SF6 технологии в оборудовании передачи и распределения

Уже в течение некоторого времени, SF6 технологии применяются в распределительных устройствах высокого напряжения (выше 1000 В, а также среднего напряжения и выключателях) электростанций и подстанций передачи и распределения электроэнергии по всему миру. Изолирующий и дугогасящий - газ гексафторид серы (SF6, элегаз) нетоксичен, не разрушает озоновый слой, негорючий газ с выдающимися электрическими свойствами. Тем не менее, он отнесен к парниковым газам на который распространяется действие Киотского протокола.

Андреас Ремюллер, Джулиано Монизза, Сильвио Стангхерлин, Тор Эндре

Потенциал глобального потепления (ПГП) SF6 примерно в 23 000 раз больше, чем у CO2. Однако, благодаря герметичной конструкции в сочетании с безопасным производством, обслуживанием и утилизацией в конце срока службы, электрическое оборудование, содержащее газ SF6 позволяет реализовывать решения, которые оказывают минимальное воздействие на окружающую среду.

В доказательство этого - доля выбросов SF6 из элегазового оборудования распределительных устройств высокого и среднего напряжения в Европейском союзе (ЕС) была менее 0,05 процента от общего парникового эффекта в 2002 году.

Экологический баланс (исследования так называемой Оценки жизненного цикла) показали, что за счет использования компактных распредустройств (КРУЭ) с SF6- изоляцией в электрических сетях снижаются потери мощности. В результате снижаются выбросы CO2 от электростанций, и это оказывает благоприятное влияние на ослабление парникового баланса планеты.

КРУЭ меньше, чем обычные распределительные устройства (открытого типа и в металлическом корпусе с воздушной изоляцией), тем самым экономится используемый материал. С другой стороны, небольшие распределительные устройства требуют меньшей ошиновки и активной части, как следствие, имеем меньшие энергетические потери в КРУЭ из-за эффекта Джоуля.

В то же время, возможность установки компактного оборудования ближе к потребителю делает саму сеть более эффективной в плане снижения потерь. Это косвенное снижение потребления энергии осуществимое путем применения SF6 изоляции в сети.

CAPIEL, Координационный комитет ассоциации производителей промышленного электрооборудования распределительных устройств Европейского союза вместе с Союзом электроэнергетики, ЕВРОЭЛЕКТРИК запросили анализ сокращения выбросов SF6 от электрооборудования высокого и среднего напряжения. Анализ проводился Ecofys - Энергетической компанией консалтинговых услуг в области энергосбережения и возобновляемых источников энергии - и результаты были опубликованы в июне 2005 года. Ниже кратко обсудим эти результаты.

Общие выбросы парниковых газов в странах ЕС-15 в 2002 году составили 4852 млн. тонн СО2-эквивалента (EEA 2004). По данным последнего обследования производство использование и утилизация элегаза электрооборудования внесли вклад 2,4 млн. тонн СО2-эквивалента.

Несмотря на то, электроэнергетика является одним из основных потребителей SF6, она всего лишь незначительный источник выбросов элегаза. Основные возможности для сокращения выбросов уже были реализованы. Однако еще остаются некоторые моменты для их дальнейшего сокращения. Признание возможного изменения климата как будущий вызов электроэнергетике - производителями и потребителями электрического оборудования, содержащего SF6 - началось в 1995 году с реализации различных мер по сокращению выбросов SF6. Эти меры включают в себя проекты, которые позволили значительно сократить утечки SF6 при получении газа и его повторном использовании, а также обучение персонала правильному обращению с SF6.

Оценка жизненного цикла (LCAS) показывает, что использование SF6 в электрооборудовании может снизить суммарные выбросы углекислого газа от энергосистем за счет снижения потерь в сетях. Высоковольтные сети могут быть расположены ближе к потребителям электрической энергии, что в свою очередь приводит к снижению потерь при ее передаче. Меньше потерь энергии означает меньше выбросов CO2 выделяемого при производстве электроэнергии из-за сжигания ископаемого топлива. В 2003 году этот эффект, по оценкам, позволил избежать около 1,7 млн. тонн выбросов СО2 в странах ЕС-25. Применение SF6 технологий позволяет снизить воздействие на окружающую среду в любой системе энергетики.

Исследование Ecofys показывает, что добровольные действия, предпринятые в электроэнергетике с середины девяностых годов - в том числе и производителями и потребителями электрического оборудования, содержащего SF6 - привели к значительному сокращению выбросов. Добровольные действия и обязательства, взятые производителями и электросетевыми компаниями в Европе с 1995 года уже привели к сокращению выбросов на 40 процентов. В исследовании также предлагаются дополнительные добровольные действия по реализации оставшегося потенциала сокращения выбросов. В Европе, ABB и электрическая отрасль весьма активно помогают практически реализовать соглашения по добровольному сокращению выбросов, подписанных со стороны властей. Подпись добровольных соглашений в настоящее время реализуется в Дании, Норвегии и Швейцарии.

Кроме того, в ответ на эти предложения, между немецким объединением электротехнического оборудования, сетевыми компаниями и Solvay Fluor GmbH, производителем гексафторида серы (SF6), в июне 2005 достигнута договоренность с федеральным министерством по охране окружающей среды, сохранения и безопасности ядерных реакторов (BMU) о том, как дальше развивать свои добровольные обязательства. Цель заключается в ограничении выбросов SF6. Как следствие, в сентябре 2002 года BMU решил временно отказаться от предлагаемого запрета на применение газа SF6 в электрооборудовании напряжением более 1 кВ.

Германское добровольное обязательство включает в себя комплекс мероприятий, которые ограничивают выбросы SF6 при его использовании в силовом электрооборудовании, таком как выключатели, распределительные устройства, измерительные трансформаторы и конденсаторы. Принятые меры охватывают весь жизненный цикл продукта, от производства до переработки и / или утилизации элегаза.

Оно призвано, с одной стороны, применять успешные действия ко всем распределительным устройствам содержащим SF6. С другой стороны, оно направлено на уточнение дальнейших действий и задач, необходимых для восстановления, переработки и утилизации газа SF6, когда оборудование подошло к концу своего срока службы.

Руководством СИГРЭ была недавно опубликована "Инструкция по практической переработке SF6", в которой пояснены все важные аспекты переработки газа SF6 в электроэнергетическом оборудовании.

Ремонтные работы должны выполняться только квалифицированным персоналом. В конце жизненного цикла продукта, SF6 газа его подвергают регенерации, или очищают на месте и повторно используют по замкнутому кругу. SF6, который не может быть использован утилизируют с соблюдением экологических процедур. Персонал, работающий с SF6 регулярно получает необходимую информацию и обучение.

Статистика количества выпускаемого и поставляемого газа хранится производителями SF6, в то время как производители и эксплуатирующие распределительные устройства и подстанции организации ведут учет потребления и запасов.

Для промышленности ЕС - это решение из Германии это очень позитивный сигнал. Оно означает, что необходимые технологии SF6, а также надежное энергоснабжение и, конечно, работы в рамках ЕС, в долгосрочной перспективе будут в безопасности.