Distribuição de descarbonização

Dec 04, 2023

A onda de calor do verão deu ao Reino Unido uma amostra do que esperar das mudanças climáticas. A experiência mostrou que é vital descarbonizar a infraestrutura. Stephen Gibbs explica como um novo tipo de gás isolante para aparelhagem pode ajudar

De acordo comOfgem , cerca de 200.000 unidades de comutação que atendem à rede do Reino Unido contêm hexafluoreto de enxofre (SF6), o gás isolante que garante operações seguras e previsíveis. O SF6 é excelente como isolante e resiste à quebra mesmo durante o arco elétrico.

A desvantagem do SF6 é que ele é um potente gás de efeito estufa com potencial de aquecimento global cerca de 24.000 vezes maior que o CO2. Além disso, pode permanecer na atmosfera por 3.200 anos. Por causa disso, o uso de SF6 é severamente restrito e monitorado de acordo com os regulamentos de gás F do Reino Unido e deve ser manuseado por técnicos certificados.

Embora essas medidas minimizem o risco, vestígios de gás podem escapar e escapam por pequenas imperfeições nos tanques do painel de distribuição e pequenas perdas durante o manuseio. Em 2019-20, ooperadores de rede de distribuição do Reino Unido(DNOs) registraram uma taxa média de vazamento de 0,27%, o que equivale a 866kg do gás.

No entanto, os operadores podem agora instalar alternativas aos painéis isolados a gás SF6 (GIS) graças ao recente desenvolvimento em tecnologia dos fabricantes de painéis elétricos, especialmente para painéis de média tensão em redes de distribuição. Isso criou uma nova oportunidade para descarbonizar a rede.

Para aparelhagem de até 12kV, o ar seco é ideal como meio isolante para aparelhagem. Como o próprio nome sugere, é um ar extremamente puro e limpo, sem teor de umidade. É barato, abundante e comprovado, tendo sido usado em 12kV por muitos anos.

O desafio é que, à medida que a tensão aumenta, também aumenta o nível necessário de isolamento. Existem duas soluções possíveis para isso.

A primeira é usar ar seco em alta pressão, o que aumenta sua rigidez dielétrica (e, portanto, sua eficácia como isolante elétrico). No entanto, isso requer uma mudança de mentalidade para o projeto do painel, especialmente para unidades classificadas em 24 ou 36 kV.

A 36kV, o ar seco precisaria ser pressurizado a vários bares. Um bar de pressão equivale à experiência de estar sob uma coluna de água de 10m de altura. Portanto, para acomodar essa alta pressão interna de ar seco, os projetistas de comutadores precisam fazer tanques mais fortes com paredes reforçadas. Eles podem até usar uma abordagem semelhante aos tanques cilíndricos usados ​​para proteger os contatos em painéis de alta tensão para redes de transmissão.

Isso criaria um comutador de tamanho maior e que pode não caber no tamanho disponível quando instalado como um substituto. Isso também criaria um risco operacional, pois qualquer perda de pressão afetaria imediatamente o desempenho da comutação, a disponibilidade e a segurança dos ativos. Os DNOs precisariam combater isso instalando monitoramento de pressão extensivo e alarmes para fornecer os dados

Portanto, embora o próprio ar seco seja barato e familiar, o comutador resultante tem desvantagens.

A segunda das duas soluções é usar um gás isolante alternativo que foi desenvolvido para substituir o SF6 para quadros acima de 12kV. Este contém um composto de fluorocetona que é combinado com ar seco em uma proporção de 15% / 85% para criar uma mistura de gás chamada AirPlus com rigidez dielétrica semelhante ao SF6.

Ele pode ser implantado com sucesso para aparelhagem de 36kV a um pouco acima da pressão atmosférica. Como resultado, os fabricantes podem usar o gás sem a necessidade de redesenhar significativamente o painel de distribuição.

Ao longo da vida útil do painel, ele é semelhante ao funcionamento do painel isolado com SF6, mas sem os requisitos de relatório, pois não está sujeito aos regulamentos de gás fluorado. No caso de perda de pressão, o impacto no desempenho seria modesto, permitindo que o operador agendasse a manutenção em vez de ter que retirá-lo de serviço em caráter de emergência. Isso é conhecido como run-flat, semelhante a um carro com pneus run-flat.