SF6-kaasu sähkönjakelussa final - · PDF fileIEC 60480 Kojeistosta poistetun SF6 kaasun tarkastus ja käsittely CIGRE 234 SF6 kaasun kierrättäminen CIGRE 276 SF6 kaasun käsittelyohjeet

SF6-kaasu sähkökojeistoissaSeminaari keskijänniteverkon suunnittelijoille9.10.2012 Olli Lehtonen

Seminaari Keskijänniteverkon Suunnittelijoille9.12.20129.10.2012

Public © 2012, Siemens Osakeyhtiö All rights reservedslide 2

Sisältö

Johdanto SF6-eristettyjen

keskijännitekojeistojen edut SF6-kaasu ja ympäristö EU lainsäädäntö Yhteenveto ja näkymät



Johdanto

SF6-kaasua on käytetty

Sähkönjakelun laitteissa jo vuodesta 1960 lähtien,

pääosin suurjännitekojeistoissa ja -katkaisijoissa > 52 kV

Siemens keskijännitekojeistoissa vuodesta 1982 lähtien

Katkaisijakojeistoissa eristeenä yhdessähuoltovapaiden tyhjökatkaisijoiden kanssa

Kuormaerotinkojeistoissa

eriste- ja valokaaren sammutusaineena



6 fluoriatomia rikkiatomin ympärillä

5x ilmaa raskaampaa, väritön, hajuton ja kemiallisesti neutraali (reagoimaton)

Ei ole vaarallisia ominaisuuksia

Ei ole ekologisesti myrkyllinen

Ei ole otsonikerrosta ohentavaa vaikutusta

SF6-kaasulla on erinomaiset sähköiset ominaisuudet

Ilmaston lämpenemän kannalta haitallinen kaasu

SF6-kaasun ominaisuudet



SF6-kaasun sähköiset ominaisuudet

Eristeominaisuudet 2.5 kertaa paremmat kuin ilmalla

Erinomaiset sammutusominaisuudet,100 kertaa paremmat kuin ilmalla

Parempi lämmönjohtokyky kuin ilmalla

Eriste- ja sammutusominaisuudet yhdistettävissä



SF6-eristettyjen keskijännitekojeistojen edut:



Erinomaiset käyttöominaisuudet

Korkea luotettavuus Ympäristöstä riippumaton Alhainen häiriöherkkyys Huoltovapaus

Pieni tilantarve Kompaktit rakenteet Saneerauskohteet Sijoittaminen

kulutuspisteeseen

Korkea henkilöturvallisuus Metallinen ja maadoitettu

kotelointi Avaamattomat osastot Alhaiset sähkömagneettiset

kentät



Erinomainen käytön luotettavuus

Ympäristön haittavaikutusten suojaus kaasutilojen koteloinnilla

Riippumattomuus ympäristön vaikutuksista

Ei koskettimien tai komponenttien hapettumista

Ei eristekyvyn heikkenemistä ulkoisten haittavaikutusten seurauksena

Vieraat esineet

Kosketus

Tuhoeläimet

Valo

Aggressiiviset luonnontai keinotekoiset kaasut

Pöly

Suola

Kosteus



Tilan säästö – Suurjännite SähköasematTilatarpeen vertailu AIS / GIS 110kV



Tilan säästö – katkaisijakojeistotTilatarpeen vertailu AIS / GIS

AIS = 100 %GIS huonetilavuus*GIS huonepinta-ala*

Lähde: ZVEI

* Kojeistohuone

42%34%

17%

43%

21%

51%

0%

20%

40%

60%

80%

100%

12 kV 24 kV 36 kV



Tilan säästö - rengasjakelukojeistot (RMU)Tilatarpeen vertailu AIS / GIS

12% 10% 10%17% 14%

29%

0%

20%

40%

60%

80%

100%

12 kV 24 kV 36 kV

AIS = 100 %GIS huonetilavuus*GIS huonepinta-ala*

Lähde: ZVEI

* Kojeistohuone



Esimerkki: RMU – eilen ja tänään



Kaasun valvonta IEC 62271-1 standardin mukaisesti

Hermeettisesti suljetut painejärjestelmät

Vuotohäviö alle 0.1 % vuodessa ei jälkitäyttöä eliniän aikana

Menetelmää käytetään nykyään pääosin kaikissa SF6-eristeisissäkeskijännitekojeistoissa

Elinikä yli 35 vuotta

Suljetut painejärjestelmät

Jälkitäyttömahdollisuus, lähinnäsuurjännitekojeistoissa

Vuotohäviö alle 1 % vuodessa, täyttöväli yli 10 vuotta



Hermeettisesti suljettu säiliö

Esimerkki “RMU”Kaapelipääteläpiviennit

Suurjännitesulakkeet

MuuntajaKaapeliKaapeli

Ohjaimien läpiviennit Paineen purkauslevy

Seminaari Keskijänniteverkon Suunnittelijoille9.12.2012

Kaasun täyttöputki hitsaamalla hermeettisesti suljetussa kytkinlaite-säiliössä

9.10.2012Public © 2012, Siemens

Osakeyhtiö All rights reservedslide 15

Hermeettisesti suljettu säiliö


Automaattinen vuodontunnistus ja kaasun täyttöasema kokonaiselle kytkinkojeistosäiliölle takaavat maksimitiiveyden.



Kaasun vuotokoestus tuotannossa



Kuljetettavat huoltovaunut

Pienet huoltovaunut työmaalla käyttöä varten

Nestemäinen SF6 säiliö

Kaasu- tai nestesäiliö, irroitettava

tyhjöpumppu


Huoltovaunutehtaan kierrätysosastolla



SF6-kaasun kierrätys tehtaalla



Public © 2012, Siemens Osakeyhtiö All rights reserved

SF6-kaasu ja ympäristö



Poliittisia keskusteluja vuodesta 1990 lähtien

“Ympäristöasiantuntijat” ja julkaisut ovat muodostaneet dramaattisen kuvan

Puuttuva teollisuuden huomio

Yhdysvaltojen teollisuus sallii kaasun vapaan käytön

Valmistajat jotka eivät hallitse SF6 teknologiaa ovat aiheuttaneet kyseenalaisen maineen



Ei myrkyllisiä ominaisuuksia

Ei vahingoita otsonikerrosta

On kasvihuonekaasu, Kioto

SF6-kaasun kasvihuonevaikutus on muunnettu CO2 –vertailukelpoiseksi GWPx-kertoimella 22 200 *(tähän saakka GWP 23 900 )

x GWP = Ympäristön lämpenemä potentiaali, 100 vuoden vertailujaksolla

* IPCC Climate Change 2001: tutkijoista perustettu työryhmä

Intergovernmental Panel on Climate Change

SF6 - Ympäristön vaikutusominaisuudet



SF6 kasvihuonekaasuna

CO2– hiilidioksidi

CH4 – metaani

N2O – typpioksiduuli(dityppioksidi/ilokaasu)

SF6 kaasun osuus kasvihuonepäästöistä vain 0.28% ( ! ) SF6 kaasun osuus EU:ssa sähkölaitteissa (suljettu käyttötapa) 0.05% SF6 kaasun osuus Saksassa: Kokonaisuudessa 0.035%,

keskijännitekojeistot 0.004% Muut SF6 lähteet (avoin käyttötapa): Magnesiumvalu, äänieristetyt

ikkunat, puolijohteiden valmistus, lääketeollisuus ja sotilaallinen käyttö

Kasvihuonepäästöt EU-15 2002

(SF6 osuus < 0.3 % )

Lähde:EU-15

1990-2008:

-6,9%

Kioto tavoite -8,0%




SF6 kasvihuonekaasuna - Kioton tavoitteet

Kioton tavoitteet, maailmanlaajuisesti (julkaisu 1997): Vähentää kasvihuonekaasupäästöjä 5.2% ajalla 2008-2012 verrattuna päästötasoon vuonna 1990

Kioton tavoitteet, Euroopassa (julkaisu 1997):Kasvihuonekaasupäästöjen vähentäminenEU:ssa 8% ajalla 2008-2012 (Saksassa 21%) perustuenlähtötasoon vuonna 1990.

EU:ssa jäsenvaltiot ovat sopineetpoikkeavat tavoitteet kasvihuonekaasupäästöjenalentamiselle tai kasvattamiselle.

Vähennys

Lisäys

Kasvihuone-kaasupäästöt



Elinkaaren hallinta tutkimus - Ekologinentasapainotarkastelu (2004)Verkon rakenne: Kaupunkiverkko tai maaseutuverkko




Vaikutukset ilmaston lämpenemiseen

Elinkaaren hallinta tutkimus

-22%

1 1

GIS teknologialla pienempi vaikutus GWP:hen

Materiaali ja

valmistus

TehohäviötSF6 päästöt



GIS säästää resursseja Käyttöikä noin 40 vuotta Tuotanto energiataloudellisempi Vähemmän siirtohäviöitä sähkönsiirrossa Pienemmät kojeiston mitat ja rakennustilavuudet Vähemmän kierrätettävää ja pidemmät

kierrätysvälit Pienemmät kuljetus ja kunnossapitotarpeet

SF6-kaasueristeisten kojeistojen (GIS) käyttökiellot tai rajoitukset eivät ole perusteltuja ympäristön näkökulmasta

Elinkaaren hallinta tutkimus, Yhteenveto




EU lainsäädäntö



Euroopan Parlamentin ja Neuvoston Asetus

F- kaasu Asetus N:o 842/2006/EC annettu 17. Toukokuuta 2006 tietyistä fluoratuista kasvihuonekaasuista

- voimaantulo 4. heinäkuuta 2006 alkaen- käytössä 4. heinäkuuta 2007 lähtien

Yleisiä ehtoja F-kaasujen käytölle (sisältäen SF6) Päästöjen torjunta ja minimointi Kierrätys ja jätteen käsittely Henkilökunnan koulutus ja hyväksytys SF6-kaasun

käsittelyyn Jäsenvaltioiden raportointivelvollisuus

• Ei yleisesti koske keskijännitekojeistojen käyttöhenkilökuntaa

Ei käyttökieltoja tai rajoituksia SF6 kytkinkojeistojen käytölle > 1 kV




EU:n F-kaasu asetus

GIS valmistajat raportoivatkaasun siirroista EU:n sisälläja ulos EU:sta

Artikla 4 “SF6 kaasun käsittely”

Ohjeet, kuinka asia pitäälaitteissa ilmaista

Vain sertifioidut henkilötsaavat suorittaa SF6 kaasutöitä

Asennettujen kojeistojenkäsittely

Article 7 ‘’Ilmaiseminen”

Artikla 5 “Koulutusja sertifiointi”

Asetus (EY)Nr. 842/2006

Fluoratutkasvihuone-

kaasutArtikla 6 “Raportointi”

EU:n F-kaasu asetus vahvistaa laillisesti kaasun käytön tulevaisuudessa




EU:n F-kaasu asetus – Artikla 7

07/2006 Kioton tavoitteet muunnettuna EU laiksi:Säännös (EC) No. 842/2006 ja säännöksen liite (EC)

1494/2007Artikla 7 – Ilmaiseminen (04/2008 mukaisesti)



Yhteenveto

Kuitenkin: Käyttäjä päättää käytetyn teknologian.

SF6 kytkinkojeistojen ominaisuuksia:

Suuri eristys- ja katkaisukyky

Kytkinkojeistojen ja –laitteiden pieni koko

Riippumattomuus ympäristön olosuhteista

Korkea luotettavuus ja pieni häiriöalttius

Erittäin korkea henkilöturvallisuus

Alentuneet siirtohäviöt

Laitteiden pitkäikäinen käyttö




Viimeisimmät standardit ja julkaisutIEC, CIGRE, T&D Europe

IEC 62271-1 Yleiset määritelmät SF6- ja ilmaeristeisillesuurjännitekojeistoille ja -laitteille

IEC 62271-200 Suurjännitekojeistot ja -laitteet >1kV ... 52kV

IEC 62271-303 SF6 kaasun käyttö ja käsittely

IEC 60376 Uuden SF6 kaasun määrittelyt

IEC 60480 Kojeistosta poistetun SF6 kaasun tarkastus ja käsittely

CIGRE 234 SF6 kaasun kierrättäminen

CIGRE 276 SF6 kaasun käsittelyohjeet

T&D Europe SF6 kaasu sähköisissä kojeistoissa. Ohjeet käyttäjille ja valmistajille

IEC: International Electrotechnical Commission For Standards

CIGRE: Conseil International des Grands Réseaux Électriques

T&D Europe: Sähkön siirto ja jakelu laitevalmistajien ja kunnossapitoyhtiöiden järjestö



Näkymät

SF6 kytkinkojeisto tulevaisuudessa:

SF6 kojeistojen markkinaosuus kasvaa

Elinkaarianalyysit vahvistavat ympäristöystävällisyyden

EU:n F-kaasu asetus vahvistaa laillisesti kaasun käytön tulevaisuudessa

SF6 kytkinkojeisto on turvallinen investointi tulevaisuuteen



Documents

SF6-kaasu sähkönjakelussa final - · PDF fileIEC 60480 Kojeistosta poistetun SF6 kaasun tarkastus ja käsittely CIGRE 234 SF6 kaasun kierrättäminen CIGRE 276 SF6 kaasun käsittelyohjeet