Přečtěte si:  Smart city a elektromobilita pro praktický užitek a jejich aktuální výzvy

Ekologické alternativy SF₆ pro plynem izolovaná energetická zařízení mají zelenou

11.3.2021 Ekologické alternativy hexafluoridu síry (SF₆) pro plynem izolovaná energetická zařízení jsou slibným řešením přispívajícím snížení uhlíkové náročnosti energetiky. Zatím nejnovější evropskou aplikací je využití v rozvodně nedaleko norského hlavního města Oslo, o němž byla odborná veřejnost informována koncem února 2021.

Plynem izolovaná energetická zařízení – GIS a GIL

Plynem izolované rozváděče (gas insulated switchgear – GIS, viz schéma na obrázku níže) se používají jako zařízení pro spínání, ochranu a regulaci toku elektrické energie v přenosových a rozvodných sítích.

Díky svým kompaktním rozměrům, extrémní spolehlivosti a odolnosti představují ideální řešení pro jakoukoliv aplikaci, zvláště však pro omezené prostory, například v městské zástavbě nebo v agresivním okolním prostředí. Všechny hlavní komponenty GIS zahrnující spínací přístroje, kontakty a vodiče jsou chráněné izolačním plynem.

Podobně jako GIS fungují i plynem izolovaná vedení (GIL).

SF₆ – pomocník i hrozba

V plynem izolovaných energetických zařízeních je po léta používán izolační plyn SF₆ plným názvem hexafluorid síry. Důvodem jeho využívání v elektrotechnickém průmyslu jsou jeho výborné fyzikální vlastnosti, především velmi dobrá schopnost izolace a provozní bezpečnost. Tyto vlastnosti umožňují značnou redukci rozměrů uvedených zařízení, což je výhodné právě tam, kde je třeba směstnat rozvodnu do velmi omezených prostor.  

Plyn SF₆ se ovšem řadí mezi tzv. skleníkové plyny a jeho vliv na klimatické změny patří mezi těmito plyny k relativně nejzávažnějším (1 kilogram SF₆ odpovídá, podle přepočtu US Environment Protection Agency, ekvivalentu 22,8 tun CO₂). Nakládání s ním během životního cyklu GIS tudíž klade značné nároky na provozovatele energetických zařízení. Významné jsou i související náklady, zejména při likvidaci GIS na konci jejich životnosti.

Ekologický plyn 3M Novec a jeho varianty AirPlus a g³

Ekologická náhrada SF₆ vznikla ve společnosti 3M a prezentována je pod chráněnou značkou 3M Novec. Jde o rodinu technických plynů tvořených plynnou směsí na bázi fluorketonů s chemickým složením C₅F₁₀O (Poznámka: ketony jsou nazývány organické sloučeniny, které obsahují karbonylovou skupinu C=O uprostřed uhlíkového řetězce).

Dodavatelé energetických zařízení ABB a General Electric pro své produkty používají různé technické plyny z rodiny 3M Novec. ABB se přitom zaměřuje na středněnapěťová zařízení a General Electric na vysokonapěťová zařízení. Podle tohoto účelu se liší složení plynů, kde je fluorketon doplněný kyslíkem, případně také dusíkem.

Produktem ABB je rozvaděč středního napětí s technologií označovanou jako AirPlus™ izolovaný s použitím izolačního plynu 3M™ Novec™ typu 5110.

Společnost General Electric označuje své řešení jako g³ (GGG, Green Gas for Grid - Zelený plyn pro rozvodnou síť) a vyvinula je s použitím izolačního plynu 3M™ Novec™ typu 4710. Toto řešení splňuje požadavky pro plynem izolované vysokonapěťové rozvaděče a vedení (GIS a GIL).

V obou případech je podle výrobců účinek skleníkového efektu plynu snížen o 99 % i více v porovnání s hexafluoridem síry SF₆ při zachování jeho provozních vlastností.

Příklady aplikací

Jako první ve světě využila v roce 2015 ekologickou náhradu plynu SF₆ firma ABB pro realizaci tzv. Eco-GIS rozvodny Oerlikon švýcarské energetické společnosti v Curychu. Tato 170/24kV rozvodna Oerlikon švýcarské energetické společnosti ewz v Curychu, na níž byly plynem rozváděče izolované instalovány, má zdánlivý elektrický výkon 3× 50 MVA.

Norský provozovatel přenosové sítě Statnett bude nyní instalovat vůbec první plynem izolované rozvaděče a plynem izolované vedení (GIL) o výkonových parametrech 420 kV, 63 kA v rozvodně Hamang (viz foto výše). Toto energetické zařízení, zmíněné v úvodu tohoto článku, je umístěné v obci Sandvika na předměstí norského hlavního města Oslo. Dodavatelem zařízení, schopného fungovat při teplotách  –30 °C, je společnost General Electric, která zde využije svůj izolační plyn g³.  

redakce Proelektrotechniky.cz

Obrázek © ABB

Foto © General Electric

Další informace zde a také zde a také zde

Přečtěte si také:

Ekologický izolant pro plynem izolované rozvodny

22.8.2014 O plynem izolovaných rozvodnách (GIS – Gas Insulated Switchgear) od ABB, jejichž komponenty jsou vyráběny v brněnském závodě této společnosti, jsme na našem portále psali letos v červnu. Společnost ABB nyní přichází s průlomovým řešením, kdy izolační plyn SF₆ nahradí mnohem ekologičtější směsí plynů se stejnými izolačními vlastnostmi. 

Výrobní závod ABB pro zapouzdřené vodiče pro plynem izolované rozvodny VVN

27.6.2014 ABB, přední světová společnost v oblasti energetiky a automatizace, 26. června 2014 v Brně slavnostně otevřela nový závod na výrobu zapouzdřených vodičů pro plynem izolované rozvodny VVN. Zaměstnává kolem 200 lidí a je součástí globální sítě závodů, které dodávají komponenty pro plynem izolované rozváděče (GIS – Gas Insulated Switchgear) ABB. Závod s plochou téměř 12500 m² zahrnuje konstrukční, montážní a testovací prostory. 

Copyright © 2012 – 2024 Ing. Jakub Slavík, MBA – Consulting Services