18
ÏÐÎÁËÅÌÀÒÈÊÀ È ÀÊÒÓÀËÜÍÎÑÒÜ ÂÎÏÐÎÑÀ
●▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬●
Применение
в
электрических
сетях
технологий
,
ос
-
нованных
на
явлении
сверхпроводимости
,
становится
всё
более
актуальным
с
технико
-
экономической
точки
зрения
.
Вследствие
этого
во
многих
странах
прово
-
дятся
исследования
по
применению
сверхпроводящих
кабелей
,
токоограничителей
,
трансформаторов
,
гене
-
раторов
,
накопителей
энергии
,
выходящие
за
рамки
единичных
образцов
и
определяющие
системный
ха
-
рактер
применения
указанных
элементов
,
в
том
числе
при
проектировании
развития
районов
электроснабже
-
ния
крупных
городов
.
Достигнутые
к
настоящему
времени
результаты
НИОКР
позволяют
наметить
пути
и
выработать
обо
-
снования
для
использования
сверхпроводниковых
технологий
при
проектировании
современных
кон
-
центрированных
электрических
сетей
крупных
горо
-
дов
(
мегаполисов
),
в
том
числе
и
при
развитии
систем
электроснабжения
городов
Москва
и
Санкт
-
Петербург
.
Перспективность
построения
сетей
со
сверхпроводни
-
ковыми
ЛЭП
уже
не
вызывает
сомнений
,
однако
нако
-
пление
практического
опыта
создания
и
применения
этих
элементов
сети
имеет
важное
значение
,
например
,
для
подтверждения
эксплуатационных
характеристик
,
надёжности
и
ремонтопригодности
конкретных
кон
-
струкций
и
схем
использования
.
В
Российской
Федерации
в
соответствии
с
прин
-
ципами
частно
-
государственного
партнёрства
Феде
-
ральным
агентством
по
науке
и
инновациям
был
за
-
ключён
Государственный
контракт
от
5
июня
2007
г
.
№
02.526.12.6001 «
Создание
силовой
электрической
линии
для
распределительных
сетей
на
базе
ВТСП
-
технологий
».
Вторым
заказчиком
проекта
высту
-
пило
ОАО
«
ФСК
ЕЭС
»
с
50-
процентным
объёмом
финансирования
работ
.
После
2009
г
.
проект
фи
-
нансируется
только
ОАО
«
ФСК
ЕЭС
».
Головной
ис
-
полнитель
проекта
—
ОАО
«
ЭНИН
им
.
Г
.
М
.
Кржи
-
жановского
».
ÖÅËÈ È ÇÀÄÀ×È
●▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬●
Целью
проекта
является
создание
базовой
техноло
-
гии
для
выпуска
протяжённых
кабельных
линий
на
ос
-
нове
высокотемпературных
сверхпроводящих
матери
-
алов
,
включая
создание
высокоэффективной
системы
криогенного
обеспечения
(
далее
—
базовая
техноло
-
гия
).
Разрабатываемая
базовая
технология
предназна
-
чена
для
производства
сверхпроводящих
кабельных
электрических
линий
на
базе
ВТСП
-
технологий
с
ка
-
чественно
более
высокими
энергетическими
и
экс
-
плуатационными
характеристиками
для
развития
рас
-
пределительных
электрических
сетей
мегаполисов
.
Проект
предусматривает
также
разработку
программ
и
проведение
приёмо
-
сдаточных
и
ресурсных
испы
-
таний
ВТСП
-
кабельной
линии
перед
её
установкой
в
энергосистему
Москвы
.
ÎÏÈÑÀÍÈÅ ÏÐÎÅÊÒÀ
●▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬●
Проект
предусматривает
проведение
комплексных
исследований
,
разработку
базовых
технологий
,
соз
-
дание
и
испытание
трёхфазного
кабеля
длиной
30
м
и
трёхфазного
кабеля
длиной
200
м
с
рабочим
то
-
ком
1,5
кА
и
перегрузочной
способностью
до
2
кА
.
Приёмо
-
сдаточные
испытания
первого
в
России
сверхпроводящего
силового
трёхфазного
кабеля
на
основе
высокотемпературных
сверхпроводников
были
успешно
проведены
на
специально
созданном
полигоне
в
ОАО
«
НТЦ
ФСК
ЕЭС
» (
рис
.1).
Кабель
продемонстрировал
полное
сохранение
сверхпрово
-
дящих
свойств
после
прохождения
всего
технологи
-
ческого
маршрута
,
критические
токи
всех
трёх
фаз
равны
сумме
токов
исходных
ВТСП
-
лент
.
Параме
-
тры
кабеля
соответствуют
техническому
заданию
:
номинальный
ток
— 1500
А
,
напряжение
— 20
кВ
.
Кабель
способен
работать
при
перегрузке
в
30%
от
номинального
тока
и
выше
и
передавать
мощность
в
50
МВА
(
или
в
70
МВА
при
30-
процентной
перегруз
-
ÑÎÇÄÀÍÈÅ ÑÈËÎÂÎÉ ÝËÅÊÒÐÈ×ÅÑÊÎÉ
ËÈÍÈÈ ÄËß ÐÀÑÏÐÅÄÅËÈÒÅËÜÍÛÕ
ÑÅÒÅÉ ÍÀ ÁÀÇÅ ÂÒÑÏ-ÒÅÕÍÎËÎÃÈÉ
Ïåðèîä ðåàëèçàöèè: 2007—2014
ãã
.
Ïðîåêòû ëèíèé ýëåêòðîïåðåäà÷è
СПЕЦВЫПУСК
,
декабрь
, 2014, www.EEPiR.ru
19
ке
).
Кабель
выдержал
без
повреждений
высоковольт
-
ные
испытания
70
кВ
постоянного
и
50
кВ
перемен
-
ного
напряжения
.
Измерения
критического
тока
фаз
(
порядка
5
кА
)
и
распределения
токов
между
парал
-
лельными
сверхпроводящими
лентами
подтвердили
достоверность
расчётной
модели
и
адекватность
тех
-
нологии
изготовления
кабеля
,
разработанных
в
ОАО
«
ВНИИКП
».
Создана
автономная
уникальная
высокоэффектив
-
ная
азотная
система
криообеспечения
(
рис
. 2)
для
си
-
ловых
высокотемпературных
сверхпроводящих
систем
большой
мощности
.
Система
криообеспечения
,
разработанная
в
НИУ
«
МАИ
»,
основана
на
применении
криорефрижерато
-
ров
с
неоновым
контуром
и
высокоресурсных
турбо
-
машин
,
а
также
активной
системы
криостатирования
Рис
. 1.
График
нагрузочных
испытаний
ВТСП
-
кабельной
системы
3x30
м
(
справа
)
и
внешний
вид
кабеля
3x200
м
на
испытательном
полигоне
ОАО
«
НТЦ
ФСК
ЕЭС
» (
слева
)
Рис
. 2.
Азотная
система
криообеспечения
и
насос
со
сверхпроводящим
двигателем
(
справа
)
Время
:
часы
,
минуты
,
секунды
То
к
,
А
////////////////////////////////////////
20
и
крионасосов
со
сверхпроводящим
приво
-
дом
.
Ресурс
системы
не
менее
30
тыс
.
часов
без
регламентных
работ
при
рабочем
давле
-
нии
до
20
бар
в
криостатах
и
оптимальных
параметрах
жидкого
азота
:
температура
—
от
65
до
75
К
,
массовый
расход
—
от
0,1
до
2
кг
/
с
.
Криорефрижератор
имеет
холодопроиз
-
водительность
до
8
кВт
при
температуре
65
К
,
высокий
коэффициент
полезного
дей
-
ствия
,
минимальные
массу
и
габариты
при
отсутствии
водяной
системы
охлаждения
,
что
обеспечивает
его
автономную
работу
.
Крионасос
с
ВТСП
-
двигателем
мощностью
12
кВт
используется
в
качестве
циркуляци
-
онного
в
контуре
криостатирования
200
м
силовой
кабельной
линии
.
ÎÑÍÎÂÍÛÅ ÐÅÇÓËÜÒÀÒÛ
●▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬●
При
выполнении
проекта
были
достигнуты
и
пере
-
крыты
основные
параметры
,
предусмотренные
техни
-
ческим
заданием
.
Критический
ток
линии
.
Требование
—
не
менее
4
кА
при
66
К
.
Результат
испытаний
:
по
образцу
-
сви
-
детелю
4,5
кА
при
77,4
К
по
длинномерной
линии
не
менее
5,2
кА
при
74
К
,
что
соответствует
не
менее
при
-
мерно
7,7
кА
при
66
К
.
Проверка
величины
передаваемой
мощности
ка
-
бельной
линии
.
Требование
— 50±5
МВА
.
Кабель
-
ная
линия
поставлена
под
нагрузку
20
кВ
.
В
течение
24
часов
без
проблем
передавала
мощность
порядка
50±5
МВА
.
В
результате
проведённых
испытаний
было
под
-
тверждено
соответствие
всех
параметров
кабельной
линии
,
заданных
в
ТЗ
на
разработку
.
Сверхпроводя
-
щая
кабельная
линия
на
основе
высокотемпературных
Ïðîåêòû ëèíèé ýëåêòðîïåðåäà÷è
сверхпроводников
успешно
выдержала
приёмочные
испытания
.
Созданный
опытный
образец
силовой
ВТСП
-
кабельной
линии
является
по
своим
параметрам
одним
из
крупнейших
силовых
сверхпроводящих
ка
-
белей
в
Европе
.
ÏÅÐÑÏÅÊÒÈÂÛ ÏÐÈÌÅÍÅÍÈß
●▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬●
•
Базовая
технология
производства
силовых
ВТСП
-
кабельных
линий
для
распределительных
сетей
позволяет
выпускать
промышленным
способом
ВТСП
-
кабельные
линии
на
средние
напряжения
любой
требуемой
длины
с
передаваемой
мощно
-
стью
до
300
МВА
.
Подобные
линии
могут
исполь
-
зоваться
как
в
магистральных
,
так
и
в
распредели
-
тельных
сетях
,
а
также
для
питания
отдельных
по
-
требителей
.
•
Опытный
образец
силовой
ВТСП
-
кабельной
линии
длиной
200
м
на
напряжение
20
кВ
и
мощностью
50/70
МВА
в
дальнейшем
планируется
использо
-
вать
для
опытно
-
промышленной
эксплуатации
в
энергосети
Москвы
на
подстанции
ПС
№
798 «
Ди
-
намо
»
согласно
принятому
совместному
решению
ОАО
«
Федеральная
сетевая
компания
ЕЭС
»
и
ОАО
«
Московская
объединённая
электросетевая
компа
-
ния
».
Ó×ÀÑÒÍÈÊÈ ÏÐÎÅÊÒÀ
●▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬●
Заказчиком
проекта
и
основной
финансирующей
организацией
является
ОАО
«
Федеральная
сетевая
компания
ЕЭС
».
Головной
исполнитель
—
ОАО
«
ЭНИН
им
.
Г
.
М
.
Кржижановского
».
Основные
соисполнители
:
ОАО
«
ВНИИКП
»,
ОАО
«
НТЦ
ФСК
ЕЭС
»
и
НИУ
«
Московский
авиационный
институт
».
Оригинал статьи: Создание силовой электрической линии для распределительных сетей на базе ВТСП-технологий
Применение в электрических сетях технологий, основанных на явлении сверхпроводимости, становится всё более актуальным с технико-экономической точки зрения. Вследствие этого во многих странах проводятся исследования по применению сверхпроводящих кабелей, токоограничителей, трансформаторов, генераторов, накопителей энергии, выходящие за рамки единичных образцов и определяющие системный характер применения указанных элементов, в том числе при проектировании развития районов электроснабжения крупных городов.
