Школа для Электрика. Все Секреты Мастерства. Образовательный сайт по электротехнике  
ElectricalSchool.info - большой образовательный проект на тему электричества и его использования. С помощью нашего сайта вы не только поймете, но и полюбите электротехнику, электронику и автоматику!
Электрические и магнитные явления в природе, науке и технике. Современная электроэнергетика, устройство электрических приборов, аппаратов и установок, промышленное электрооборудование и системы электроснабжения, электрический привод, альтернативные источники энергии и многое другое.
 
Школа для электрика | Правила электробезопасности | Электротехника | Электроника | Провода и кабели | Электрические схемы
Автоматизация | Тренды, актуальные вопросы | Передовые энергетические технологии | Обучение электриков | Контакты



 

База знаний | Избранные статьи | Эксплуатация электрооборудования | Электроснабжение
Электрические аппараты | Электрические машины | Электропривод | Электрическое освещение

 Школа для электрика / Тренды, актуальные вопросы / Чистый воздух для изоляции в комплектных распределительных устройствах


 Школа для электрика в Telegram

Чистый воздух для изоляции в комплектных распределительных устройствах


Распределительным устройством называется электроустановка, предназначенная для приема и распределения электрической энергии конкретного класса напряжения. Такая установка включает в себя коммутационные аппараты, соединительные шины, вспомогательные устройства релейной защиты и автоматики, а также средства измерения и учета.

Существуют распределительные устройства, собираемые из типовых унифицированных ячеек высокой степени готовности. Такие распределительные устройства называются комплектными распределительными устройствами или сокращенно КРУ. Они занимают под собой небольшую площадь, поэтому хорошо подходят для монтажа внутри помещений.

Обычное КРУ представляет собой металлический ящик, разделенный внутри на четыре отсека, расположенные один над другим. В отсеке ввода размещены кабельная разделка и измерительные трансформаторы (трансформаторы тока). В отсеке сборных шин находятся распределительные шины.

В отсеке высоковольтного выключателя — непосредственно силовой выключатель с дугогасительными камерами. Обычно выключатель установлен на выкатном элементе, доступ к которому осуществляется с помощью специального ключа с несколькими ступенями защиты.

Наконец, в релейном отсеке находятся низковольтные РЗиА (устройства релейной защиты и автоматики), переключатели, рубильники. На дверце релейного отсека располагаются: светосигнальное оборудование, мнемосхема, устройства учета и измерения электроэнергии, а также элементы микропроцессорного управления ячейкой.

Элементы устройства, находящиеся под напряжением от 1 до 35 кВ, традиционно выполняются с использованием шин с воздушной изоляцией. Однако, особенно стоит отметить КРУ с элегазовой изоляцией (КРУЭ), выпускаемые на напряжения от 6 кВ и выше - вплоть до 800 кВ.

КРУ с элегазовой изоляцией (КРУЭ)

КРУ с элегазовой изоляцией (КРУЭ)

Элегаз — это SF6 (гексафторид серы). Данный газ не токсичен, не горюч, практически полностью безвреден, но самое главное, в контексте КРУ, — он обладает превосходными дугогасительными и электроизоляционными свойствами: электрическая прочность элегаза в 2,5 раза выше, чем у воздуха.

Его применение, особенно в ячейках КРУ на высокое напряжение (от 110 кВ и выше), позволяет сделать их более компактными, по сравнению с устройствами без элегаза.

Элементы КРУ с элегазовой изоляцией заключены в герметичные заземленные оболочки, внутри которых окружающая среда элемента представлена элегазом под давлением до 0,6 МПа. Начиная с 2000-х элегазовые КРУ очень широко применяются по всему миру.

И все бы хорошо, если бы ни некоторые особенности элегаза. Во-первых, он имеет ограничение по нижней рабочей температуре окружающего воздуха: она не должна быть ниже -5oС, поэтому возникает необходимость установки КРУЭ в закрытых помещениях или вовсе под землей. Но это не так страшно.

Вторая особенность элегаза заключается в том, что он относится к так называемым парниковым газам. Именно этот факт взяли на вооружение некоторые производители распределительных устройств, несмотря даже на то, что объемы изготовления SF6 в мире совсем невелики, а вклад в глобальное потепление конкретно гексафторида серы не превышает 1/500.

В частности, недавно компания Siemens Energy получила заказ от BKK Nett в Норвегии на поставку первого в мире комплектного распределительного устройства на напряжение до 145 кВ с изоляцией, вовсе не содержащей элегаза.

Уникальное распределительное устройство с изоляцией из «чистого воздуха» (синтетическая газовая смесь содержит 80% азота и 20% кислорода) установили на подстанции Koengen в городе Берген, с помощью которой поставляется электроэнергия, получаемая от возобновляемых источников, в крупнейший порт Норвегии для круизных лайнеров.

Официально декларируемая причина отказа от SF6 – то, что данный газ является одним из парниковых газов, и вот, ради сохранения окружающей среды, необходимо отказаться от его использования в распределительных устройствах.

Чистый воздух для изоляции КРУ

Чистый воздух (иногда его также называют «сухим воздухом») — это технически обработанный и очищенный воздух, состоящий на 80 % из азота и на 20 % из кислорода

Из релиза компания Siemens Energy:

"Такие революции в энергетике случаются только раз в 50 лет. Гексафторид серы или SF6 — самый мощный парниковый газ в мире, потенциал глобального потепления которого примерно в 23500 раз выше, чем у углекислого газа. В будущем затраты на технологии, наносящие вред окружающей среде, почти наверняка вырастут. Техническое обслуживание КРУЭ будет проще и экономичнее, поскольку во время обслуживания будет учитываться только воздух."

"При уже достигнутом сегодня уровне техники недостаток более слабой диэлектрической прочности чистого воздуха по сравнению с SF6 не имеет практического значения. При использовании с инновационной технологией цифровых измерений коммутационные устройства без фторсодержащих газов занимают площадь, сравнимую с предшественниками с элегазовой изоляцией, и даже меньше по размеру, чем распределительные устройства с элегазовой изоляцией, разработанные в конце 1990-х годов."

Вся высоковольтная продукция Siemens без фторсодержащих газов в которых используется технология вакуумного переключения и изоляция из чистого воздуха выпускается под торговой маркой "Siemens Energy Blue". 

Ассортимент Blue уже включает высоковольтную коммутационную продукцию до уровня напряжения 145 кВ, включая автоматические выключатели Live Tank и Dead Tank, распределительные устройства с элегазовой изоляцией (КРУЭ), измерительные трансформаторы и шинопроводы с элегазовой изоляцией (до 420 кВ).

BKK Nett, второй по величине владелец электросетей в Норвегии, стал первым, кто ввел в эксплуатацию КРУЭ с изоляцией из "чистого воздуха" на напряжение 145 кВ.

КРУ с изоляцией из чистого воздуха

На подстанции Кенген в Бергене, в этом распределительном устройстве используется обработанный воздух, известный как «чистый воздух», в качестве изолирующей среды, что устраняет необходимость в гексафториде серы

На сегодняшний день две подстанции BKK Nett уже перестроены с использованием КРУ с изоляцией из «чистого воздуха». Всего в Норвегии новое распределительное устройство планируется использовать в общей сложности на десяти подстанциях.

Но по всему миру все еще существуют тысячи высоковольтных подстанций, использующих миллионы килограммов SF6. По мере того как срок службы этих объектов подходит к концу и они будут нуждаться в реконструкции, можно будет извлечь выгоду из новой технологии.

В ближайшие годы Siemens Energy планирует внедрять свою новую технологию очистки воздуха и при более высоких напряжениях. Эту идею уже подхватили многие другие производители КРУ.

Андрей Повный