Sessione Generale Cigre 2008. Risultati e orientamenti per le attività future

Andrea CavalliniDip. Ingegneria ElettricaUniversità di Bologna

Ipotesi di nuovo titolo per il WG

• Materials and emerging test techniques

ADVISORY GROUPS

ADVISORY GROUPSRef Title Convener

CSAG D1 Strategic and Customer Related Advisory

GroupJ. Smit

AG D1.01 Insulating Lquids L. Lundgaard

AG D1.02 High Voltage Testing and Diagnostic M. Muhr

AG D1.03 Insulating Gases U. Schichler

AG D1.04 Insulating Solids J. DensleyAG D1.05 Capacitors M. Rinaldi

AG D1.06 Emerging Technologies

WORKING GROUPS (1/2)

WORKING GROUPSRef Title Convener

WG D1.01 Liquid Impreganted Systems for Transformers L. Lundgaard

WG D1.07 Solid Insulating Materials for Rotating Machines H. Sedding

WG D1.14 Material Properties for Nonceramic Outdoor Insulation J. Kindersberger

WG D1.15 HTSC-Material Applications & Cooling H. Okubo

WG D1.17HV Asset Condition Assessment Tools, Data Quality and

Expert SystemsE. Gulski

WG D1.18 Emerging Technologies in Power Systems

WG D1.19Solid Insulation Endurance under Repetitive Transient

VoltagesJ. Holboell

WG D1.20 Water Tree Detection in XLPE insulation J. Densley

WORKING GROUPS (2/2)

WORKING GROUPSRef Title Convener

WG D1.24Potential of Polymer Nanocomposites as Electrical Insulation

for Highly Stressed Insulation Material in AC and DC Application

T. Tanaka

WG D1.23Diagnostics and Accelerated Life Endurance Testing of

Polymeric Materials for HVDC ApplicationG.C. Montanari

WG D1.25Application Guide for PD Detection in GIS using UHF or

Acoustic MethodsU. Schichler

WG D1.26Basic Principles to Determinate Methane Content of Cross-

linked Solid Insulation of MV and HV CablesS. Pelissou

WG D1.33 High Voltage Test and Measuring Techniques M. Muhr

MAIN SESSION 2008

Preferential subject 1Emerging technologies for power equipment, regarding insulating & conducting material applications in AC & DC operation (incl. HTS)

PS1: Emerging technologies....Energie alternative e rinnovabili

• Contributo su sfruttamento dell’energia marina in Russia. Problema: la potenza ha 4 picchi giornalieri da 8 GW, deve essere compensata. In Australia si valuta se fare altre installazioni di questo tipo, ma problemi ambientali.

• Utilizzo di rifiuti nella creazione di energia elettrica, focus su pretrattamenti per ridurre manutenzione da gas corrosivi. In Brasile si segue questa strada, il costo indicativo è di 90 USD/MWh, risulta vantaggioso grazie a utilizzo carbon credits. Controllo NOx e CO (afterburner)

PS1: Emerging technologies....Nuovi dispositivi

• Esperienze con Fault Current Limiter a superconduttori: sembrano essere molto efficaci (in particolari quelli resistivi) ma (a) costi di manutenzione impianto di refrigerazione molto elevati, (b) mercato ristretto, (c) affidabilità non dimostrata..

• Utilizzo di supercapacitors nella costruzione di Voltage Sag Compensators: ottimi risultati (99% effective) in installazione di 2 MVA a 6.6 kV. Includendo costi di smaltimento: supercapacitor sono più economici di batterie

MAIN SESSION 2008

Preferential subject 2Visions of the future power systems with challenges for materials operating in special environments (low/high temperature, ice/wind, harsh marine conditions, overloading operating conditions)

Visions of the future power systems...Nuovi materiali nanoadditivati

• Utilizzo di nanodielettrici (XLPE/MgO) nella realizzazione di un cavo HVDC da 500 kV in Giappone. La nanostrutturazione dell’XLPE ottenere valori di resistività in DC più alti rispetto all’XLPE base (per tutte le temperature).

• La dispersione del nanofiller può essere controllata con tecniche convenzionale durante la fase di compounding: il cavo risulta sufficientemente omogeneo.

• Sollevata la questione dell’azzardo biologico legato ai nanofiller.

Visions of the future power systems...Isolatori compositi

• Problemi legati allo stoccaggio: tendono a perdere idrofobicità su lunghi periodi. Manca un chiaro GO/NO GO test per decidere se mettere in servizio o meno.

• Discussi i problemi dei compositi installati in zone tropicali soggetti alla formazione di alghe e funghi, legata ai depositi di sostanze organiche. – Fattori che favoriscono: prossimità al terreno, umidità,

alte temperature, assenza di radiazione UV.– Diagnosi: a distanza, utilizzando un fasci laser e

valutando la riflettività delle superfici.– Soluzioni: (1) pulizia, (2) pesticidi, (3) pesticidi nella

matrice polimerica (borato di zinco, ZnBO3)

MAIN SESSION 2008

Preferential subject 3Development and practical experiences with power equipment diagnostics for asset management

On-site measurements; measuring systemsData analysis, parameters, processes in setting criteria for diagnostic decisions Classification tools, future performance assessment

... diagnostics for asset managementScariche parziali

• Accordo sull’utilizzo di sistemi diagnostici multipli.• Calibrazione di sistemi UHF: tutti ritengono

(eccezione caso GIL) che UHF non possa essere calibrato ma bisogna valutare la definizione di UHF, se la frequenza di taglio inferiore del sistema di misura (incluso coupler) è conforme con IEC 60270, allora la calibrazione è possibile.

• Problemi legati a utilizzo calibratore: proposto uso sorgenti PD all’interno del sistema.

• Lunghezza critica di un cavo per misura di PD: dipende dalle caratteristiche del cavo e dal target di sensibilità. E’ possibile usare modelli analitici.

...diagnostics for asset managementSistemi in carta ed olio

• Problemi legati al campionamento nella DGA: non dovrebbero essere presi campioni con bolle, la siringa non è adeguata.

• Analisi dei furani: interpretazione corretta DP carta per richiede immagine termica del trasformatore. L’olio influisce sul tasso di formazione. Indicatori? 2FAL o somma concentrazioni. A breve brochure.

NUOVI WG E MEETING, PS 2010

Nuovi WG

• Optimization of gas-insulated systems by application of dielectric-coated electrodes and functionally-graded materials

• PD recognition in transformers

• DGA in OIP cables

Colloqui 2009

• Budapest, Ungheria20-25 settembre 2009

Session 2010 preferential subjects D1

1. New materials for improved efficiency and sustainability of AC and DC power systems– Nanomaterials– biodegradable materials– new gas compositions– recyclable materials– Innovative polymers– HTSC

2. Challenges for testing and diagnostics– New requirements for ultra-high

voltage– Interpretation of diagnostic results

for condition assessment– New test and monitoring methods

3. Endurance of materials especially in harsh electrical and physical environment– Offshore applications– Repetitive transients– Load cycling– Thermal overload– Irradiated environment