Китай. Специализированные ВТСП фирмы - Innopower, Innova
2005, Tом 2, выпуск 1
Тематика: Зарубежные фирмы и их разработки
Установленный в Китае BSCCO сверхпроводящий кабель
В Китае созданы 2 специализированных фирмы по разработке и производству ВТСП проводников для электроэнергетики - Innopower Superconductor Cable Co. и Innova Superconductor Technology Co. Кроме того, в работу включились ведущие электротехни-ческие (Shanghai Cable Works, Baoding Tianwei Group Company Ltd; Tebian Electric Apparatus Stock Co.) и сетевые компании (Yunnan Electric Power Group; State Grid).
Innopower Superconductor Cable Co., Ltd. (Пекин) (http://www.innopower.com/english/company.htm) является первой китайской фирмой, созданной специально для разработки и производства ВТСП кабелей для электротехнических и других применений. Первое изделие фирмы – ВТСП силовой кабель (диаметр 112 мм, длина 30 м, 3 фазы, 35 кВ/2 кА), установленный в марте 2004 года на действующей Puji подстанции локальной сети China Southern Power Grid (Kunming, провинция Юннань).
Прежде чем создать действующую систему, In-nopower выполнила серию экспериментов по исследованию различных аспектов конструирования и производства кабеля, включая углы намотки провода, конфигурацию слоев Bi-2223 лент, механизмы охлаждения жидким азотом, структуру и конфигурацию электрических выводов, методы изготовления. Затем был изготовлен и испытан 4 м ВТСП кабель и электрический подводы к нему.
Табл. 1. Финансирование проекта по разработке и установке в действующую сеть 30 м ВТСП кабеля
ВТСП провод для кабеля был разработан совместно Innova Superconductor Technology Co., Ltd. и Центром по прикладной сверхпроводимости при университете Синьхуа (Tsinghua Univ.). Innova изготовила многожильный провод 1-го поколения на ос-нове Bi-2223 - плотность инженерного критическо-го тока (Je) 8500A/см2 (77K,собственное поле), критический ток (Ic) 85 A (77 K, собственное поле), максимальная механическая нагрузка 100 МПа (при 5% деградации Ic), минимальный радиус скручивания 30 мм (при 5% деградации Ic). Innova утверждает, что потенциал ее производства - 200 км ВТСП провода в год - может быть утроен.
Намотку провода и сборку кабеля осуществляли на заводе Shanghai Cable Works. Проблема электрических контактов к кабелю была решена Институтом физики плазмы Китайской академии наук.
Криостатирование кабеля обеспечила немецкая фирма Nexans, с которой Innopower имеет соглашение о сотрудничестве в разработке технологии ВТСП кабелей. Криогенная муфта состоит из двух гибких концентрических труб из нержавеющей стали. Внешняя часть внутренней трубы покрыта слоем суперизоляции. Специальный разделитель с низкими тепловыми потерями предотвращает контакт между внешней и внутренней трубой. Длительный вакуум обеспечивают молекулярные сита.
Конструирование и сборку криогенной системы осуществила China Electronics Technology Corporation – рефрижераторная система замкнутого цикла на жидком азоте имеет хладопроизводительность 2000 Вт при 75 K при скорости прокачки жидкого азота 600-900 л/час.
Важнейшую роль в успехе эксперимента сыграла сетевая компания Yunnan Electric Power Group (YEPG), которая установила кабель в своей локальной сети - China Southern Power Grid (Kunming, провинция Юннань). YEPG подготовила участок для включения кабеля в общую сеть и всю необходимую инфраструктуру для работы кабеля, включая станцию рефрижерации и специальный коридор для прокладки ВТСП кабеля. YEPG также участвовала в проведении испытаний и теперь взяла на себя полную ответственность за обеспечение постоянного функционирования кабеля в сети. Работа кабеля обеспечивается рабочими станции. Весь мониторинг (система контроля механической и электрической части) обеспечивает автоматическая система, разработанная Хуажонгским университетом науки и технологии. Три раза в день рабочие станции осуществляют также визуальный контроль этого участка сети.
Таблица 2. Соисполнители проекта по установке в действующую сеть 30 м ВТСП кабеля
State Grid, Co. и Министерства науки и технологий Китая над разработкой 300-400 м ВТСП линии электропередач. Проект стартует с 2005 г. и завершится в 2008 г. Как и в случае с YEPG, сетевая компания State Grid, Co. будет участвовать в финансировании работ. Детали проекта и его финансовое обеспечение пока в стадии обсуждения. In-nopower исследует возможности коммерческого применения ВТСП кабелей в сетях с большой пропускной способностью для металлургических заводов. На фирме также дан старт разработке ВТСП токоограничителя.
Innova Superconductor Technology Co., Ltd. (Пекин) создана в сентябре 2000 года. Основное поле деятельности компании – технологии, связанные с ВТСП сверхпроводниками. По такому параметру, как длина одножильного ВТСП проводника, компания держит мировой рекорд. Общая цель компаний в мире, занятых производством ВТСП провода, - достичь производства объемом 1000 км и удваивать этот объем каждый год. На сегодняшний день в мире произведено 700 км ВТСП провода.
Другие крупные электроэнергетические фирмы в Китае, включившиеся в сверхпроводниковую технологию, - Baoding Tianwei Group Company Ltd (разработка сверхпроводящих индуктивных накопителей – SMES) и Tebian Electric Apparatus Stock Co Ltd (разработка 3-фазного 26 кВА ВТСП трансформатора -http://www.tbea.com.cn/english/ )
Различные исследования в области сверхпроводимости и, в частности, связанные с электротехниче-скими разработками, активно проводятся также в 25 университетах и исследовательских институтах Китая. Среди них наиболее активны - Beijing Univ Aeronautics Astronautics (YBCO ленты, MgB2 провода), China Univ. Science Technology, General Research Inst Non-Ferrous Metals, Hefei Research Inst Cryogenics Electronics (ВТСП кабель), Huazhong Univ Science, Inst Electrical Engineering Chinese Academy Sciences (ВТСП трансформатор), Inst. Plasma Physics Chinese Academy Sciences (ВТСП кабель), Inst Solid State Physics Chinese Academy Science, Tsinghua Univ, Zhejiang Univ.