气体成分和含量建立寿命预测模型，计算碳排放水平。
[0011]可选的，利用气相色谱仪对收集的气体进行成分和含量检测。
[0012]可选的，所述碳排放水平基于二氧化碳当量计算，其中二氧化碳当量的计算公式如下：
[0013][0014]其中，为二氧化碳当量(g)，为二氧化碳气体的质量(g)，为甲烷气体的质量(g)，25为甲烷的全球变暖潜能值。
[0015]可选的，所述碳排放水平的计算公式如下：
[0016][0017]其中，m
t
为在x℃下，时长t间1单位环氧树脂的碳排放量；t
x
‑
life
为在x℃下环氧树脂的寿命。
[0018]可选的，所述环氧树脂样片为直径约28mm，厚度约2mm的均匀圆片，呈现近无色透明的状态。
[0019]可选的，所述第一阈值为
‑
101Kpa，所述第二阈值为140Kpa。
[0020]经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术公开提供了一种干式变电设备运行期间碳排放的评估方法，具有以下有益效果：
[0021]1、目前对于变电设备碳排放往往只关注SF6泄漏导致的运行过程碳排放，忽视了干式设备运行过程中的碳排放可能性，本专利技术根据老化实验数据明确环氧树脂在老化过程中的温室气体产量，并通过碳排放因子分析间接碳排放水平，有助于评估干式设备运行期间碳排放水平。
[0022]2、本专利技术考虑热、氧气共同作用下的环氧树脂老化，与实际情况更贴切，有助于进一步提高评估结果的准确性。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0024]图1为本专利技术的流程示意图；
[0025]图2为本专利技术加热主题部分示意图；
[0026]其中，1为硅碳加热棒，2为石英玻璃管，3为带橡胶圈的密封法兰盘，4为法兰盘密封螺丝，5为气压检测计，6为密封阀门，7为(需要专利技术人解释)。
具体实施方式
[0027]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0028]本专利技术实施例公开了一种干式变电设备运行期间碳排放的评估方法，如图1所示，包括以下步骤：
[0029]1、设计环氧树脂热氧老化实验
[0030]考虑H级绝热等级设备绝缘系统的最高温度为180℃，因此选取140℃、155℃、170℃三个老化温度点，每个温度点包括96h、168h两个老化时长，共计六组实验。每组实验中使用两片环氧树脂样片。
[0031]实验所用设备包括热氧老化设备和检测设备。
[0032]热氧老化设备主要由管式炉、石英管、具有橡胶密封圈的两侧金属法兰构成，用于放置环氧树脂样片、进行加热和密封。该装置配备有数字式气压检测计用于设置气氛，连通有氧气、氮气瓶用于提供气氛，如图2所示，其中加热装置主体部分：1为硅碳加热棒，2为石英玻璃管，3为带橡胶圈的密封法兰盘，4为法兰盘密封螺丝，5为气压检测计，6为密封阀门。
[0033]检测设备包括福立仪器9790Plus气相色谱仪、分析天平，其中福立仪器9790Plus气相色谱仪用于检测气体产物的含量；分析天平测量环氧树脂热氧老化前后质量损耗。
[0034]2、开展实验，记录实验参数
[0035]制作环氧树脂样片，为直径约28mm，厚度约2mm的均匀圆片，呈现近无色透明的状
态，使用分析天平称重，记录实验前样片质量。
[0036]将环氧树脂样片放入管式炉内的石英管中，通过螺栓安装并固定法兰盘，旋紧密封阀。使用抽气泵持续抽取石英管内气体，直到气压检测计示数稳定在
‑
101Kpa不再变化。之后通入氮氧混合气体，直至气压达到140Kpa。
[0037]每组实验在加热完成后，停止加热并静置10分钟，确保管内气体均匀分布。之后打开密封阀，使用铝箔集气袋收集0.1L石英管内气体。最后，打开法兰，取出样片并称重。
[0038]3、使用气相色谱仪分析目标气体含量
[0039]使用福立仪器9790Plus气相色谱仪对铝箔集气袋中收集气体进行成分和含量检测，并基于石英管体积计算出气体质量。
[0040]查表可知标准状态下(T＝25℃,P＝1atm)，CO2密度CH4密度由于不同条件下的气体密度不同，为计算气体质量，需要使用理想气体方程
[0041][0042]如表1所示，将实验组中的容器体积转换为标准状态下的体积V2，其中容器体积为石英管体积V1＝754(cm3)，取取样时刻的石英管内气压作为气压值，则170℃下气压p2‑
170
＝160Kpa；155℃和140℃下分别为p2‑
155
＝150Kpa、p2‑
140
＝165Kpa(存在差异的原因是充入的气体压强略有差距)。之后计算温室气体产物的质量：
[0043][0044]其中，对于气体X，m
x
为该气体的质量(g)；为该气体的含量(％)，如表3所示；ρ
x
为该种气体的密度(g/cm3)，V为上述理想气体方程中标准状态气体体积(本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种干式变电设备运行期间碳排放的评估方法，其特征在于，包括以下步骤：制作环氧树脂样片并将环氧树脂样片放入密封石英管中；抽取石英管内的气体直至气压达到第一阈值后，通入氮氧混合气体直至气压达到第二阈值；对石英管加热，停止加热后静置，静置完成后收集石英管的气体并对环氧树脂样片称重；对收集的气体进行成分和含量检测并计算气体质量；基于环氧树脂样片的质量、气体成分和含量建立寿命预测模型，计算碳排放水平。2.根据权利要求1所述的一种干式变电设备运行期间碳排放的评估方法，其特征在于，利用气相色谱仪对收集的气体进行成分和含量检测。3.根据权利要求1所述的一种干式变电设备运行期间碳排放的评估方法，其特征在于，所述碳排放水平基于二氧化碳当量计算，其中二氧化碳当量的计算公式如下：其中，为二氧化碳当量...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺家慧，吴彤，张丹丹，邹婧怡，童歆，卢仰泽，张致，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：