Újdonságok a nagyfeszültségű kapcsoló-berendezés fejlesztésben

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "Újdonságok a nagyfeszültségű kapcsoló-berendezés fejlesztésben"

Orsolya Irma Nemes
7 évvel ezelőtt
Látták:

1 Újdonságok a nagyfeszültségű kapcsoló-berendezés fejlesztésben Dr. Madarász György (H-TEC KFT) Heckl Tamás (BME-VET, H-TEC ösztöndíjas PhD hallgató) Varga Balázs (BME-VET, H-TEC ösztöndíjas PhD hallgató) MEE - Villamos kapcsolókészülékek és berendezések szakmai nap november 13.

2 Tartalom Előzmények: Miért kérdéses az SF 6 gáz alkalmazása? Gázszigetelés SF 6 nélkül (Az SF 6 gáz helyettesítése szigetelésre) Új, SF 6 -mentes kapcsoló-berendezések SF 6 -mentes ívoltási technológia Fejlesztések a H-TEC Kft-nél

3 Előzmények A nagyfeszültségű berendezések legfontosabb komponense az SF 6 gáz. Kiváló ívoltási és szigetelési tulajdonsága miatt megszakítókban és csak szigetelőközegként is használják. A gázszigeteléses technológia jelentős méretcsökkenést hozott. légszigetelt, szabadtéri alállomás (AIS) gázszigetelt alállomás (GIS)

4 Előzmények 1995-ben bebizonyosodott az SF 6 üvegházhatást fokozó tulajdonsága A GWP (Global Warming Potential) kifejezi, hogy egy gáz üvegházhatása hányszorosa a CO 2 üvegházhatásának. GWP = CO 2 1 GWP = SF Bomlási ideje: 3200 év Kiotói Egyezmény (1997) ÜHG kibocsátásának csökkentése (CO 2, CH 4, PFC, HFC, N 2 O, SF 6 ) Az SF 6 80%-át a villamosipar hasznosítja, viszont az innen származó kibocsátás a teljes megtermelt mennyiségnek 0,05 %-a (2002).

5 Előzmények Mit lehet tenni? - Álláspontok 1. Meghagyjuk, de a kezelését szigorítjuk gyártást, szállítást, felhasználást dokumentáljuk szivárgást csökkentjük újrafelhasználást tökéletesítjük kisebb térfogatú berendezések tervezése (kevesebb gáz) 2. Helyettesítjük csökkenetett SF 6 tartalmú gázkeverékkel más gázzal vagy gázkeverékkel

6 Előzmények Neves gyártók nagy mértékben támogatják a helyettesítésre irányuló kutatásokat. Cél: legalább olyan tulajdonságokkal rendelkezzen, mint az SF 6, de környezetbarát legyen Jelenleg nem ismerünk olyan gázt vagy gázkeveréket, amely minden tekintetben megfelelne az SF 6 helyettesítőjeként. A továbbiakban külön kezeljük a szigetelési és ívoltási tulajdonságot.

7 Helyettesítés szigetelésre Lehetséges helyettesítő gázok Szigetelésre jelenleg a levegő a legalkalmasabb ismert gáz

8 Helyettesítés levegővel Milyen lehetőségeink vannak a jobb szigetelés elérésére? megnöveljük N 2 /O 2 keverékben az O 2 tartalmat növeljük a nyomást megerősített burkolat szükséges nagy térerősségű részeken vagy a berendezés több részén szilárd szigetelőanyagot használunk megnöveljük az elektródatávolságot a méretek megnőnek

9 Helyettesítés szigetelésre Levegő: 78 % N % O % egyéb gázok

10 Helyettesítés levegővel Milyen lehetőségeink vannak a jobb szigetelés elérésére? megnöveljük N 2 /O 2 keverékben az O 2 tartalmat növeljük a nyomást megerősített burkolat szükséges nagy térerősségű részeken vagy a berendezés több részén szilárd szigetelőanyagot használunk megnöveljük az elektródatávolságot a méretek megnőnek

11 Helyettesítés szigetelésre 50%-os átütési feszültség a nyomás függvényében

12 Helyettesítés szigetelésre A levegő nyomását ugyanazon feltételek mellett közel háromszorosra kell növelni, hogy az elérje az SF 6 villamos szilárdságát.

13 Helyettesítés levegővel Milyen lehetőségeink vannak a jobb szigetelés elérésére? megnöveljük N 2 /O 2 keverékben az O 2 tartalmat növeljük a nyomást megerősített burkolat szükséges nagy térerősségű részeken vagy a berendezés több részén szilárd szigetelőanyagot használunk megnöveljük az elektródatávolságot a méretek megnőnek

14 Helyettesítés levegővel és szilárd szigetelővel Szilárd szigetelőanyaggal burkolt vezetők %-al nagyobb szigetelési szilárdság érhető el

15 Példák levegővel szigetelt berendezésekre Hitachi megoldások 24 kv, 600 A, 25 ka, P r =3,5 bar Vákuum-megszakító 4-állású földelő szakaszoló-kapcsoló 72 kv, 1200 A, 25 ka, P r =5 bar Vákuum-megszakító 4-állású földelő szakaszoló-kapcsoló

16 Példák levegővel szigetelt berendezésekre Mitsubishi C-GIS (Cubical Gas Insulated Switchgear) kv, P r =1,4 bar Vákuum-megszakító

17 Ívoltás SF 6 nélkül, példák ívoltásra a vákuum technológia bizonyul a legmegfelelőbb helyettesítésnek eddig középfeszültségen volt elterjedt folyamatos fejlesztések nagyfeszültségre 1,3 m hosszú, 70 kg

18 Ívoltás SF 6 nélkül, példák Jelenleg forgalomban lévő 126 kv-os vákuum-megszakító 2000 A, 40 ka

19 Ívoltás SF 6 nélkül, példák Csak szigetelőnek, szakaszolóban is alkalmazható a vákuum külön kamraként vagy megszakítóba integrálva. Hitachi, 24 kv, 600 A, 25 ka

20 Ívoltás SF 6 nélkül, példák Mitsubishi, 24 kv, 630 A, 25 ka

21 H-TEC fejlesztések H-TEC fejlesztések

22 H-TEC fejlesztések Hyundai, 25,8 kv, 2000 A, 600 A, SF 6

23 H-TEC fejlesztések Hyundai, 25,8 kv, 2000 A, 600 A, száraz levegő

24 H-TEC fejlesztések Hyundai, 170 kv, 3150 A, 2000 A, SF6 száraz levegő

25 H-TEC fejlesztések / Diplomamunka 25,8 kv-os földelő szakaszoló megszakító

26 H-TEC fejlesztések / Diplomamunka Működtető rudazat: 4 állapot megvalósítása

27 H-TEC fejlesztések / Diplomamunka ANSYS 10.0A1 PLOT NO E MN MX Szakaszoló megszakító villamos térerősség-eloszlása

28 H-TEC fejlesztések / Diplomamunka száraz levegővel szigetelt kapcsoló-berendezés, 25,8 kv, 2500 A

29 H-TEC fejlesztések / Diplomamunka kapcsolókészülék (megszakító) átvezető-szigetelő gyűjtősín burkolat hajtás kapcsolókészülék (földelőkapcsoló) leágazás átvezető-szigetelő (kábeltér felé) száraz levegővel szigetelt kapcsoló-berendezés

30 H-TEC fejlesztések / Diplomamunka A számításhoz szükséges modell kialakítása a levegővel feltöltött berendezés villamos térszámításhoz használt modell és annak metszetei

31 H-TEC fejlesztések / Diplomamunka Villamos térszámítás a D metszet mentén levegőben E meg =3 kv/mm (p=0,5 bar túlnyomás esetén)

32 H-TEC fejlesztések / Diplomamunka A berendezés módosítása lekerekítési sugár növelése árnyékoló lemezzel fázistávolság növelése szilikon gumisapkák a vákuumkamrák széleire

33 H-TEC fejlesztések / Diplomamunka A módosítás hatásának ellenőrzése eredeti geometria módosított geometria levegőben E meg =3 kv/mm (p=0,5 bar túlnyomás esetén)

34 Összefoglalás A gáz helyettesítésére irányuló kutatások és fejlesztések folyamatosak 170 kv-ig szigetelőgázként kiváltható az SF 6 Egyelőre a száraz levegő kedvező megoldásnak tűnik szigetelésre Egyre nagyobb feszültségszintre készülnek már vákuum-megszakítók Távol-Kelet a fejlesztésben előrébb jár, már léteznek környezetbarát berendezéseik a kereskedelemben

35 Köszönjük a figyelmet! Dr. Madarász György gymadarasz@h-tec.hu Heckl Tamás heckl.tamas@vet.bme.hu Varga Balázs varga.balazs@vet.bme.hu

Hasonló dokumentumok

Zero Emission. DILO. Sustainably tight. A technika jelenlegi állása szerinti korszerű SF 6. gázkezelés. MEE 60. Vándorgyűlés Mátraháza 2013.09.11.-13.

Zero Emission. DILO. Sustainably tight. A technika jelenlegi állása szerinti korszerű SF 6. gázkezelés. MEE 60. Vándorgyűlés Mátraháza 2013.09.11.-13. DILO. Sustainably tight. Zero Emission A technika jelenlegi állása szerinti korszerű SF 6 gázkezelés MEE 60. Vándorgyűlés Mátraháza 2013.09.11.-13. Előadó : Spohn Ferenc DILO Magyarországi képviselet www.dilo-gmbh.com