Tilbake til søkeresultatene

ENERGIX-Stort program energi

New gases for GIS - long-term reliability and fundamental understanding of insulation properties

Alternativ tittel: Nye gasser for koblingsanlegg - langsiktig pålitelighet og grunnleggende forståelse av isolasjonsegenskaper

Tildelt: kr 15,7 mill.

Gassisolerte koblingsanlegg (ofte kalt GIS-anlegg) er essensielle komponenter i et robust, sikkert og fleksibelt energisystem. Bryterne i koblingsanleggene kobler ut strømmen når det oppstår feil, beskytter mot overspenninger når man må gjøre vedlikehold på nettkomponenter, og kan brukes til å omdirigere energiflyten ved behov. Den vanligste gassen som brukes i bryterteknologi er SF6, blant annet fordi den har svært god elektrisk isolasjonsevne. Dessverre er SF6 den sterkeste klimagassen vi kjenner til, mer enn 23 000 ganger verre enn CO2 per kg. Ved å finne en god erstatning til SF6 kan miljøavtrykket til Norges og verdens koblingsanlegg reduseres kraftig. "Nye gasser for koblingsanlegg"-prosjektet skal forske på de dielektriske egenskapene til SF6-alternativer for mellom- og høyspenningsnivå i et langtidsperspektiv. Prosjektet skal undersøke hvordan de nye gassene oppfører seg under spennings- og aldringspåkjenninger gjennom labforsøk og numerisk modellering, og dermed bidra til: - Fremtidens bærekraftige og robuste kraftnett. - Å redusere nasjonal og global bruk av SF6. - Å bidra til økt forsyningssikkerhet, ved å utvikle verktøy for tilstandskontroll i nye gasser. - Å styrke nasjonale forsknings- og utdanningsinstitusjoner på temaer som er relevante for norsk industri og befolkning. - Å styrke samarbeidet i verdikjeden for bryterteknologi ved å samle forskningsinstitutt, industripartnere og nettoperatører. "Nye gasser for koblingsanlegg" bidrar til en sikker implementering av mer miljøvennlig bryterteknologi i energinettet, hvor forsyningssikkerhet må opprettholdes, også i et langtidsperspektiv. Prosjektpartnerlista inkluderer gassprodusenter, bryterprodusenter, forskningsinstitutt og nettoperatører: SINTEF Energi AS, NTNU, ETH, ABB, GE Power, Hyundai Electric Switzerland, Hitachi ABB, Statnett, Elvia, Tensio, National Grid og 3M. Arbeidet med karakterisering av elektriske utladninger i gassene (arbeidspakke 1) begynte høsten 2021. Størstedelen av arbeidet så langt er gjort av en instituttstipendiat ved SINTEF Energi og en masterstudent ved NTNU. Et oppsett bestående av en 400 L, 1.5 bar trykktank er montert med spesiallagde elektroder og koblet til en lynimpuls-generator. Et svært avansert høyhastighetskamera avbilder utladningene i tanken med opptil én milliard bilder i sekundet. En fotomultiplikator registrerer lys fra utladningene, og et høyfrekvent målesystem registrerer strømforløpet. Foreløpig er det kun gjort innledende forsøk i luft, men opplegg for fylling av ketongass er klart, slik at forsøk med denne gassen begynner straks. Det er planlagt å sende inn en konferanseartikkel til NordIS 2022 på disse innledende forsøkene. Det jobbes også med å planlegge fremtidige forsøk med gasstrykk opp til 5 bar og raskere spenningstransienter. Utvikling av data-modeller for tung-regning på elektriske utladninger (arbeidspakke 2) ble igangsatt i 2021 og fortsetter ut året. Dette arbeidet bygger på tidligere multifysikk-modeller og er grunnleggende for utførelse av arbeidet som går på simulering av plasma i prosjektet. Forbedringer utført til nå har gitt en 4x reduksjon i algoritme-kompleksitet, samt at flere av begrensningene på mesh-størrelse og form har blitt fjernet. Støtte for komplekse geometrier og automatisk og rask grid-generering har også blitt testet på opp til 32,000 kjerner på Betzy. Flere forbedringer til algoritmer og data-strukturer har gjort at data-modellene nærmer seg nå et ?produksjons-stadium? der man kan regne på meget store problemer med flere milliarder ukjente. Som et ledd i dette arbeidet har vi også dannet grunnlaget for 1-2 artikler. Arbeid på utladningsmekanismer for de nye gassene er allerede igangsatt. Arbeidet med å planlegge forsøk av elektrisk isolasjonsevne til de mest relevante gassblandingene (arbeidspakke 3) er i gang. Den elektriske isolasjonsevnen skal også testes etter at gassen er aldret ved lysbue og partielle utladninger, og en spesialtank for slike forsøk med tilhørende utstyr er under utforming. Tanken og det eksperimentelle oppsettet skal være klart i løpet av våren 2022, og de første resultatene er forventet sommeren 2022. Arbeidsmøte med alle partnere vil bli arrangert 16 ? 17 november. Dette er første gang alle partnerne møtes. Møtet blir et hybridmøte hvor norske partnerne kommer til Trondheim, og de utenlandske partnerne deltar over Teams. I møtet vil vi presentere våre ideer og planer for prosjektet, og alle partnerne skal presentere sine erfaringer og sine forventinger til prosjektet. PhD stillingen er lyst ut. Vi foretar en screening av søkerne og planlegger å ansette en stipendiat januar 2022. For å få litt publisitet om prosjektet ble Nina Sasaki Støa-Aanensen ble intervjuet i radioprogrammer Studio 2 i NRK P2 i januar i 2021 om utfordringene med SF6 i koblingsanlegg.

Gas insulated switchgear (GIS) are essential parts of a safe, robust, and flexible energy system. They are responsible for interrupting short-circuit currents when faults occur, isolating parts of the grid during maintenance or faults, and for redirecting power and changing the grid infrastructure when needed. The most common gas used as an insulation medium in GIS today is sulfur hexafluoride, SF6. However, SF6 is the most potent greenhouse gas in existence with a global-warming potential 23 000 times higher than CO2. Replacing this gas would reduce the national and global use of SF6, making GIS-technology more sustainable. New gases for GIS will investigate the long-term insulation properties of the most promising SF6 alternatives for medium- and high-voltage GIS. The project will obtain fundamental knowledge on discharge behaviour of the alternative gases and gas mixtures through experimental and computational research, and contribute to: • The future's sustainable and resilient energy grid. • Reduce national and global use of SF6 (GWP > 23 000). • Increase reliability of energy supply, by developing tools for condition assessment for new gases. • Strengthening the national research and education institutes on topics highly relevant to Norwegian industry and society at large. • Increase collaboration of the whole value chain of medium and high voltage GIS by bringing together research institutes, industry partners and grid operators. New gases for GIS will contribute to a safe, considered introduction of new GIS technology, where maintaining security-of-supply in a long-term perspective is of the utmost importance. The project brings together gas producers, switchgear producers and switchgear end users. By facilitating collaboration along the value chain: SINTEF Energy Research, NTNU, ETH, ABB, GE Power, Hyundai Electric Switzerland, Hitachi ABB, Statnett, Elvia, Tensio, National Grid and 3M.

Publikasjoner hentet fra Cristin

Ingen publikasjoner funnet

Ingen publikasjoner funnet

Ingen publikasjoner funnet

Ingen publikasjoner funnet

Aktivitet:

ENERGIX-Stort program energi