Журнал «ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение» продолжает внимательно наблюдать за развитием новых технологий в сфере электроэнергетики. В начале 2025 года один из научно-исследовательских институтов Франции впервые добился отключения постоянного тока напряжением 50 кВ, объединив сверхпроводящий ограничитель тока короткого замыкания с автоматическим выключателем.
Разработанный SuperGrid Institute автоматический выключатель постоянного тока высокого напряжения (HVDC) использует уникальный подход. Это механический выключатель постоянного тока в сочетании с резистивным сверхпроводящим ограничителем тока короткого замыкания (RSFCL), вакуумной камерой и инжектором тока. Конструкция RSFCL основана на серии из десяти «блинчатых катушек» сверхпроводящей ленты в криостате, где с помощью жидкого азота температура снижена до –205ºC. Она обеспечивает идеальную проводимость при нормальной работе и очень высокое сопротивление в случае возникновения тока короткого замыкания.
«Блинчатая катушка» содержит 72 метра сверхпроводящей ленты RSFCLоснащен 10 «блинчатыми катушками». Они помещены в резервуар с жидким азотом (криостат) при температуре –205°C RSFCL устанавливается с механическим выключателем постоянного тока с инжектором тока на мощном источнике питания, подключенном к генератору постоянного тока
На испытаниях система показала свою работоспособность на напряжении 50 кВ постоянного тока с инжекцией 1,8 МДж. RSFCL удалось ограничить ток до 5,5 кА, в то время как предполагаемый ток составлял 43 кА.
Разработанная технология предлагает привлекательную альтернативу для защиты электрических сетей. Компактная, безвредная для окружающей среды технология позволяет на 40–50% уменьшить габариты наземного оборудования для защиты систем постоянного тока за счет применения упрощенного механического выключателя постоянного тока с RSFCL, в конструкции которого использовано большое количество стандартизированных компонентов для газоизолированых систем (GIS). Это не только является существенным преимуществом, но и обеспечивает экономию средств. Кроме того, резистивные сверхпроводящие ограничители тока короткого замыкания могут работать и в сетях переменного тока.
Объем мирового рынка систем передачи постоянного тока высокого напряжения в 2024 году оценивался в 10,94 миллиарда долларов США. По прогнозам, объем рынка вырастет с 11,70 млрд долларов США в 2025 году до 18,35 млрд долларов США к 2032 году, что в среднем составит 6,65% в течение прогнозируемого периода. Доминирует в развитии этих технологий Азиатско-Тихоокеанский регион с долей рынка в 67% в 2024 году.
В 2020 году Государственная энергосистема Китая запустила первую в мире высоковольтную электросеть постоянного тока с четырьмя узлами и 16 соответствующими высоковольтными выключателями постоянного тока. Европа находится на стадии планирования создания многоузловой сети HVDC, ввод в эксплуатацию которой запланирован на 2032 год.
На сегодняшний день технологии высоковольтных выключателей постоянного тока разрабатывают несколько поставщиков в мире. У Hitachi Energy есть гибридный высоковольтный выключатель постоянного тока, который можно использовать при напряжении до 1100 кВ. Кроме того, в прошлом году Siemens Energy и Mitsubishi Electric объявили о партнерстве в разработке высоковольтного выключателя постоянного тока. GE Vernova и голландско-немецкий сетевой оператор TenneT совместно работают над разработкой высоковольтного выключателя постоянного тока напряжением 525 кВ, о чем было объявлено в прошлом году.
Таким образом, на фоне возрастающего интереса стран к технологиям многоузловых HVDC, вновь разработанная рабочая концепция SuperGrid Institute может стать важным конкурентным дополнением на рынке соответствующих коммутационных аппаратов.
Подготовлено с использованием материалов SuperGrid Institute, TDWorld, Fortune Business Insights
Подписывайтесь на Telegram-канал журнала «ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение»
Подписаться
