Kontrola emisija SF6 iz visokonaponskog gasno-izolovanog prekidnog uređaja

Prevencija i kontrola emisija SF6 iz visokonaponskog gas-insuliranih prekidaca dugi je bio veliki izazov. Ovde možete pronaći više detalja o ključnim tačkama testiranja curenja SF6 gasa na mestu za visokonaponske prekidace. Emisije šestofluorid sulfida (SF6) iz električnog opreme bile su velika stvarnost u potrazi za smanjenjem emisija stakleničkih gasova. To je zato što imaju značajan uticaj na globalno zagrevanje. SF6 ima atmosferski životni vek od 3.200 godina, a njegov Global Warming Potential (GWP) je 23.900 (što znači da uticaj 1 kg SF6-ja ekvivalentan je uticaju 23.900 kg CO2). Godine 2000, emisije SF6-ja iz proizvodnje srednjeg i visokog napona (HV) elektroenergetske opreme procenjivane su na oko 10 Mt CO2-eq, uglavnom koncentrirane u Evropi i Japanu.

Emisije SF6 gaza u atmosferi i globalni napor za njihovo sprečavanje

U putovanju ka svetu sa neto nultim emisijama, široko se prepoznaje da je energetski sektor podneo značajne transformacije, prelazeći sa generisanja struje baziranog na ugljikovima na obnovljive i zelene izvore energije. Međutim, problem koji možda nije tako dobro dokumentovan jeste kontrola drugog okruženjskog rizika unutar industrije.

Od 1950-ih, šestofluorid sulfida (SF6) koristi se kao izolativni i ugaseći medijum u visokonaponskim prekidacima. Zbog svoje inertnosti i izvanrednih ugasećih osobina, primarno se koristi u prekidacima. Takođe, hemijska kompozicija SF6-ja čini ga prikladnim za druge upotrebe. Na primer, u medicini, služi kao kontrastni sredstvo u ultrazvučnom slikanju; u dvostrukim staklama, funkcioniše kao termalni i akustični izolativni medijum; i jednom je čak korišćen kao "zračni" punjak u podmetu poznate marke sportskih cipela.

Otkako je 1997. godine usvojen Protokol iz Kjota, napori su poduzeti kako bi se ograničila upotreba i emisije SF6-ja. U poslednjih nekoliko godina, u industriji prenosa električne energije postignut je značajan napredak u razvoju alternativne opreme i izolativnih medijuma.

Suha vazdušna izolacija sada se može koristiti za napone do 420 kV u neisključujućim gas-insuliranim busbarima (GIB), a razvijeni su vakuumski prekidaci za napone do 145 kV. Slično tome, alternative gas tehnologije, poput g3 (g-kub), mogu se primeniti za napone do 420 kV u neisključujućim gas-insuliranim busbarima (GIB). Alternativni gas prekidaci dostupni su za napone do 145 kV, a predviđa se da će skalabilni 245 kV g3 prekidaci biti dostupni do 2025. godine.

Ipak, uzimajući u obzir normalnu radnu dužinu trajanja visokonaponskog GIS, koja iznosi 25 godina ili više, i činjenicu da su gotovo svi trenutno proizvedeni visokonaponski GIS ispunjeni SF6-om, okruženjski uticaj SF6-ja ostaje problem koji treba rešiti ne samo sada već i u narednim decenijama. Takođe, uz napredak u proširenju veka opreme kroz prediktivno održavanje, okruženjska cena zamene takođe treba biti uzeta u obzir. Curenje gasa u inače zdravoj opremi ne nužno znači da je potrebna zamena.

Curenje SF6 gaza u GIS sistemima i metode prevencije

Curenja gasa u visokonaponskom GIS nastaju zbog različitih razloga, uključujući proizvodne defekte, greške u dizajnu, uticaj vremenskih prilika na spoljašnju opremu, pogrešnu instalaciju i stareće protrljave i sealove. Uzimajući u obzir kritičnu prirodu mnogih podstaničnih centara, mogućnost isključivanja opreme radi popravke često je ograničena. To može dovesti do stalne potrebe za nadoknadanjem curenih gasnih zona, što rezultira stalnim ekvivalentnim emisijama SF6 gaza u atmosferu.

U mnogim regionima širom sveta, vlade i regulatori ne samo što nametnu teške kazne za takve emisije, već nude i pobude za upravljano smanjenje. Stoga postoji potreba za efektivnim rešenjem za curenje gasa koje može sprečiti emisije SF6-ja iz starospele opreme, bez oslanjanja na operativno perturbativni i vremenski zahtevan konvencionalni pristup OEM-a, koji uključuje isključivanje, degaziranje, demontazu i popravku.

U poslednjih nekoliko godina, pokušano je nekoliko metoda, ali sa ograničenim uspehom. Ove metode često samo smanjuju umesto da potpuno reše problem curenja i takođe mogu ograničiti budući pristup dotičnim komponentama.

1. Lepljivi poklopci ili industrijski omotaci: Kada se direktno nanose na područje curenja pod pritiskom, lepljivi poklopci ili industrijski omotaci ne uspevaju da zaustave curenje. Čak i sa smanjenjem pritiska gasa i povezanom operativnom perturbacijom tokom instalacije i polimerizacije, stopa uspeha je obično ograničena i kratkoročna.

2. Epoksijski obložci: Epoksijski obložci mogu preusmeriti curenje tokom procesa polimerizacije, uspešno izbegavajući problem prvog metoda i zaustavljajući curenje. Međutim, ograničenja ove metode uključuju da su uopšte ograničeni na lokacije flanža. Takođe, završni proizvod tvrdne na opremi, ograničavajući budući pristup ako je potreban. Uklanjanje je vremenski zahtevno, a mora se voditi ekstremna pažnja kako bi se izbegla oštećenja obložene flanže i šrafova tijekom procesa.

Metoda za sprečavanje curenja i emisija SF6 gaza

MG Eco Solutions (Master Grid Group) razvilo je jedinstveni sistem koji premašuje glavna ograničenja operativne perturbacije, ograničene primene na lokaciji curenja i nesaglasne stopa uspeha. Ovaj sistem je inicijalno razvijen za upotrebu u teškim uslovima francuskog obalnog nuklearnog elektrane i pokazao se efikasnim u tropičkim klimama.

Na slici 1 možete vidjeti MG Eco Solutions' Sleakbag kolektorski sistem za visokonaponske gas-insulirane prekidace.

Kroz pažljiv postupak obrnutog inženjerstva, MG Eco Solutions ima sposobnost da dizajnira i proizvede sisteme kontrole prilagođene rešavanju problema curenja gasa na skoro bilo kojoj lokaciji na bilo kojoj marki Gas-Insulated Switchgear (GIS).

Rešenje kompanije kombinuje novi gas-tight polimer seal i O-ring. Umjesto pokušaja direktnog zaustavljanja curenja ili ispunjavanja praznine smolom, sadržava curenje gasa unutar sistema. Sistem kontrole može se smatrati trajnim rešenjem. Međutim, može se ukloniti kada postane potreban pristup opremi, a neke komponente su dizajnirane da budu ponovno upotrebljive u drugim aplikacijama.

Ono što dodatno povećava fleksibilnost MG Eco Solutions jeste njihova sposobnost da nudi kolektorski sistem u situacijama kada je trajni sistem kontrole nemoguć, kao što je slučaj sa curenjem presernog diska ili bellow unita. Ovo rešenje prati isti princip obrnutog inženjerstva kako bi se osigurala precizna prilagodba curenju opreme. Umjesto da curenje sadrži pod radnim pritiskom, gas se preusmjerava kroz cevove u kolektorski sistem, time sprečavajući štetne emisije SF6-ja u atmosferu.

Dugoročno aspiracija električnog sektora ka svetu sa neto nultim emisijama jeste potpuno fazoniranje opreme ispunjene SF6-om. Postizanje ovog cilja zahteva vreme, značajne investicije i kontinuirani napredak u alternativnim tehnologijama. U međuvremenu, efikasno upravljanje širokim postojećim instaliranim parkom GIS-a i implementacija mera kontrole i kolekcije curenja SF6 gaza predstavljaju ključne doprinose ovom opštijem cilju.