Поиск по сайту
Начало >> Статьи >> Элегаз в электроэнергетике и его альтернативы

Элегаз в электроэнергетике и его альтернативы

Технологии энергетики, не наносящие ущерба окружающей среде

В последние годы вопросы охраны окружающей среды приобрели очень большой вес в обществе. Пугающие отчеты о влиянии парниковых газов и климатических изменениях означают, что общество становится все более осведомленным о серьезных угрозах жизни на Земле. Настало время, когда от каждого требуется ответственное отношение к этой проблеме.

элегаз (SF6)

            Эмиссия элегаза (SF6) из коммутационного оборудования является серьезной составляющей угрозы влияния парниковых газов, и связанных с ними изменениями климата. Но во всем мире продолжается увеличение производства элегаза, и это несмотря на то, что этот газ указан в Киотском протоколе, как "нежелательный".

            Альтернативы элегазу

            Элегаз (SF6) используется в качестве изолирующей и дугогасящей среды в коммутационном оборудовании, поскольку он обладает хорошими свойствами гашения дуги.  Эти его характеристики дают возможность создавать распределительные устройства, имеющие относительно компактные размеры по сравнению с традиционным оборудованием, использующим воздушную изоляцию. Но, хотя для высоковольтного (> 52 кВ) коммутационного оборудования в сетях передачи электроэнергии не существует экономически обоснованной альтернативы элегазу, его применение не является абсолютно необходимым в оборудовании для сетей распределения электроэнергии среднего напряжения (< 52 кВ).
Сегодня на рынке доступны полностью эквивалентные альтернативные решения [2]. Эти альтернативы могут представлять собой комбинацию вакуумной технологии для коммутации с высококачественными материалами, используемыми для изоляционных целей. В результате такого объединения уменьшаются размеры оборудования, по крайней мере, до той же степени компактности, как и при использовании элегаза.

            Характеристики вакуумной технологии

            - Безопасность
- Компактность
- Надежность
- Способность к выполнению более чем 30 000 механических операций
- Обеспечение более 100 операций с током короткого замыкания
- Не требуется обслуживание

вакуумный прерыватель

Разрез вакуумного прерывателя

            Элегаз - факты

            Газ SF6 представляет собой искусственное химическое соединение, молекула которого содержит один атом серы и шесть атомов фтора. Этот газ не встречается в природе в естественном состоянии.
При комнатной температуре элегаз газообразен, и тяжелее воздуха. Благодаря сильным связям атомов серы и фтора, элегаз при нормальных обстоятельствах является инертным. Его электрические свойства делают элегаз удобной изолирующей и дугогасящей средой в коммутационном оборудовании сетей распределения электроэнергии.
При сжигании элегаз распадается на токсические соединения. Это происходит, например, при возникновении внутренней электрической дуги в оборудовании. В таких случаях элегаз и его токсичные побочные продукты высвобождаются в атмосферу.Токсические осадки могут остаться в корпусах оборудования, поэтому, при демонтаже и переработке систем после завершения их срока службы требуются специальные меры предосторожности.

            Элегазовое коммутационное оборудование

            Существуют три принципиально различные конструкции распределительных устройств, изолируемых элегазом.
В первых двух из них, известных, как "управляемые системы под давлением" и "замкнутые системы под давлением", утечки элегаза избежать практически невозможно. Это связано с тем, что такие системы в процессе эксплуатации требуют обслуживания. Именно во время обслуживания и происходят утечки. Более того, утечки происходят и при демонтаже оборудования в конце срока его службы.
Третья конструкция, "герметично запечатанная система", не требует обслуживания в течение срока эксплуатации. Утечки элегаза в таких системах, как утверждается, ограничены, хотя и никогда не равны нулю, поскольку на практике, источником утечек являются сальники. Утечки также возможны и в течение слишком долгого времени службы устройства (более 30 лет).

            Ежегодная эмиссия элегаза по всему миру

            Вместе с возрастанием потребления электроэнергии, возрастает и использование элегаза в абсолютном выражении. По существующим оценкам, годовое производство элегаза во всем мире составляет около 8000 тонн. 80% произведенного элегаза используется в энергетических технологиях для операций переключения, охлаждения и изоляции [3].
Несмотря на то, что этот газ включен в Киотский протокол из-за его роли в парниковом эффекте, производство SF6 продолжает расти. Недавние исследования показали, что ежегодное увеличение содержания SF6 в воздухе составляет 8%  +\-  0.7%. Это самый большой показатель среди всех парниковых газов [4].
С увеличением в электрических сетях количества оборудования, использующего элегаз для целей гашения дуги и изоляции, эмиссия элегаза в атмосферу будет соответственно увеличиваться. Эта тенденция сохранится до тех пор, пока политика применения элегаза не изменится.

            Использование элегаза не одобряется Киотским протоколом

Эмиссия элегаза из КРУЭ оказывает заметное влияние на угрозу парникового эффекта и связанное с ним изменение климата. Элегаз находится в списке париковых газов Киотского протокола [1]. Он наиболее сильный из шести основных парниковых газов, имея Потенциал Глобального Потепления (GWP) равный 23 000 [5]. Занимающийся в ООН мониторингом парникового эффекта, Межправительственный Комитет по Изменению Климата (IPCC) добавил SF6 в список крайне опасных парниковых газов. Киотский Договор (1992) предусматривает, что эмиссия элегаза должна быть снижена. Лучшим ответом на это требование в настоящее время может быть отказ от продвижения его использования.

            Европейские правила, относящиеся к газам, содержащим фтор

Как следствие результатов исследований IPCC, и включения Киотского протоколом SF6 в список газов, эмиссия которых должна быть снижена, Европейский Союз принял закон, запрещающий почти все применения элегаза, за исключением КРУЭ. Причина этого исключения кроется в том, что в настоящее время ему нет доступной надежной альтернативы в высоковольтном оборудовании. В постановлении 2006 года, регулирующем обращение газов, содержащих фтор, использование SF6 запрещено для большинства применений, таких как спортивная обувь, автомобильные шины, теннисные мячи и двойные оконные рамы [6].
Правила использования газов, содержащих фтор, формулируют множество мер предосторожности, направленных на ограничение эмиссии элегаза в приложениях, связанных с коммутационным оборудованием для сетей высокого и среднего напряжения. Электростанции и производители такого оборудования должны принимать специальные меры по ограничению эмиссии во время производства, использования, обслуживания и вывода из эксплуатации оборудования, содержащего элегаз. Технический персонал, проводящий регулярные обследования, обслуживание, заправку и переработку коммутационного оборудования, содержащего элегаз, должен иметь специальную подготовку и пройти сертификацию. Существуют три стандарта международной электротехнической комиссии МЭК, определяющие, как именно следует обращаться с элегазом в коммутационном оборудовании электрических сетей высокого и среднего напряжения.

            Корпоративная социальная ответственность

            За последние годы мы видели тенденцию роста профессионализма у управляющих активами в компаниях электрических сетей. Этот рост приводит к более сбалансированному подходу, при котором в процессе принятия решений учитываются качество сети, управление затратами, риски безопасности и устойчивость развития. Компании все больше концентрируются на общих затратах владения (TCO), вместо стоимости первоначального приобретения.
Управляющие активами в крупных электрических компаниях, учитывают применение элегаза и с финансовой точки зрения. При расчетах они вводят определенный процент в качестве компенсации потенциального риска использования SF6 и его побочных продуктов в течение времени эксплуатации. Технологии, не использующие SF6, получают дополнительные 5-10 процентов преимущества за счет возможной экономии в течение срока эксплуатации. Это приводит к более сбалансированному процессу принятия решений в таких компаниях, поскольку при расчете затрат учитываются не только первичные затраты.
Недавно проведенные независимые исследования показали, что коммутационное оборудование, не использующее элегаз, не только технически эквивалентно элегазовому оборудованию, но также и наиболее конкурентоспособно по затратам всего времени использования. Применение SF6 должно прекратиться независимо от того, доступны ли на рынке альтернативные технологии. Компании электрических сетей, промышленные пользователи, владельцы железных дорог и подземной инфраструктуры, а также общественные частные инвесторы в области здравоохранения становятся все больше озабоченными аспектами здоровья и безопасности, связанными с элегазом и его токсичными побочными продуктами, равно, как и его влиянием на глобальное потепление.

            Литература

1. Рамочная конвенция ООН об изменении климата. Киотский протокол, Рио-де-Жанейро (Бразилия) 1992 год.
2. Порт, В. и Шунеберг Г.C. ""Зеленые" переключения - возможность избежать выбросов SF6 из электрических сетей», «Пятый международный симпозиум по газам, не-СО2 (НСДУ-5), Вагенинген, Нидерланды 2009
3. Смит, К. "Тенденции SF6 и его конечного применения:. 1961-2003», «Конференция по SF6 и окружающей среде Скоттсдейл, штат Аризона, 1-3 декабря 2004 года.
4. Пауэлл, AH. «Экологические аспекты использования гексафторида серы. ERA технолоджи Лтд  2002»
5. Межправительственная группа экспертов по изменению климата 2007 Четвертый оценочный доклад  МГЭИК, Рабочая группа I "Физическая научная основа" Глава 2.
6. Регламент Европейского Союза (ЕС) № 842/2006 Европейского парламента и Совета.

 
« Эксплуатация состояния управляемых подмагничиванием шунтирующих реакторов   Элегазовые выключатели – навстречу будущему »
Карта сайта + все метки | Контакты
© Электроэнергетика При перепечатке и цитировании активная гиперссылка на сайт обязательна.