Kontrola emisji SF6 z wysokonapiowego przestawiacza gazowo-izolowanego

Zapobieganie i kontrolowanie emisji SF6 z wysokonapiętowych przestawek gazowych od dawna stanowi poważne wyzwanie. Tutaj znajdziesz więcej szczegółów dotyczących kluczowych punktów testów przecieków gazu SF6 na miejscu dla wysokonapiętowych przestawek. Emisje siarkowohexafluorku (SF6) z urządzeń elektrycznych były głównym problemem w dążeniu do celów redukcji emisji gazów cieplarnianych. Wynika to z faktu, że emisje SF6 mają znaczny wpływ na globalne ocieplenie. SF6 ma atmosferyczną trwałość 3200 lat, a jego Potencjał Globalnego Ocieplenia (GWP) wynosi 23 900 (co oznacza, że wpływ 1 kg SF6 jest równoważny wpływowi 23 900 kg CO2). W 2000 roku emisje SF6 z produkcji sprzętu do transmisji i dystrybucji energii elektrycznej średniego i wysokiego napięcia (HV) były szacowane na około 10 Mt CO2-eq, głównie skoncentrowane w Europie i Japonii.

Emisje gazu SF6 do atmosfery i globalne wysiłki na rzecz ich zapobiegania

W drodze do świata o zerowym bilansie emisji powszechnie uznaje się, że przemysł energetyczny przeszedł znaczące przekształcenia, przechodząc od generowania energii opartej na węglowodorach do źródeł odnawialnych i zielonych. Jednak problem, który może nie być tak dobrze udokumentowany, to kontrola innego ryzyka środowiskowego w tym sektorze.

Od lat 50. siarkowohexafluorek (SF6) jest używany jako izolator i środek gaszący łuki w wysokonapiętowych przestawkach. Dzięki swojej nietrwałej naturze i doskonałym właściwościom gaszenia łuków, jest głównie stosowany w przestawkach. Ponadto, skład chemiczny SF6 sprawia, że jest odpowiedni do innych zastosowań. Na przykład, w medycynie służy jako środek kontrastowy w ultrasonografii; w podwójnych szybach pełni funkcję termicznej i akustycznej izolacji; a kiedyś był nawet używany jako "powietrze" wypełniające podeszwę znanej marki obuwia sportowego.

Odkąd w 1997 roku przyjęto Protokół Kioto, podejmowane są wysiłki zmierzające do ograniczenia użytkowania i emisji SF6. W ostatnich latach w przemyśle transmisyjnym dokonano znacznego postępu w rozwoju alternatywnego sprzętu i mediów izolacyjnych.

Izolacja suchym powietrzem może być teraz stosowana dla napięć do 420 kV w nieprzełączanych gazowych obudowach izolacyjnych (GIB), a opracowano przerywacze próżniowe do użytku przy napięciach do 145 kV. Podobnie, alternatywne technologie gazowe, takie jak g3 (g-kubik), mogą być stosowane dla napięć do 420 kV w nieprzełączanych gazowych obudowach izolacyjnych (GIB). Dostępne są alternatywne przerywacze obwodów gazowych dla napięć do 145 kV, a przewiduje się, że skalowalne przerywacze obwodów g3 o napięciu 245 kV będą dostępne do 2025 roku.

Mimo to, biorąc pod uwagę normalny okres eksploatacji wysokonapiętych GIS, który wynosi 25 lat lub więcej, oraz fakt, że prawie wszystkie obecnie produkowane wysokonapięte GIS są wypełnione SF6, wpływ na środowisko związany z SF6 pozostaje problemem, który musi być rozwiązywany nie tylko teraz, ale także w nadchodzących dekadach. Ponadto, wraz z postępami w przedłużaniu żywotności sprzętu poprzez predykcyjne utrzymanie, należy również uwzględnić koszt ekologiczny wymiany. Usterka w przetarciu w inaczej zdrowym sprzęcie nie oznacza konieczności wymiany.

Przecieki gazu SF6 w systemach GIS i metody zapobiegania

Przecieki gazu w wysokonapiętych GIS występują z różnych powodów, w tym wad wytwarzania, błędów projektowych, wpływu warunków pogodowych na sprzęt zewnętrzny, nieprawidłowej instalacji oraz starzenia się uszczelnień i klepek. Z uwagi na kluczową rolę wielu stacji transformatorowych, możliwość wyłączenia sprzętu do naprawy jest często ograniczona. Może to prowadzić do ciągłej potrzeby uzupełniania obszarów z przeciekami, co powoduje stałą równoważną emisję gazu SF6 do atmosfery.

W wielu regionach na świecie rządy i organy regulacyjne nie tylko nakładają surowe kary za takie emisje, ale także oferują zachęty do zarządzanego ograniczenia. Stąd pojawia się potrzeba skutecznego rozwiązania przecieków, które mogłoby zapobiegać emisjom gazu SF6 z starzejącego się sprzętu, bez polegania na operacyjnie zakłócającym i czasochłonnym tradycyjnym podejściu OEM, polegającym na wyłączeniu, degazacji, demontażu i naprawie.

W ostatnich latach próbowano kilku metod, ale z ograniczonym sukcesem. Te metody często tylko redukują, a nie całkowicie rozwiązują problem przecieku i mogą również ograniczać przyszły dostęp do poszkodowanych komponentów.

1. Warstwy klejące lub przemysłowe opakowania: Gdy są one nanoszone bezpośrednio na obszar przecieku pod ciśnieniem, warstwy klejące lub przemysłowe opakowania nie są w stanie zatrzymać przecieków. Nawet przy obniżeniu ciśnienia gazu i powiązanych zakłóceniami operacyjnymi podczas montażu i twardnienia, stopień sukcesu jest zwykle ograniczony i krótkotrwały.

2. Otoczenia epoksydowe: Otoczenia epoksydowe mogą przekierować przeciek podczas procesu twardnienia, skutecznie omijając problem z pierwszej metody i zatrzymując przeciek. Jednakże ograniczenia tej metody obejmują ogólne ograniczenie do lokalizacji flanszowych. Ponadto, gotowy produkt tworzy się na sprzęcie, ograniczając przyszły dostęp, jeśli będzie to konieczne. Usunięcie jest czasochłonne, a należy zachować najwyższą ostrożność, aby uniknąć uszkodzenia otoczonego flanszu i śrub podczas procesu.

Metoda zapobiegania przeciekom i emisjom gazu SF6

MG Eco Solutions (Master Grid Group) opracowało unikalny system, który pokonuje główne ograniczenia związane z zakłócaniem operacji, ograniczonym zastosowaniem w miejscach przecieków i niezgodnymi stopniami sukcesu. Ten system został początkowo opracowany do użytku w surowym środowisku francuskich elektrowni jądrowych nadmorskich i okazał się również skuteczny w klimacie tropikalnym.

Na zdjęciu 1 możesz zobaczyć system zbierający Sleakbag firmy MG Eco Solutions dla wysokonapiętych przestawek gazowych.

Poprzez precyzyjny proces odwrotnej inżynierii, MG Eco Solutions ma zdolność do projektowania i produkcji systemów zabezpieczających dostosowanych do rozwiązywania przecieków gazu niemal w dowolnej lokalizacji na dowolnej marce Gazowej Przestawki Izolacyjnej (GIS).

Rozwiązanie firmy łączy nowatorską gazociągłą uszczelnkę polimerową i pierścień O. Zamiast próbować zatamować przeciek bezpośrednio lub wypełnić lukę żywicą, zawiera przeciek gazu w systemie. System zabezpieczający można uważać za stałe rozwiązanie. Jest on jednak również usuwalny, gdy dostęp do sprzętu staje się konieczny, a niektóre komponenty są zaprojektowane do ponownego użycia w innych zastosowaniach.

To, co jeszcze bardziej zwiększa wszechstronność MG Eco Solutions, to zdolność do oferowania systemu zbierającego w sytuacjach, w których stały system zabezpieczający jest nierozważny, np. w przypadku przecieku dysku pękającego lub jednostki fałdowanej. To rozwiązanie opiera się na tym samym zasadzie odwrotnej inżynierii, aby zapewnić dokładne dopasowanie do przeciekającego sprzętu. Zamiast zabezpieczać przeciek pod ciśnieniem roboczym, gaz jest przekierowywany przez rury do systemu zbierającego, zapobiegając tym samym szkodliwym emisjom SF6 do atmosfery.

Długoterminowym celem przemysłu energetycznego w dążeniu do świata o zerowym bilansie emisji jest całkowite wycofanie sprzętu wypełnionego SF6. Osiągnięcie tego celu wymaga czasu, znaczących inwestycji i ciągłego postępu w alternatywnych technologiach. Tymczasem, efektywne zarządzanie rozległą istniejącą bazą zainstalowaną GIS i implementacja środków zabezpieczających i zbierających przecieki gazu SF6 stanowią kluczowe wkłady w ten ogólny cel.