Kontrola emisija SF6-a iz visokonaponskog plinsko-izoliranog prekidača

Sporazumevanje i kontrola emisija SF6 iz visokonaponskog plinsko-izoliranog prekidačkog opreme dugo je bila velika izazov. Ovdje možete pronaći više detalja o ključnim točkama testiranja curenja SF6 gasa na mjestu za visokonaponsku prekidačku opremu. Emisije šestfluorid sulfida (SF6) iz električne opreme bile su veliki problem u nastojanju smanjiti emisije stakleničkih plinova. To je zato što imaju značajan utjecaj na globalno zagrijavanje. SF6 ima atmosferski životni vijek od 3.200 godina, a njegov Global Warming Potential (GWP) iznosi 23.900 (što znači da utjecaj 1 kg SF6-a ekvivalentan je utjecaju 23.900 kg CO2). Godine 2000. emisije SF6-a iz proizvodnje srednjeg i visokog napona (HV) elektroenergetske opreme za prijenos i distribuciju procijenjene su na oko 10 Mt CO2-eq, uglavnom koncentrirane u Europi i Japanu.

Emisije SF6 plina u atmosferi i globalni naporovi za njihovo sprečavanje

Na putu ka svijetu sa neto nulom emisija, shvaća se da je energetski sektor doživio značajne promjene, prelazeći s hidrokarbonske proizvodnje energije na obnovljive i zelene izvore energije. Međutim, problem koji možda nije tako dobro dokumentiran jest kontrola drugog okolišnog rizika unutar industrije.

Od 1950-ih, šestfluorid sulfida (SF6) koristi se kao izolator i sredstvo za gašenje lukove u visokonaponskoj prekidačkoj opremi. Zbog svoje inertnosti i odličnih svojstava za gašenje luka, primarno se koristi u prekidačkoj opremi. Također, kemijska sastavnica SF6-a čini ga pogodnim i za druge namjene. Na primjer, u medicini služi kao kontrastno sredstvo u ultrazvučnom slikanju; u dvostrukim prozorskim staklama funkcionira kao termalni i akustični izolator; i jednom je čak korišten kao "plin" za ispunjavanje podmete poznate marke sportskih cipela.

Otkako je 1997. godine usvojen Kjotski protokol, napravljeni su napore da se ograniče upotreba i emisije SF6-a. U posljednjih nekoliko godina, u industriji prijenosa struje postignut je značajan napredak u razvoju alternativne opreme i izolacionih medija.

Suha plinska izolacija može se sada koristiti za napone do 420 kV u plinsko izoliranim busbarima (GIB) bez prekidnika, a razvijeni su vakuumski prekidnici za upotrebu na naponima do 145 kV. Slično tome, alternative plinske tehnologije, poput g3 (g-kub), mogu se primijeniti za napone do 420 kV u plinsko izoliranim busbarima (GIB) bez prekidnika. Alternativni plinski prekidnici dostupni su za napone do 145 kV, a predviđa se da će skalabilni 245 kV g3 prekidnici biti dostupni do 2025. godine.

Ipak, uzimajući u obzir normalnu radnu dugotrajnost visokonaponskog GIS, koja iznosi 25 godina ili više, i činjenicu da gotovo sve trenutno proizvedene visokonaponske GIS su ispunjene SF6-om, okolišni utjecaj SF6-a ostaje problem koji treba riješiti ne samo sada, već i u sljedeće desetljeće. Također, uz napredak u proširenju životnog vijeka opreme kroz prediktivno održavanje, treba uzeti u obzir i okolišnu cijenu zamjene. Curenje plina u inače zdravoj opremi ne nužno znači da je potrebna zamjena.

Curenje SF6 plina u GIS sustavima i metode sprečavanja

Curenje plina u visokonaponskom GIS-u događa se iz različitih razloga, uključujući proizvodne defekte, greške u dizajnu, utjecaj vremenskih prilika na spremne opreme, pogrešnu instalaciju i starenje prstenaca i sigurnosnih zgloba. S obzirom na kritičnu prirodu mnogih transformatornih stanica, mogućnost isključivanja opreme za popravak često je ograničena. To može dovesti do stalne potrebe za dopunjavanjem zonâ curenja plina, što rezultira stalnim ekvivalentnim emitovanjem SF6 plina u atmosferu.

U mnogim regijama diljem svijeta, vlade i nadzorni tijeli ne samo što primjenjuju teške kazne za takve emisije, već također nude poticaje za upravljano smanjenje. Stoga postoji potreba za učinkovitim rješenjem za curenje plina koje može sprečiti emisije SF6-a iz starosne opreme, bez ovisnosti o operativno disruptivnom i vremenski zahtjevnom konvencionalnom OEM pristupu isključivanja, degaziranja, demontaže i popravka.

U posljednjih nekoliko godina, pokušana su nekoliko metoda, ali s ograničenim uspjehom. Ove metode često samo smanjuju, a ne potpuno rješavaju problem curenja i također mogu ograničiti budući pristup dotičnim komponentama.

1. Ljepljivi poklopci ili industrijski omotači: Kada se direktno primijene na područje curenja pod pritiskom, ljepljivi poklopci ili industrijski omotači ne uspijevaju zaustaviti curenje. Čak i s smanjenjem pritiska plina i povezanom operativnom perturbacijom tijekom instalacije i stvaranja, stopa uspjeha je obično ograničena i kratkoročna.

2. Epoksijski omotači: Epoksijski omotači mogu preusmjeriti curenje tijekom procesa stvaranja, uspješno izbjegavajući problem u prvom metodu i zaustavljajući curenje. Međutim, ograničenja ove metode uključuju općenito ograničenje na lokacije flanža. Nadalje, završni proizvod solidificira na opremu, ograničavajući budući pristup ako je potreban. Uklanjanje je vremenski zahtjevno, a mora se voditi izrazito pažnja kako bi se izbjeglo oštećenje zaključane flanže i šrafova tijekom procesa.

Metoda za sprečavanje curenja i emisija SF6 plina

MG Eco Solutions (Master Grid Group) razvila je jedinstveni sustav koji premašuje glavna ograničenja operativne perturbacije, ograničene primjene na lokacije curenja i nekonzistentne stope uspjeha. Ovaj sustav je inicijalno razvijen za upotrebu u teškom okruženju francuskog obalnog nuklearnog elektrane i dokazao se efikasnim u tropičkim klimama.

Na slici 1 možete vidjeti MG Eco Solutions' Sleakbag sustav za prikupljanje plina u visokonaponskoj plinsko-izoliranoj prekidačkoj opremi.

Kroz pažljiv proces obrnutog inženjeringa, MG Eco Solutions ima sposobnost dizajniranja i proizvodnje sustava za kontejning koji su prilagođeni rješavanju problema curenja plina na skoro bilo kojoj lokaciji bilo koje marke plinsko-izolirane prekidačke opreme (GIS).

Rješenje tvrtke kombinira novi plinsko-zatvoren polimerični zglob i O-prsten. Umjesto pokušaja direktnog zaustavljanja curenja ili ispunjavanja praznine smolom, sadržava curenje plina unutar sustava. Sustav za kontejning može se smatrati trajnim rješenjem. Međutim, može se ukloniti kada je potreban pristup opremi, a neke komponente su dizajnirane da bi bile ponovno upotrijebljive u drugim aplikacijama.

Što dodatno poboljšava fleksibilnost MG Eco Solutions jest njihova sposobnost ponuditi sustav za prikupljanje u situacijama gdje je trajni sustav za kontejning nepraktičan, poput slučaja curenja preslikanog diska ili bellows jedinice. Ovo rješenje prati isti princip obrnutog inženjeringa kako bi osiguralo preciznu prilagodbu curenju opreme. Umjesto kontejninga curenja pod radnim pritiskom, plin se preusmjerava kroz cijevi u sustav za prikupljanje, time sprečavajući štetne emisije SF6-a u atmosferu.

Dugoročni cilj energetskog sektora u smjeru svijeta sa neto nulom emisija jest potpuno fazoniranje opreme ispune SF6-om. Postizanje ovog cilja zahtijeva vrijeme, značajne investicije i kontinuiran napredak u alternativnim tehnologijama. U međuvremenu, učinkovita upravljanja obsežnim postojećim instaliranim parkom GIS-a i implementacija mjera za kontejning i prikupljanje curenja SF6 plina predstavljaju ključne doprinose ovom općem cilju.