Выпуски бюллетеня

ТомНомер
13 1
12 1 2 3 4 5 6
11 1 2 3 4 5 6
10 1 2 3 4 5
9 1 2 3 4 5
8 1 2 3 4 5
7 1
6 1 2 3 4
5 1 2 3 4 5 6
4 1 2 3 4 5 6
3 1 2 3 4 5 6
2 1 2 3 4 5
1 1 2
0 0

Тематический указатель

Силовые ВТСП кабели во ВНИИКП

2006, Tом 3, выпуск 2
Тематика: Российские разработки

«Разработка силовых сверхпроводящих кабелей для электроэнергетики - современное состояние» - доклад на эту тему представили на конференции директор по научной работе ОАО «ВНИИКП» В.Е. Сытников и заведующий лабораторией того же института В.С. Высоцкий.

Экономические перспективы ВТСП.

Среди возможных применений ВТСП наиболее продвинуты силовые кабели для энергетики. Даже при современном уровне цен на исходные ВТСП материалы (~100-180 долл./кА·м) силовые кабели экономически выгодны при уровнях энергии от 0,3-0,5 ГВА. При ожидаемом снижении цен на ВТСП материалы первого поколения (1G) до 50-30 долл./кА·м и при ожидаемых ценах на ВТСП второго поколения (2G) до 10-20 долл./кА·м) ВТСП кабели станen абсолютно экономически выгодными при уровнях передачи энергии порядка десятков – сотен МВА

Состояние работ по ВТСП силовым кабелям в мире.

На сегодня при долевом финансировании промышленными компаниями и правительствами в мире выполняются более 10 крупных проектов.

Некоторые примеры:

ВТСП кабели, установленные в коммерческих сетях:

- 3 х 30 м, 1250 А, 12,4 кВ, 2000 г. в локальной энергосети заводов Southwire, США, общая нара-ботка более 30000 часов;

- 3 х 30 м, 2000 А, 36 кВ, 2001 г. в электросети Копенгагена - Дания;

- 3 х 75 м, 1600 А, 400 В, 2004 г. для энергообеспечения заводов компании Changton в г. Байин, Китай;

- 3 х 30 м, 2000 А, 35 кВ, 2005 г. в локальной сети провинции Юннань, Китай.

Крупные предкоммерческие проекты:

3 х 100 м, 1000 А, 66 кВ Sumitomo-CRIEPI, на демонстрационном полигоне CRIEPI, Токио, Япония;

1 х 500 м, 1000А, 77 кВ испытания закончены в 2005 г. (кабель изготовлен компанией Furukawa, а испытания проведены на демонстрационном полигоне CRIEPI, Япония);

200 м, 3000 А, 13,2 кВ, триаксиальный кабель Columbus, Огайо, США; в процессе изготовления и подготовки к испытаниям;

3 х 350 м, 800А, 34,5 кВ подземный ВТСП-кабель в Олбани, шт. Нью-Йорк, США – планируется запуск в коммерческую сеть 2006 году (1G кабель типа «три в одном» поставлен компанией Sumi-tomo, в дальнейшем планируется сделать вставку длиной 30 м из 2G проводников).

650 м, 2400 А, 138 кВ проект LIPA, запуск в сентябре 2006 г. в Лонг-Айленде, Нью-Йорк, США; (наиболее мощный ВТСП кабель к настоящему времени, кабель изготавливается компанией Nexsans, исходные ленты компании AMSC).

Мировая тенденция свидетельствует о том, что на рубеже 2008-2010 гг. будет начато практическое использование сверхпроводимости в электроэнергетике. Существуют реальные предкоммерческие проекты ВТСП кабелей, есть прототипы с хорошим опытом эксплуатации, возможна экономическая эффективность при нынешних или близких к ним ценам на сверхпроводящий материалы.

Проект ВТСП кабеля ФСК – ВНИИКП – что сде-лано в 2005 году и состояние на сегодня

ВНИИКП имеет давний опыт создания сверхпро-водящих силовых кабелей:

разработки 70-х годов - НТСП кабели; испытан прототип длиной 50 м, кабель Nb3Sn с рекордным током 126кА;

в 2001 году разработан и испытан ВТСП кабель совместно с компанией CONDUMEX (Мексика); с мировым рекордом по токам – ≥10кА (испытания проведены в Мексике);

В мае 2005 при поддержке ФСК «ЕЭС» ВНИИКП приступил к созданию и испытанию на объектах ФСК ЕЭС реально работающего прототипа сило-вого ВТСП кабеля длиной 30 м.

Задачи проекта:

• выбор и оптимизация конструкции кабеля;

• разработка технологии изготовления ВТСП кабеля;

• создание испытательных стендов для малых моделей и демонстрационных прототипов.

Основные параметры создаваемого прототипа:

Длина – 30 м, три фазы

Рабочий ток 1-2 кАrms

Напряжение – не менее 16 кВ

Рабочая температура 65 – 80К

Охлаждение кабеля – жидкий азот.

ВНИИКП провел уникальную работку по оценке качества ВТСП лент различных поставщиков (отечественных и зарубежных). В эксперименте каждая из фаз кабеля была изготовлена из ВТСП лент различных поставщиков при сохранении общих рабочих характеристик кабеля.

В 2005 году проанализированы 11 типов лент от 6 производителей. Исследовали и анализировали следующие параметры:

- токонесущая способность в магнитных полях различной ориентации;

- механические свойства (в том числе, при-укладке кабельных повивов);

- устойчивость к вздутиям (bubbling, ballooning);

- гистерезисные потери;

- технологичность (удобство в работе, пайка);

- цены и условия поставки.

В результате проведенных интенсивных исследований ВНИИКП владеет обширной базой данных по всем мировым производителям ВТСП лент первого поколения (1G). Для проекта ФСК-ВНИИКП выбраны ленты AMSC, Sumitomo и EAS.

В ходе работ в 2005 году разработан и изготовлен испытательный стенд для коротких (до 5 м), но полномасштабных по сечению моделей кабелей.

На сегодня ВНИИКП провел следующие работы по созданию конструкции и технологии произ-водства ВТСП кабеля:

· разработана технология изготовления центрального опорного элемента – формера;

· разработана технология укладки лент;

· изготовлен макет жилы (на рис. 1 – пример);

· отработана технология укладки лент, сохраняющая их сверхпроводящие свойства без изменений;

· изготовлен полномасштабный по сечению отрезок жилы кабеля длиной 5 м (на рис.2 – пример)

В 2006 г. (апрель - май) проведены первые испытания полномасштабной по сечению модели кабеля длиной 5 м:

- максимальный ток, введенный в кабель, составил 4560 А без перехода в нормальное состояние;

- ток величиной 4,5 кА вводили 15 раз при сохранении стабильности.

ВНИИКП завершил первые испытания полномасштабного 5-метрового отрезка сверхпроводящего силового кабеля (из пресс-релиза ОАО «ВНИИКП»). Изготовленный полномасштабный по сечению отрезок жилы кабеля имеет центральный канал и спиральный формер с обмоткой медной лентой. Кабель имеет два повива, каждый из 24-х ламинированных латунью ВТСП лент типа «Герметик» производства компании АМSС (American Superconductor). Испытания кабеля проводили на стенде ВНИИКП. В режиме постоянного тока достигнут максимальный ток в 5.68 кА. Это означает 100% использование сверхпроводящих параметров базовых ВТСП лент. В режиме переменного тока достигнут максимальный ток 3,5 кА действующего значения (около 5 кА амплитудного значения), распределение тока между повивами очень близко к равномерному, разброс не более 2%.

Рис. 1. Макет жилы ВТСП кабеля

Рис. 2. Кабель в защитной обмот-ке из нержавеющей стали

В.Высоцкий

Главная | Новости | Бюллетень | Конференции | Поиск публикаций в базе данных | Новое в базе данных
Российские организации | Энциклопедия | Цели сайта | Контакты | Полезные ссылки | Карта сайта | Помощь

© Copyright 2006-2012. Использование материалов сайта возможно только с обязательной ссылкой на сайт.
Свои замечания и пожелания вы можете направлять по адресу perst@isssph.kiae.ru
Техническая поддержка Alexey, дизайн Teodor.