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

Большие преимущества компенсируют небольшие недостатки ВТСП кабелей

2005, Tом 2, выпуск 2
Тематика: Финансирование и рынок

Ежегодно в США производится ~3x012 кВт·час электроэнергии. Потери энергии, связанные с преобразованием, передачей через электросети и системы распределения составляют 7% (что адекватно потерям около 4 млрд. долл. ежегодно). Эти потери могут быть снижены наполовину при полном внедрении сверхпроводящей технологии, включая трансформаторы, регуляторы мощности, токоограничители, подземные кабели.

С 2000 года в США установлено 8000 км высоковольтных (> 69 кВ) подземных кабелей, в основном в черте городов. Поставщики электроэнергии могут увеличить пропускную способность этих подземных сетей в 5-7 раз, заменив сегодняшние медные кабели на сверхпроводящие [1].

Рис. Потери в кабельных системах при передаче электроэнергии

В настоящее время промышленность США уже име-ет коммерческие ВТСП изделия - трансформаторы, электрические моторы, токоограничители и силовые кабели. С ростом производства изготовители ВТСП кабелей будут способны установить их во всех элек-тросетях США.

ВТСП кабели имеют целый ряд преимуществ в сравнении с традиционными, включая более низкие потери, меньший вес, более компактные размеры. ВТСП кабели не воздействуют на окружающую среду – они не излучают электромагнитные поля, в них не используют для охлаждения при подземной прокладке технические масла, как в случае традиционных кабелей. Исключение приведенной выше суммы потерь (4 млрд. долл. ежегодно) может ком-пенсировать относительно высокую на данное время стоимость ВТСП кабеля. На рис. показаны потери в ВТСП и традиционных кабельных сетях при

50 МВА и 132 кВ.

Примеры использования ВТСП кабелей.

Ш Локальные городские сети, в которых на том же пространстве необходимо обеспечи-вать большие передаваемые мощности.

Ш Электрические подстанции, в которых ВТСП кабели могут поставлять больший ток при более низком напряжении. Это позволит исключить необходимость строительства до-полнительных подстанций ближе к нагрузке.

Ш Синхронные генераторы, использующие сверхпроводящий провод вместо железных магнитов, имеют меньший размер и вес. Синхронные конденсоры используют ВТСП для динамической генерации или поглощения реактивной мощности в зависимости от уровня напряжения в линии электропередачи.

Ш Эффективные сверхпроводящие генераторы

Ш Сверхпроводящие магнитные накопители электроэнергии (СПИНы) обеспечивают за-пасенную энергию до 3 МВт. Одна из первых разработок СПИНа была сделана в 2000 году для 115 кВ линии электропередач на севере шт. Висконсин (Wisconsin Public Service).

Наряду с перечисленными достоинствами, ВТСП кабели имеют и некоторые ограничения. Одно из главных – ВТСП кабели требуют освоения новой технологии, для которой электротехническая промышленность не имеет развитой экспериментальной базы. Следовательно, прежде чем ВТСП кабели будут широко приняты, их функциональные воз-можности должны быть продемонстрированы в полевых условиях. В настоящее время возможности ВТСП силовых кабелей продемонстрированы на лабораторных прототипах. Широкое коммерческое введение этой технологии требует, чтобы эти успехи прототипов были продемонстрированы на еще больших ВТСП системах, прежде чем они станут работать в потребительских сетях.

Одна из проблем – узкий рабочий диапазон температур 70-80 К, обеспечение которого дорого и трудоемко. Необходим также прецизионный контроль микроструктуры ВТСП, любые несовершенства приводят к снижению рабочих токов. Малейшее повреждение кабеля могут привести к потерям энергии. Тепловые и химические воздействия, а также воздействие влаги может привести к нарушению изоляции. К нарушениям может привести и воздействие внешних магнитных полей.

Эти факты настораживают возможных потребителей сверхпроводящих кабелей, но очевидные экономические выгоды их использования и быстро растущие успехи в разработках внушают оптимизм относительно жизнеспособности новой технологии - единственной альтернативе сегодняшней угрожающей ситуации. По оценкам, рост рынка сверхпроводящей продукции составит почти до 5 млрд. долл. к 2010 году и до 38 млрд. долл. к 2020 году. С учетом этих прогнозов игрокам на рынке электроэнергетики опасно игнорировать появляющуюся новую технологию, чтобы не оказаться вне столь емкого рынка.

  1. http://www.boulder.nist.gov/div818/81803/publications/ekin/GDX(2004).pdf
  2. IEEE Power & Energy Mag.. 2005, 3, no 2, p. 17
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.