Blue line

Blue line

13. 11. 2018

Produkty vvn „SF6 free“

Globální oteplování je „horkým“ tématem současnosti. Aby se globální nárůst teploty podařilo omezit na maximálně 2°C, podle Rámcové úmluvy OSN o změně klimatu by rozvinuté země měly do roku 2050 snížit emise skleníkových plynů o 80–95 % oproti roku 1990. K ochraně klimatu směřují kromě jiného nařízení EU č. 517/2014 zaměřená na emise fluorovaných skleníkových plynů, například fluoridu sírového – SF6, který se používá ve spínacích přístrojích i rozváděčích vvn a vn. Již na rok 2020 je například stanoveno přezkoumání možných alternativ pro sekundární rozváděče vn. Jaké dopady mohou mít nová nařízení EU nejen na tato energetická zařízení s plynem SF6?

Od ekologického designu k produktům vvn „SF6 free“

Společnost Siemens se na ochranu životního prostředí zaměřuje již mnoho let. Již v roce 1993 kupříkladu zavedla takzvaný ekologický design, který se stal integrální součástí vývoje i výrobního procesu. Problematika plynu SF6, který Siemens jako zhášecí i izolační médium pro zařízení vvn s úspěchem používá již od roku 1968, rozhodně nezůstala stranou. V roce 2005 společnost dobrovolně přistoupila k opatřením ke snížení míry emisí SF6. Jen výrobní závod Siemens pro techniku vvn v Berlíně dosáhl již mezi léty 2010–15 trojnásobné snížení celkové míry jeho emisí, a to nejen v rámci výroby, ale také díky vysoké plynotěsnosti finálního produktu. U vypínačů i zapouzdřených rozvoden vvn Siemens dnes únik SF6 dosahuje maximálně 0,1 % ročně pro každý plynem samostatně plněný prostor.

Modrá řada produktů s „clean air“

Nejvýznamnější vliv má samozřejmě použití a množství samotného média SF6, přičemž například u vypínačů 123/145 kV Siemens došlo v několika posledních letech k úspoře asi 12 % náplně plynu. K zcela zásadnímu výsledku lze ovšem dojít pouze úplnou ekvivalentní náhradou plynu SF6 jako takového. Proto Siemens představil novou řadu produktů „SF6 free“, zvaných též „CO2 neutral“ nebo komerčně také „blue line“, tedy modrá řada.

Prozatím se jedná o vypínače 3AV1 do 145 kV, zapouzdřené rozvodny 8VM1 do 72,5 kV, zapouzdřené rozvodny 8VN1 do 145 kV, přístrojové transformátory vvn a generátorové vypínače vn HB3. Společným ukazatelem těchto produktů je nahrazení SF6 vakuem v roli zhášecího média a takzvaným „čistým vzduchem“, „clean air“, který slouží jako izolační médium.

„Clean air“ je syntetická směs 80 % dusíku a 20 % kyslíku, filtrovaná a zcela suchá. Její využití jako izolačního média představuje inovaci, kterou provází řada výhod.

Vypínače SF6 vvn a zvn Siemens se mimo jiné vyznačují minimálními požadavky na instalaci, provoz a údržbu, dlouhou životností, která dosahuje minimálně 50 let, a mimořádnou spolehlivostí. Střední doba mezi poruchami („MTBF“ – „main time between failure“) je přitom ve srovnání se statistikou CIGRE více než 15x delší. Vynikající parametry produktů jsou výsledkem sto let trvajícího procesu vývoje a výroby spínací techniky. Právě takové bohaté zkušenosti jsou zároveň předpokladem úspěchu při vývoji technicky i komerčně využitelných a spolehlivých vypínačů „SF6 free“.

Vakuové vypínače vvn

Při vývoji vakuových vypínačů vvn příští generace navázal Siemens na vlastní více než 40leté zkušenosti z oblasti vakuových zhášedel vn – na celém světě je v provozu již přes 5,5 milionu těchto zařízení Siemens pro jmenovité napětí až 52 kV. Zhášecím prostředkem i nadále zůstává vakuum, pro médium izolační však bylo nutno za ně nalézt náhradu. Po zkušebních aplikacích s dusíkem byl pro izolaci vybrán a úspěšně testován již výše uvedený „clean air“. Výsledkem je produkt vvn se stejnými spolehlivostními předpoklady jako jeho osvědčení předchůdci vn.

Nové vakuové vypínače vvn jako finální produkt přitom přímo navazují především na osvědčenou řadu vypínačů se zhášecím i izolačním médiem SF6 typové řady 3AP1, se zhášedlem využívajícím vlastní energii oblouku (původní patent Siemens) a pružinového střádačového pohonu, včetně izolátorů, převodového mechanického ústrojí a nosných konstrukcí. V úspěšném modulárním konceptu těchto vypínačů byla v podstatě modifikována až nahrazena „jenom“ zhášecí komora.

V srpnu 2010 byly realizovány první pilotní projekty pro vakuové vypínače 3AV1-72,5 kV, pro které jsou již dnes k dispozici kompletní typové zkoušky podle IEC 62271-100 a v reálném provozu bylo provedeno minimálně 6500 úspěšných spínacích operací. První referenční dodávky vakuových vypínačů 72,5 kV byly uskutečněny do Francie, Belgie a Lucemburska.

Řešení pro Českou republiku

Podstatně zajímavější a perspektivnější pro Českou republiku však budou vypínače 3AV1-145 kV. Ve světě byly v roce 2017 aplikovány v prvních pilotních projektech (pro sítě 123 kV a 145 kV v Německu a ve Švýcarsku), v přípravě jsou dodávky do Polska, které by se měly realizovat v roce 2018. Jak již bylo zmíněno, tyto vypínače konstrukčně navazují na vypínače SF6 typové řady 3AP1. Kromě toho představují jejich nástupce ohledně jmenovitých parametrů a provozních charakteristik. To mimo jiné znamená, že i tyto nové vypínače, prozatím pro jmenovité napětí do 145 kV, dosahují jmenovitého proudu až 3150 A a vypínacího proudu až 40 kA.

Řez zhášecí komorou vypínače 3AV1FG-72,5 kV (Principiálně stejná je i komora pro vakuové vypínače 145/123 kV, ale vnější izolace je ve standardním provedení polymerová.)

Řez zhášecí komorou vypínače 3AV1FG-72,5 kV (Principiálně stejná je i komora pro vakuové vypínače 145/123 kV, ale vnější izolace je ve standardním provedení polymerová.)

 

Skutečnost, že pro nové vypínače „SF6 free“ není nutno řešit problémy s postupným zkapalňováním plynu při teplotách kolem -33 °C a níže, znamená, že rozsah provozních teplot nových vypínačů je -60 °C až +55 °C, a to bez jakéhokoliv omezení velikosti jmenovitých vypínacích proudů nebo potřeby nasazení směsných plynů (se zachováním značného podílu SF6) nebo vypínačů „dead tank“ (s vyhříváním kovových pouzder).

Výsledkem náročného vývoje je nový vakuový vypínač, jehož vnější design se na první pohled příliš neliší od vypínače SF6, nicméně zásadní změnu představuje jiný typ a princip zhášecí komory. Tento posun produkt zařazuje do nové generace vypínačů vvn „SF6 free“ nebo také „CO2 neutral“. Nová, nebo přinejmenším zcela modifikovaná zhášecí komora sestává, stejně jako její „SF6 předchůdci“, z pevných a pohyblivých kontaktních částí a zhášecí roury, třebaže samozřejmě jiné geometrie a vnitřního uspořádání. Na rozdíl od „SF6 předchůdců“ nebo přesněji ještě dlouhou dobu „SF6 současníků“ jsou však zhášecí a izolační média rozdílná. Zhášecím prostředkem je vakuum, vnitřním izolačním médiem syntetický čistý vzduch „clean air“.

Sdílet článek

Chcete vediet viac? Napíšte nám

Odoslaním formulára súhlasím so spracovaním osobných údajov. Vyplnené osobné údaje budeme spracovávať za účelom spracovania vášho dopytu alebo dotazu. Vďaka tomu vám budeme môcť čo najskôr odpovedať a vyriešiť vašu požiadavku. Pre viac informácií kliknite tu.