umu.sePublications
Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Livscykelanalys för olika brytartekniker på mellanspänningsnivå
Umeå University, Faculty of Science and Technology, Department of Applied Physics and Electronics.
2016 (Swedish)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
Life Cycle Analysis of different switchgear techniques on a medium voltage range (English)
Abstract [sv]

Gasen svavelhexafluorid, SF6, har använts i världen för olika ändamål sedan 1960-talet på grund av dess framträdande isolerande och ljusbågssläckande egenskaper. Ett av de bredaste användningsområdena för gasen idag är tillverkningen av mellan- och högspänningsställverk, där den används för släckning av ljusbågar och som ett isolationsmedium i vissa komponenter, till exempel i brytare. De unika fysikaliska egenskaperna av SF6 gör elektrisk utrustning innehållande den gasen mer fördelaktig ur utrymmessynpunkt jämfört med andra tekniska lösningar. Svavelhexafluorid är dock en 23 900 gånger starkare växthusgas på ett 100 års perspektiv jämfört med koldioxid och med det omfattas av Kyotoprotokollet. Det faktumet gör att gasen kräver ett särskilt hanteringssätt under hela dess livscykel eftersom allt läckage av SF6 absolut ska undvikas.

Skellefteå Kraft använder SF6-gas i sina brytare på hög- och mellanspänningsnivå och eftersom bolaget har beslutat om att utvecklas mot att ha en 100 procent hållbar energiproduktion har användningen av SF6-gas fått större uppmärksamhet. På 36 kV spänningsnivå finns det en teknisk lösning av brytare där isolationsmediet utgörs av luft istället för gas. Dock är nackdelen med den lösningen att den generellt kräver mer utrymme, vilket är viktigt i det sammanhanget ity moderna ställverk på den spänningsnivån placeras inomhus för att minska behovet av underhåll. Syftet med denna studie är därför att jämföra miljöpåverkan från dessa två brytartekniker, nämligen ett luftisolerat ställverk och ett ställverk med brytare i gastank. Studien utgörs i form av en livscykelanalys och kommer att fungera som kunskapsunderlag för Skellefteå Kraft vid framtida reinvesteringar i mellanspänningsställverk.

Eftersom SF6 är en koldioxidekvivalent fokuserade denna studie enbart på miljöpåverkan i form av utsläpp av koldioxidekvivalenter. Programmet för livscykelanalyser Open LCA tillsammans med Excel användes för att utföra beräkningarna. Miljöpåverkan från ett inomhusställverk antas inkludera två bidrag: ställverksfacken och ställverksbyggnader där betong-, container- och träbyggnader dessutom jämfördes med varandra. Resultatet i denna studie presenterar klimatpåverkan från ett ställverksutförande med två inkommande linjer med totalt fem brytare, dock kan den skapade excelfilen beräkna klimatpåverkan för en valfri ställverksuppställning på spänningsnivån 36 kV. I livscykelanalysen har ett flertal grova antaganden gjorts vilket gör den till en väldigt generell studie, dock gjordes det lika antaganden för de båda typerna av brytare vilket gör att resultatet fungerar som en jämförelse och inte de absoluta värdena på koldioxidutsläppen.

Resultat visade att vid antagandet om gasläckaget om 1 procent vid produktionen, 0,1 procent vid driften och 1 procent vid avvecklingen av "gas"-ställverket (1;0,1;1 procent) är klimatpåverkan för de båda typerna av ställverk lika stor, med undantaget för träbyggnaden, där "gas"-ställverket orsakar ett cirka 16 procent större utsläpp i jämförelse med "luft"-ställverket. Därjämte vid antagandet om ett större läckage, nämligen 3;0,1;5 procent, vilket också ses som mer realistisk, blir klimatpåverkan för ett "gas"-ställverk från 38 till 67 procent större, beroende på byggnad.

Även om det ställs särskilda krav på hanteringen av SF6 finns det alltid en liten risk att gasen läcker ut i atmosfären i större mängder. Tillverkarna påstår att båda typerna av brytare är underhållsfria under hela sin livslängd. Dock har ett luftisolerat ställverk större möjligheter för funktionstester och underhåll, vilket också minskar risker för haverier. "Gas"-ställverk saknar nästan helt dessa möjligheter. Ur säkerhetssynpunkt anses ett luftisolerat ställverk vara ett bättre alternativ och ur miljösynpunkt anses de två alternativen vara jämbördiga.

Place, publisher, year, edition, pages
2016.
National Category
Energy Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:umu:diva-121305OAI: oai:DiVA.org:umu-121305DiVA: diva2:931922
External cooperation
Skellefteå Kraft AB
Subject / course
Energiteknik
Educational program
Master of Science Programme in Energy Engineering
Supervisors
Examiners
Available from: 2016-05-31 Created: 2016-05-31 Last updated: 2016-05-31Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(1439 kB)234 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 1439 kBChecksum SHA-512
b1e57a11144099b92f7694af3ecdea484c5d314b2937c61a0f01a6a8ff4d0998fb80e46a34c84faffa504a876df27e1bc7f6f2f0320a523c83984c474e51fb14
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Department of Applied Physics and Electronics
Energy Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 234 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 177 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf