элегаз

Отказ от элегаза в КРУ: новые технологии для защиты окружающей среды

Опубликовано в номере:
PDF версия
Защита окружающей среды — один из наиболее острых современных вопросов. Глобальное потепление, увеличение выбросов вредных веществ в атмосферу, вариации солнечной активности заставляют людей серьезно задуматься о том, как минимизировать негативное воздействие на окружающую среду. К наиболее известным и распространенным парниковым газам, помимо водяного пара (Н2О), углекислого газа (CO2), метана (СН4) и закиси азота (N2O), относится и гексафторид серы (SF6), или элегаз (сокращенно от «электрический газ»), являющийся парниковым газом прямого действия. Выброс этого вещества в атмосферу связан преимущественно с промышленной деятельностью, производством изоляционных материалов, а также выходом из строя оборудования с применением этого вещества.

Разрушительный эффект элегаза

Несмотря на то, что количество SF6 в атмосфере совсем незначительно, его влияние на развитие «парникового эффекта» в десятки тысяч раз сильнее, чем CO2. Элегаз обладает достаточно опасными свойствами, главное из которых — способность сохраняться в атмосфере до 3200 лет. Также он представляет опасность для здоровья сотрудников предприятий и может стать причиной проблем, связанных с безопасностью производства. Угроза может возникнуть при ремонте или утилизации, когда закрытый объем элегазового оборудования или моноблока вскрывается и продукты разложения вступают в реакцию с влагой в воздухе. Кроме того, элегаз характеризуется высокой текучестью: вещество способно просачиваться не только через разъемные уплотнения, но даже сквозь некачественную металлическую оболочку. Помещения, где производятся работы с элегазовым оборудованием, должны быть оснащены приточно-вытяжной вентиляцией, что требует дополнительных финансовых вложений. Еще один очевидный недостаток элегаза — это невозможность использования при низких температурах, из-за чего в российских климатических реалиях не получается применять оборудование с чистым элегазом вне отапливаемых помещений.

Учитывая растущее внимание к глобальным климатическим изменениям и экологии со стороны мирового сообщества, компания Eaton поддерживает концепцию «зеленой коммутации». «Зеленая коммутация» — это объединение пользователей, производителей, неправительственных организаций и других участников, предпринимающих усилия по сокращению использования элегаза в системах для сетей среднего напряжения. Участники призывают предотвратить использование элегаза во всех сферах, где существуют другие возможные решения.

В качестве альтернативы может применяться, к примеру, комбинация вакуумной технологии для коммутации и высококачественных материалов для изоляции. Ужесточение экологических норм делает вакуумную технологию с ее надежностью, низкими требованиями к обслуживанию и ограниченным воздействием на окружающую среду одной из наиболее перспективных разработок.

Сегодня компания Eaton предлагает семейство распределительных устройств и компонентов, не содержащих элегаз, для применения в распределительных сетях. Комплектные распределительные устройства (КРУ) среднего напряжения производства Eaton основаны на использовании вакуумных автоматических выключателей, а также твердой и воздушной изоляции.

 

Первые безэлегазовые КРУ

Электротехнический завод компании Eaton в Хенгело (Нидерланды)

Рис. 1. Электротехнический завод компании Eaton в Хенгело (Нидерланды)

В 1907 г. в городе Хенгело (Нидерланды) начал работать электротехнический завод Holec, в дальнейшем приобретенный компанией Eaton (рис. 1), и в 1955 г. на рынок было выведено первое безэлегазовое устройство Magnefix. Первичная изоляция системы Magnefix состоит из эпоксидной смолы с порошкообразным кварцем в качестве наполнителя. Это обеспечивает очень низкий коэффициент диэлектрических потерь (в том числе при высоких температурах), высокое напряжение пробоя изоляции, низкое поглощение влаги, высокое сопротивление току утечки и высокую механическую прочность. Изоляция из эпоксидной смолы также обеспечивает защиту от атмосферных и климатических воздействий. Кроме того, этот материал стойкий по отношению к вибрациям, ударам и не подвержен старению. Благодаря своей высокой механической прочности эпоксидная смола является еще и отличным конструкционным материалом, что позволяет добиться компактных размеров устройства. Компактность и полностью закрытая изоляцией конструкция оборудования Magnefix позволяет устанавливать его в малогабаритных помещениях, что, в свою очередь, позволяет экономить на стоимости здания.

Все эти преимущества делают КРУ Magnefix нестареющим устройством, спрос на которое наблюдается уже более 60 лет. В настоящее время оно применяется в основном на децентрализованных трансформаторных пунктах, высотных зданиях, для подключения потребителей, ветровых генераторов, а также для электроснабжения сигнального и защитного оборудования вдоль железнодорожных путей.

 

Семейство распределительных устройств Xiria

КРУ Xiria 6–24 кВ

Рис. 2. КРУ Xiria 6–24 кВ

Одной из последних разработок Eaton без применения элегаза (SF6) является КРУ Xiria для распределительных сетей с напряжением до 24 кВ (рис. 2). Xiria характеризуется высоким уровнем эксплуатационной безопасности и имеет номинальный ток сборных шин до 630 А. Все токоведущие части и механизмы размещены в герметичном корпусе, а коммутационный механизм был сконструирован с использованием минимального количества деталей. Он рассчитан для коммутации после длительного периода бездействия — ситуации, которая довольно часто встречается на практике. Более того, в механизме вообще не используются смазочные материалы, что также способствует повышению надежности работы. Не требуя обслуживания на протяжении всего срока службы, устройства Xiria значительно снижают эксплуатационные затраты, в то же время обеспечивая высокий уровень безопасности распределительной сети. В качестве изолирующей среды здесь используется сухой воздух и твердотельная изоляция, а в качестве дугогасящей среды — вакуум. Устройство состоит только из тех материалов, которые подлежат переработке. Эпоксидная смола может быть разрушена в конце срока службы, а компоненты из меди, алюминия и другие металлические части можно переработать.

При эксплуатации распределительных устройств очень важно иметь видимое отображение состояния его коммутационных аппаратов. Xiria обеспечивают реальную картину контроля положения коммутационных аппаратов с помощью фазных смотровых окон. Коммутирующие устройства размещаются в закрытых металлических корпусах в комбинации с фазной изоляцией всех токоведущих частей, что сводит к нулю риск короткого замыкания.

Моноблоки Xiria являются одними из самых компактных устройств в своем классе и могут состоять из двух, трех, четырех и пяти секций. Такая высокая степень компактности — результат комбинации технологий, используемых Eaton: контроля электрического поля, твердой изоляции и чрезвычайно компактных вакуумных камер. Это, безусловно, дает конкурентные преимущества как при установке систем в новых зданиях, так и при обновлении существующих трансформаторных подстанций за счет экономии занимаемой площади.

Ряд российских предприятий уже использует безэлегазовое оборудование от компании Eaton. К примеру, благодаря установке КРУ Xiria на новом машиностроительном заводе «Даниели Волга» в Нижегородской области была создана надежная система распределения энергии, позволяющая существенно снизить вероятность возникновения аварийных ситуаций и обеспечить безопасность персонала и производственной цепочки в целом. Помимо этого, устройства Xiria аккредитованы к применению ведущими электросетевыми компаниями Москвы и области — ОЭК, МОЭСК, Мособлэнерго, Подольской электросетью — и многими региональными электросетевыми компаниями России.

 

Перспективы использования КРУ Xiria в нефтегазовой промышленности

Оборудование для нефтегазовой промышленности имеет свои особенности, что обусловлено непростыми условиями эксплуатации и низкими температурами. Учитывая сложные климатические условия, характерные для России, предприятиям очень важно применять решения, обеспечивающие бесперебойность питания даже вне отапливаемых помещений. Одним из возможных выходов является КРУ Xiria, которое, в отличие от элегазовых аналогов, может эксплуатироваться при температуре до –50 °С.

 

Преимущества безэлегазового оборудования

Применение безэлегазовых распределительных устройств обусловлено не только заботой об окружающей среде: такое оборудование приносит и экономические выгоды (рис. 3). Сегодня в ряде стран мира уже применяются экономические механизмы в области климата. Кроме того, расширяется и спектр контролируемых газов: если раньше под контролем были только выбросы CO2, то сейчас особое внимание уделяется и другим парниковым газам, в т. ч. и элегазу (SF6). По данным Минприроды, экологические сборы существуют уже в 40% государств. Финляндия была первой страной, где налог на выбросы СО2 был введен еще в 1990 г., позже подобные налоги появились в Швеции, Ирландии, Чили, Великобритании, Канаде и т. д. Кроме того, в некоторых странах обязательной является и торговля квотами. В Швейцарии и Японии эта система существует уже несколько лет. В России экологические сборы за сверхнормативные выбросы парниковых газов собираются внедрить после 2018 г. Главной целью введения таких сборов станет стимулирование использования зеленых технологий в промышленности. Определенные шаги в этом направлении уже сделаны: до конца 2016 г. компании с объемом прямых выбросов парниковых газов более 150 тыс. тонн CO2-эквивалента в год должны обеспечить представление ежегодных сведений о выбросах.

CE_2(62)_2016.indd

Рис. 3. Современная энергетика

Экологически безопасные технологии — тренд будущего

Использование экологически безопасного оборудования помогает оптимизировать производственные процессы и значительно повышает уровень безопасности производств. Именно это сейчас является приоритетной задачей как для государства, так и для предприятий в самых разных отраслях промышленности. Сегодня уже существуют технологии, которые не только не уступают, но и по некоторым параметрам превосходят элегазовые аналоги. Они применяются в производственных, коммунальных и коммерческих предприятиях, а также шахтных, морских и береговых электроустановках. Темпы перехода на экологически безопасное оборудование постепенно увеличиваются, этот процесс охватывает все больше предприятий. Несмотря на то, что говорить о полном отказе от применения элегаза пока еще преждевременно, экологически безопасные решения открывают большие возможности для новых технологических разработок.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.