Создание силовой электрической линии для распределительных сетей на базе ВТСП-технологий

Page 1
background image

Page 2
background image

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


Page 3
background image

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

////////////////////////////////////////


Page 4
background image

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

 

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

 

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

».


Читать онлайн

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.

Поделиться:

«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение»