Tilbake til søkeresultatene

ENERGIX-Stort program energi

Cost-effective Rotational Switch for SF6-free Gas Insulated Switchgears

Alternativ tittel: Kostnadseffektive roterende strømbrytere for SF6-frie gassisolerte koblingsanlegg

Tildelt: kr 14,5 mill.

Prosjektnummer:

309712

Søknadstype:

Prosjektperiode:

2020 - 2024

Midlene er mottatt fra:

Gassisolerte strømbrytere (GIS) for mellomspenning (MV) er viktige komponenter i distribusjonsnettet, både på primær- og sekundærsiden. ABB Electrification Norway i Skien produserer 12, 24 og 36 kV gassisolerte koblingsanlegg for hele verdensmarkedet. Disse MV koblingsanleggene er tradisjonelt sett fylt med svovelheksafluorid (SF6), en god elektrisk isolasjons- og strømbrytergass. Fordi SF6 er en meget sterk klimagass, har det blitt viktig å utvikle SF6-fri teknologi for å redusere klimaavtrykket til disse koblingsanleggene. ABB har utviklet SF6-fri bryterteknologi opp til 24 kV ved å bruke enten luft eller en blanding av luft og C5-fluorketon: AirPlus. I dette prosjektet er målet å utvikle nye SF6-frie "roterende treposisjonsbrytere" basert på luft og AirPlus TM, og på denne måten utvikle mer kostnadseffektive koblingsanlegg for alle tre spenningsnivåer: 12, 24 og 36 kV. Dette er et samarbeidsprosjekt mellom NTNU, SINTEF, KTH og ABB. Et vellykket prosjekt innebærer at SF6-frie koblingsanlegg i større grad vil kunne overta for konvensjonell SF6-basert teknologi, fordi de både blir teknologisk og kostnadsmessig konkurransedyktige. Fra og med september 2020 har PhD-student Paul Monceyron Røren jobbet med sitt forskningsprosjekt på NTNU. Et PhD-oppstartsmøte ble avholdt med ABB hvor de kortsikte målene for prosjektet ble definert. Testoppsettet for undersøkelser av bryteevnen til forskjellige ablasjonsmaterialer er ferdigstilt. Utvalgte tester har blitt utført i luft for forskjellige materialer, og videre testing i AirPlus skal utføres i nær fremtid. En MSc-student har blitt en del av prosjektet og skriver sin masteroppgave om lastbrytere med polymerablasjon. SINTEF har designet og ferdigstilt byggingen av en ny testbenk for strømbrytingseksperimenter i luft og AirPlus med testbrytere og prototyper med roterende bevegelse. Dette testoppsettet gjør det mulig å benytte en enkel knivbryter i en tre-stillingskonfigurasjon. Det er fremdeles flere problemstillinger som må undersøkes og utvikles videre med tanke på at dette inkludere flere nye ideer. Denne prototypen har lovende karakteristikker som et eventuelt nytt produkt for ABB. ABB har utført flere utviklingstester på brytere for å undersøke passende parametere for å forbedre bryteevnen, samt for utviklingen av et nytt fremtidig produkt.

ABB ELDS in Skien manufactures 12-40.5 kV compact, gas insulated switchgears for the world market. Traditionally, these have been based on using sulphur hexafluoride (SF6) gas as the electrical insulation- and current interruption medium. Since SF6 is an extremely strong greenhouse gas, ABB is currently working on replacing this gas with an environmentally benign alternative; a mixture of air and fluoroketone referred to by the trade name AirPlusTM. The manufacturing costs for the AirPlus™ switchgear are – due to the poorer insulation and interrupting capabilities compared to SF6 – not as low as for the SF6-based solution. The SF6 switchgear has a so-called "three-position switch", which can take "closed", "open" and "earthed" (grounded) positions, with using only one operating shaft. For the existing AirPlus™ switchgear, the load current switching function and the earthing function are performed by two separate devices. This solution takes up more space and materials, and even more important, makes up a considerably portion of the switchgear manufacturing costs. The proposed project aims at developing a compact and inexpensive "three-position switch" concept for air and AirPlus™, based on a rotational movement and preferable with a simple "knife contact" system, instead of the linear movement, axisymmetric "tulip-pin" contact device currently applied in the AirPlus™ switchgear. This involves developing and testing design features (piston/cylinder arrangements, nozzle geometries, evaporating polymers, etc.) that provide a rapid contact movement together with a sufficiently strong gas flow onto the switching arc to extinguish it and thereby interrupt the current. The project is a collaboration between ABB ELDS in Skien, SINTEF, NTNU and KTH.

Aktivitet:

ENERGIX-Stort program energi