Emerging Technologies for Power Systems: Materials & Diagnostics

1. Sessione Generale Cigre 2008. Risultati e orientamenti per le attività future Andrea Cavallini Dip. IngegneriaElettrica Universitàdi Bologna

2. Ipotesi di nuovo titolo per il WG Materials and emerging test techniques

3. ADVISORY GROUPS

4. WORKING GROUPS (1/2)

5. WORKING GROUPS (2/2)

6. Preferential subject 1 Emerging technologies for power equipment, regarding insulating & conducting material applications in AC & DC operation (incl. HTS) MAIN SESSION 2008

7. 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)

8. 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

9. Preferential subject 2 Visions of the future power systems with challenges for materials operating in special environments (low/high temperature, ice/wind, harsh marine conditions, overloading operating conditions) MAIN SESSION 2008

10. 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.

11. 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)

12. Preferential subject 3 Development and practical experiences with power equipment diagnostics for asset management On-site measurements; measuring systems Data analysis, parameters, processes in setting criteria for diagnostic decisions Classification tools, future performance assessment MAIN SESSION 2008

13. ... 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.

14. ...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.

15. NuovI WG E MEETING, PS 2010

16. 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

17. Colloqui 2009 • Budapest, Ungheria 20-25 settembre 2009

18. Session 2010 preferential subjects D1 • New materials for improved efficiency and sustainability of AC and DC power systems • Nanomaterials • biodegradable materials • new gas compositions • recyclable materials • Innovative polymers • HTSC • Challenges for testing and diagnostics • New requirements for ultra-high voltage • Interpretation of diagnostic results for condition assessment • New test and monitoring methods • Endurance of materials especially in harsh electrical and physical environment • Offshore applications • Repetitive transients • Load cycling • Thermal overload • Irradiated environment