12 kV SF6-gaasi vabade ringhaldurühma uurimise ja arendamise staatust

Gaasi isolatsioon põhineb peamiselt SF₆-gaasil. SF₆l on erakordselt stabiilsed keemilised omadused ja see näitab suurepärast dielektrilist tugevust ning kaarekustutusvõimet, mistõttu seda kasutatakse laialdaselt elektriseadmetes. SF₆-gaasiga isoleeritud lülitiapparaat on kompaktne ja väikese mahuga, seda ei mõjuta välised keskkonnategurid ning selle kohanduvusvõime on erandorduline.

Siiski on SF₆ rahvusvaheliselt tunnistatud kuue suurima kasvuhoonegaasi hulgas. SF₆-gaasiga isoleeritud lülitiapparaadist lekkimine on vältimatu praktiline probleem. Keskkonnakaitse seisukohalt tuleks heksafluorosulfuuri kasutamist vähendada või minimeerida. Rahvusvaheline üldsus on jõudnud kokkuleppele, et SF₆-gaasi kasutamine tuleks järk-järgult ära lõpetada.

1. 12 kV SF6 gaasivaba rõngasjuhtimisseadme tehnilised omadused

1.1 Roheline ja keskkonnasõbralik

Puhast õhku (või lämmastikku) kasutatakse peamise isolatsioonimeediumina, mis eemaldab SF₆ ja vältib mürgiste või kasvuhoonegaaside heitmist. Kogu toote elutsükli jooksul arvestatakse keskkonnamõjuga ning jätkuvalt uuritakse uusi materjale ja valmistusprotsesse materjalide taaskasutatavuse parandamiseks. Kompaktne ja ruumi säästev konstruktsioon vähendab tõhusalt tooraine tarbimist, tootmisenergia kasutamist ja maakasutust.

1.2 Ohutu ja usaldusväärne

Täisköögitehnoloogia tagab stabiilse ja usaldusväärse katkestusvõime ning pika tööiga. Nimetuslik täitmisrõhk on madal (0,12 MPa absoluutne), mistõttu on lihtne saavutada madal leke tase (≤0,1%). Kõrge dielektriline tugevus võimaldab tavapärast tööd isegi nullrõhul. Kolmepunktiline lüliti toetab elektrilist või kaugjuhtimist ning omab täielikku „viie ennetuse“ lukustussüsteemi koormuslülitiga/vooluringiga, mis suurendab hoolduse ajal operatiivset ohutust.

1.3 Keskkonnakohastuvus

Kõik kõrgpinge esmased komponendid on suletud 3 mm roostevabast terasest keevitatud gaasikambris, mis on täielikult isoleeritud välistest keskkonnateguritest. Vajadusel võib lisada kaitsekonstruktsiooni lülitusmehhanismile ja madalpinge kambrile, et täita eritingimuste nõudeid korrosioonikindluse, niiskuskaitse ja madala temperatuuri töökohta.

1.4 Nutikas juhtimine

Toode võib olla soovi korral varustatud nutikate juhtimissüsteemide, isevarustatud integreeritud kaitse- ja panoraažsete nutika elektrijaotuse platvormidega vastavalt kasutaja vajadustele. See integreerib andmete kogumise, juhtimise, jälgimise, diagnostika, kaitse ja side ühte süsteemi, võimaldades kaugjuhtimist/haldust ning toetab andmete suurkasutust elektrijaotuses.

2. 12 kV rõngasjuhtimisseadmete praegune olukord ja arengusuunad

2.1 12 kV rõngasjuhtimisseadmete praegune olukord

Viimase sajandi jooksul on Maa kliima muutunud oluliselt, mida iseloomustab peamiselt globaalne soojenemine. Seda soojenemist põhjustavad looduslikud kliimamuutused koos inimtegevuse tekitatud tugevnenud kasvuhooneefektiga. Kasvuhoonegaaside heitmise vähendamine ja kliimamuutuste leevendamine on ÜRO raamkonventsiooni kliimamuutuste kohta (UNFCCC) ja Kioto protokolli peamised eesmärgid.

1997. aasta Jaapanis toimunud Kioto protokolli konverentsil loeti SF₆ üheks tugevaimaks kasvuhoonegaasiks ja see lisati ainete hulka, mille kasutamist ja heitmist piiratakse. Kuigi CO₂ annab kasvuhooneefekti moodustumisse üle 60% – suurima osa – siis SF₆ annab ainult umbes 0,1%. Kuigi selle praegune osa on väike, kujutab SF₆ endast suuri potentsiaalseid ohte: ühe SF₆ molekuli globaalsoojenemispotentsiaal on 23 900 korda suurem kui ühe CO₂ molekuli oma ja selle atmosfääri elukestvus on ligikaudu 3200 aastat. Umbes 50% maailmas toodetud SF₆st kasutatakse energiasektoris, millest 80% lülitusseadmetes. Kui arenev riik peab Hiina suurenevale survele vähendada kasvuhoonegaaside heitmist.

2.2 12 kV rõngasjuhtimisseadmete arengusuunad

Tehnilisest vaatenurgast oli rõngasjuhtimisseadmete tööstus aastaks 2014 läbinud mitu etappi: õhuisolatsioon, pool-SF₆ isolatsioon, täielik SF₆ isolatsioon ja tahkis isolatsioon. See areng peegeldab pidevat uuendust ja tehnoloogilist edasijõudmist turvalisuse, usaldusväärsuse, miniatuurse suuruse ja keskkonnasõbralikkuse suunas.

Hetkel peetakse nii sisemaal kui ka rahvusvaheliselt tahkis isolatsiooniga lülitiapparaati varem ideaalseks alternatiiviks SF₆-põhistele toodetele. Siiski on huvi tahkis isolatsiooni vastu jahenenud peaaegu sama kiiresti kui see tekkinud, kuna tekivad probleemid epoksüharja (mida kasutatakse laialdaselt tahkis isolatsiooniga seadmetes) taaskasutamise keerukuse, alternatiivsete termoplastsete insenermaterjalide puuduliku aktsepteerituse, isolatsioonipuude korral pöördumatu läbipõlemise ja suurte võimsuste korral lahendamata küsimustega temperatuuri tõusmise kohta.

Selle vastandina domineerivad täielikult SF₆-gaasiga isoleeritud rõngasjuhtimisseadmed endiselt turul oma kompaktsuse, suurepärase keskkonnakohastuvuse, kõrge usaldusväärsuse ja madala hooldusvajaduse tõttu.

Viimase 2–3 aasta jooksul on keskkonnasõbralikud gaasiga isoleeritud lülitiapparaadid järk-järgult muutunud võrguoperaatorite ja juhtivate tootjate huvi keskmeseks, mida on edendanud mitme olulise ala edusammud:

• Täisköögitehnoloogia küps kasutamine (sh kapseldatud konstruktsioonid);

• Isolatsioonitehnoloogiate sügavam mõistmine (gaasisolatsioon, tahke pinna isolatsioon, komposiitisolatsioon jne);

• Laiaulik toimimise kogemus SF₆-puutustäidetud seadmetega (RMU-d, C-GIS);

• Läbimurded SF₆-vahendite alternatiivide uurimisel (ettevõtete poolt nagu ABB ja 3M);

• Tööstuse arutelud, mis toetavad naasmist kiinte tüübi keskspingeseadmetele, toetatud olulistelt komponentidel märgatavalt paraneva usaldusväärsusega.

Kuna Hiina kiirendab oma elektritööstuse muutust ja uuendamist ning silmitses on energiatõhususe ja heitkondade vähendamise kiired nõuded, on õhuniiskuse reguleerimine ja õhukvaliteedi kontroll muutunud pingeallikaks. Kiiresti arenevatele elektritööstusele on SF6-gaasita ringmainiku arendamine vältimatu trend. Tulevikus keskenduvad edastus- ja jaotusehitised üha rohkem turvalisusele, usaldusväärsusele, väiksemale suurusele ja keskkonnasõbralikkusele.

Märkimisväärne on asjaolu, et Hiina Riigivõrk näitab oluliselt suuremat austust keskkonnasõbralikeks lülitiühikute vastu võrreldes tavaliste tööstuslike kasutajatega. "Riigivõrgu Korporatsiooni peamiselt edendatavate uute tehnoloogiate kataloog (2017. aasta versioon)" määratleb selgelt, et 2016. kuni 2018. aastal peab SF6-gaasita ringmainikuid olema "vähemalt 30% kogu uute paigalduste hulgast uutes ja remontitoimingutes, kusjuures aastane kasvuväki ei tohi olla vähem kui 8%." Lisaks on uusima (2017. aasta) versioonis "Standardiseeritud disainisoovitused 12 kV ringmainikute jaoks," mida on koostanud Riigivõrgu hooldusosakond ja Hiina Elektritööstuse Uurimisinstituut, ametlikult lisatud keskkonnasõbralikke gaasiinsuleeritud ringmainikuid ja määratletud selged tehnilised spetsifikatsioonid tulevaste hankimisprotsesside jaoks.

3.Järeldus

Kokkuvõttes, kuna Hiina kiirendab oma elektritööstuse muutust ja silmitses on energiatõhususe ja heitkondade vähendamise kiired nõuded, on õhuniiskuse reguleerimine ja õhukvaliteedi kontroll muutunud pingeallikaks. Kui tipiliseks lõppenergiajaotuse seadmega, on 12 kV ringmainik laialdaselt paigaldatud elektrivõrkudes ja erinevates tööstuslikes rakendustes, toimides jätkusuutliku ja intelligentses võrgu olulise osana, millel on otsest mõju elektriandmise ohutusele ja usaldusväärsusele. Vastavalt elektritööstuse kiirele arengule, SF6-gaasita ringmainiku arendamine esindab pöördumatut trendi. Tulevikus keskenduvad edastus- ja jaotusehitised üha rohkem turvalisusele, usaldusväärsusele, väiksemale suurusele ja keskkonnasõbralikkusele.