Wraz ze wzrostem poziomu elektryfikacji i postępującym rozwojem odnawialnych źródeł energii rośnie zapotrzebowanie na rozdzielnice średniego napięcia. Urządzenia te wykorzystują powszechnie heksafluorek siarki (SF6) – wytwarzany sztucznie gaz, który ma potencjał powodowania globalnego ocieplenia. Chcąc inwestować w ekologiczną, bardziej zrównoważoną i cyfrową przyszłość branża energetyczna poszukuje więc alternatyw. W odpowiedzi na to zapotrzebowanie Schneider Electric w rozdzielnicach SN typu SM AirSeT gaz SF6 zastępuje izolacją powietrzną, wykorzystując nową technologię Shunt Vacuum Interruption (SVI)TM – bocznikowego przerywania prądu w próżni. To najbardziej ekologiczne i innowacyjne rozwiązanie dostępne na rynku.
W poszukiwaniu alternatywy
Na całym świecie działa ponad 30 mln rozdzielnic SN, które wykorzystają gaz SF6. Jest on doskonałym czynnikiem izolacyjnym i gaszącym łuk elektryczny. To gaz obojętny, co oznacza, że nie wchodzi łatwo w reakcje chemiczne, a do tego jest niepalny i nietoksyczny. Teoretycznie więc nie powoduje zagrożeń dla monterów czy konserwatorów urządzeń. Do tego dzięki jego wyjątkowym właściwościom możliwe okazało się zmniejszenie rozmiarów rozdzielnic, co w efekcie przełożyło się na popularność tego rozwiązania. Heksafluorek siarki ma jednak jedną podstawową wadę. Posiada aż 23,5 tys. razy większy potencjał powodowania globalnego ocieplenia niż dwutlenek węgla.
SF6 objęty jest Protokołem z Kioto i Dyrektywą Europejską 2003/87 dot. handlu uprawnieniami do emisji gazów cieplarnianych. Cały cykl jego wykorzystania musi podlegać nadzorowi, a po wycofaniu z eksploatacji urządzenia, w którym się znajduje, gaz ten musi zostać poddany recyklingowi, czym zajmują się specjalistyczne firmy. Jak łatwo się domyślić wszystko to zwiększa koszty: sam recykling SF6 może stanowić nawet 20% kosztu zakupu i eksploatacji rozdzielnicy.
Przełom w Schneider Electric – rozdzielnica SM AirSeT
Negatywne aspekty związane z wykorzystywaniem gazu SF6 zostały wyeliminowane dzięki opracowaniu przez Schneider Electric rozdzielnic, które wykorzystują izolację powietrzną w połączeniu z nową technologią Shunt Vacuum Interruption (SVI)TM – bocznikowego przerywania prądu w próżni. Podstawową zaletą tego rozwiązania jest fakt, że nie wykorzystuje ono gazu SF6, co powoduje, że nie zachodzi potrzeba jego recyclingu.
Dzięki połączeniu zalet czystego powietrza i próżni udało się opracować rozwiązanie, które ma takie same gabaryty, jak tradycyjne rozdzielnice – nowe urządzenia są więc w pełni kompatybilne z dotychczas stosowanymi. Ich zastosowanie nie wymaga ani modernizacji całej instalacji, ani specjalnego szkolenia z ich obsługi dla pracowników zajmujących się konserwacją czy rozbudową sieci energetycznych.
– Suche powietrze i przerywacz próżniowy stanowią najlepsze rozwiązanie, które pozwala uniknąć stosowania gazów alternatywnych i nie naraża na kontakt z ich toksycznymi produktami ubocznymi, powstającymi podczas przerywania obwodu – wyjaśnia Przemysław Sękowski, Szef Produktu w Schneider Electric. – Nowa konstrukcja oparta jest o szereg innowacyjnych, opatentowanych rozwiązań. Nowy 3-pozycyjny rozłącznik z niewielką komorą próżniową, wykorzystywaną jedynie do gaszenia łuku w momencie rozłączania, stanowi kompaktowe i ekonomiczne rozwiązanie. Jest ono całkowicie przyjazne dla środowiska, bezpieczniejsze dla ludzi, a do tego eliminuje potrzebę odzyskiwania gazu po wycofaniu z eksploatacji i wykorzystuje ten sam schemat operacji łączeniowych, co istniejące rozłączniki. Co więcej, rozwiązanie to charakteryzuje się bardzo długą żywotnością.
To nie wszystkie zalety nowych urządzeń od Schneider Electric. Rozdzielnice tej firmy są bowiem wyposażone bezprzewodowe czujniki skomunikowane z systemem autodiagnostyki, co umożliwia całodobowe monitorowanie stanu urządzenia, a nawet bardziej kompleksowe działania analityczne. Biorąc pod uwagę, że w ciągu najbliższej dekady przedsiębiorstwa energetyczne zainwestują ok. 3,2 bln USD w nową i zastępczą infrastrukturę przesyłową i dystrybucyjną, możliwość wykorzystania potencjału danych do zarządzania nią, przewidywania awarii i planowania konserwacji będzie miała niebagatelne znaczenie.
Rozdzlenica SM AirSeT w praktyce
Możliwości, jakie otwierają przed firmami nowe rozdzielnice od Schneider Electric w postaci wyeliminowania niebezpiecznego dla środowiska gazu SF6 i wykorzystania siły cyfrowych danych poprzez połączenie urządzeń z platformą EcoStruxure sprawiają, że kolejne firmy podejmują się ich montażu.
Firma E.On zarządza na przykład największą siecią dystrybucji energii w Szwecji. Celem firmy jest całkowite wyeliminowanie gazów cieplarnianych ze swej działalności. W tym celu m. in. firma do 2025 r. pragnie uniezależnić się od paliw kopalnych, co pociąga za sobą większe rozproszenie wytwarzania energii i uwzględnienie w całej sieci infrastruktury do ładowania samochodów. Firma postawiła zatem na rozwiązanie Schneider Electric. Dzięki temu, że kioski podstacji są łatwe w montażu, udało się uniknąć długich przerw w dostawach energii dla klientów. Do tego technicy chwalą sobie rozwiązanie za intuicyjny interfejs, a uzyskiwane dane pozwalają na przewidywanie awarii i planowanie konserwacji, co przekłada się na całą działalność firmy.
Z kolei GreenAlp to operator sieci w Grenoble we Francji. Firma obsługuje ok. 120 tys. klientów i posiada ok. 750 podstacji, które się starzeją, w związku z czym wymagają stałego nadzoru, konserwacji i sukcesywnej wymiany. Sięgając po rozwiązania Schneider Electric, firma otrzymała tę samą jakość i niezawodność bez szkody dla środowiska. Do tego wykorzystane rozdzielnice bez SF6 w pełni odpowiadają zainstalowanym urządzeniom sieciowym. Analiza danych pozwala zaś na skuteczniejsze zarządzanie zasobami, co przejawia się np. w lepszym rozmieszczeniu zespołów konserwacyjnych.
Rozdzielnice, które zamiast SF6 wykorzystują czyste powietrze i próżnię, stanowią więc odpowiedź na wyzwania, przed jakimi staje współczesna branża elektroenergetyczna. Ich proekologiczność pozwala firmom energetycznym w pełni zrealizować zakładane cele ESG (Środowisko, Społeczna Odpowiedzialność, Ład Korporacyjny), które przecież obejmować powinny nie tylko obszar wytwarzania, ale także dystrybucji energii. Do tego pełna cyfrowość urządzeń pozwala sprostać wymogom współczesności, wśród których jest zarówno radzenie sobie z obsługą sieci opartej na rozproszonych źródłach energii, jak i zarządzanie tymi sieciami w modelu opartym na danych, co pozwala zoptymalizować koszty utrzymania infrastruktury i szybko reagować na postępujące zmiany.
Źródło: Schneider Electric
