Ru
3926
Энергетику с использованием возобновляемых источников энергии движет вперед потребность в новых, надежных и экономных энергоресурсах (таких, как, например, энергия ветра), которые снижают нашу зависимость от источников энергии, основанных на углероде. Однако, для того чтобы наше производство было "зеленым" и экономически эффективным настолько, насколько это возможно, необходимо отказаться от систем среднего напряжения, которые используют так называемый элегаз (SF6).
SF6 (гексафторид серы) название "элегаз" получил от сокращения "электрический газ". Уникальные свойства элегаза были открыты в СССР, в Советском Союзе также началось его применение. В 30-х годах ХХ века известный ученый Б. М. Гохберг в Ленинградском физико-техническом институте исследовал электрические свойства ряда газов и обратил внимание на некоторые свойства гексафторида серы SF6.
Элегаз безвреден в сочетании с воздухом. Однако в результате нарушения технологии производства элегаза или его разложения в аппарате под действием электрических разрядов (дуговых, коронных, частичных), в элегазе могут возникать чрезвычайно активные в химическом отношении и вредные для здоровья человека примеси и твердые соединения, оседающие на стенах конструкции. Интенсивность образования таких соединений зависит от наличия в элегазе примесей кислорода и особенно паров воды. Определенное количество элегаза в электротехнической аппаратуре также разлагается в процессе ее нормальной работы. Например, коммутация тока 31.5 в выключателе 110 кВ приводит к разложению 5-7 см3 элегаза на 1 кДж энергии, которая выделяется в дуге.
Из всех газов, которые попадают в атмосферу в результате деятельности человека, SF6 имеет высокий потенциал влияния на глобальное потепление. Дополнительно, в атмосфере он хранится более 3000 лет. С точки зрения влияния элегаза на возникновение парникового эффекта один килограмм SF6 можно приравнять к десяти тонн CO2. Кроме того, стоимость эксплуатации распределительных устройств с использованием SF6 выше стоимости их аналогов без использования SF6. Следует также отметить, что после подписания большинством евпропейських стран соглашений Киотского протокола Европейский Союз запретил использование SF6 в распределительной электроаппаратуре, за исключением среднего напряжения. Здесь следует пояснить, почему так много ведущих компаний решились на введение в эксплуатацию распределительных устройств без использования элегаза, как дружелюбно для окружающей среды и эффективных экономически решений в области электростанций среднего напряжения с использованием возобновляемых источников энергии.
Измерение концентрации гексафторида серы в атмосфере проводятся начиная с 1970-х годов. Данные измерения ясно показывают тенденцию увеличения содержания SF6 более чем на 7% ежегодно, причем эта тенденция сохраняется даже несмотря на недавние изменения в законодательстве ЕС по введению добровольных ограничений в промышленности. Принимая во внимание тот факт, что 80% всего производимого SF6 используется в электрических распределительных устройствах и каждый год более 7000 тонн элегаза (годовой объем производства SF6 составляет 10000 тонн) проникает в атмосферу, становится понятно, что с целью уменьшения выбросов этого опасного парникового газа необходимо принять дополнительные меры.
Следует помнить, что использование SF6 значительно повышает стоимость эксплуатации распределительных устройств. Поэтому эксплуатация так называемых "SF6 Free"-устройств, то есть распределительных устройств без использования элегаза, несмотря на более высокую первоначальную стоимость, в целом все же обходится дешевле, в основном благодаря низкой стоимости обслуживания и утилизации в конце срока службы. Первоначальные затраты на самые "SF6 Free"-устройства и кабели к ним выше на около 1000 евро. К этому добавляется еще 1350 евро расходов на техническое обслуживание в течение 30 лет (которое, в основном заключается в проверке реле). Тем не менее, в течение 30-летнего срока службы здесь достигается чистая экономия около 2325 евро по сравнению с распределительными устройствами с использованием элегаза.
Вот почему из года в год все больше и больше подстанций переходят на безелегазовые технологии. Эту тенденцию четко видно на графике ниже, демонстрирующем постепенное принятие вакуума в качестве лучшей от элегаза среды для дугогашения. График показывает, что распределительные устройства нечасто, но все еще используют SF6 для изоляции вакуумной камеры. Однако, хорошей новостью является то, что уже сейчас полностью вакуумные «SF6 Free»-решения хорошо известны и доступны.
Мир Зеленой Энергии сегодня может и должен защищать окружающую среду нашей планеты в течение следующих 3000 лет. Поэтому мы настоятельно призываем всю индустрию с использованием возобновляемых источников энергии переключиться на «SF6 Free»-технологии, поскольку на данный момент нет другой альтернативы. Решения этого типа уже существуют и широко применяются для напряжений 52 кВ и ниже. (см. например http://www.eaton.com/EatonCom/ProductsServices/Holec/Sustainability/SF6FreeSwitchgear/)
Использованные источники:
1. Levin et al, Химия и Физика Атмосферы 2010
2. KEMA 2008 Ecofys 2010
3. Майсс и Бреннинкмайер, 1998
4. Рамочная конвенция ООН об изменениях климата. Киотский протокол, 1992
5. Исследования NOAA, Лаборатория по изучению систем Земли, 2012
Автор: Азамат Мазабеков
