Сверхпроводниковые технологии для электросетей США
2007, Tом 4, выпуск 4
Тематика: Крупные проекты
28 июня 2007 г Министерство Энергетики США (DOE) объявило о выделении ,8 млн. на поддержку пяти проектов, направленных на коренную модернизацию энергосистемы. Все проекты базируются на использовании высокотемпературных сверхпроводников (ВТСП), применение которых позволит как поднять пропускную способность сетей, перегруженных вследствие высокого потребления электроэнергии, так и улучшить их надежность. Два проекта из пяти нацелены на улучшение эффективности и надежности ВТСП кабелей, оставшиеся три проекта посвящены разработке и созданию ВТСП токоограничителей. Руководство всеми про-ектами будет осуществляться Национальной лабораторией энерготехнологий (DOE's National Energy Technology Laboratory). Продолжительность работ составит от двух до пяти лет. Общая стоимость проектов достигает 3,6 млн. Финансирование будет осуществляться DOE совместно с рядом компаний.
В программу включены следующие проекты:
1. Токоограничитель SC Power Systems
(финансирование со стороны DOE – млн)
Для энергосистемы Southern California Edison (SCE) компания SC Power Systems (Сан Матео, Калифорния) разработает, изготовит и проведет испытания высоковольтного (138 кВ) токоограничителя с насыщенным магнитопроводом, в котором ВТСП обмотка служит только для насыщения магнитопровода, и ограничиваемый ток сквозь нее не протекает. В апреле текущего года SC Power уже объявляла о получении ,5 млн от California Energy Commission на установку и проведение эксплуатационных испытаний 15 кВ токоограничителя (см. рис. 2 на стр. 7) с насыщенным магнитопроводом в сети SCE. В проекте также участвуют: Australian Superconductors Pty Ltd; Los Alamos National Laboratory; Air Products and Chemicals Inc; Cryo-Industries of America Inc; Consolidated Edison Company; California Edison Inc; Delta Star Inc; и Trithor GmbH.
О токоограничителях с насыщенным реактором, их достоинствах и недостатках – см. статью ниже.
2. Токоограничитель American Superconductor
(финансирование DOE – ,7 млн)
Компания American Superconductor (AMSC) разрабатывает и подготавливает к испытаниям в энергосистеме трехфазный высоковольтный 115 кВ токограничитель (SuperLimiterTM) (рис. 1) на основе ВТСП провода второго поколения типа 344, разработанного AMSC. Токоограничивающий элемент выполнен в виде безиндуктивной катушки, (изготовленной по технологии Siemens), что делает токоограничитель невидимым для электросети в номинальном режиме работы. В проекте также участвуют: Southern Cali-fornia Edison, Nexans, the University of Houston, Los Alamos National Laboratory, и Siemens AG. Эксплуатационные испытания токоограничителя предполагается провести в энергосистеме Southern California Edison.
Рис. 1. Токоограничитель American Superconductor
3. Токоограничитель SuperPower Inc
(финансирование DOE – ,8 млн)
SuperPower Inc разработает и подготовит к испытаниям в сети American Electric Power однофазный 138 кВ токоограничитель (рис. 2) матричного типа, состоящий из ВТСП 2G токоограничивающих элементов, шунтированных несверхпроводящими индуктивностями.
Команда проекта: SuperPower Inc; Sumitomo Electric Industries Ltd; Nissan Electric Co. Ltd; The BOC Group Inc; American Electric Power; и Oak Ridge National Laboratory.
Рис. 2. Токоограничитель SuperPower Inc
4. Кабель Southwire Company
(финансирование DOE – ,3 млн)
Компания Southwire планирует соединить 13,8 кВ ВТСП кабелем две подстанции в районе центра Нью-Орлеана для решения проблем перегрузки. Кабель соединит подстанции LaBarre и Metaire, входящие в Energy Corporation of New Orleans. В проекте также участвуют Oak Ridge National Laboratory и NKT cables (Дания) – совместное предприятие ULTERA. Предполагается использовать триаксиальную конструкцию кабеля, успешно испытываемую с августа 2006 на подстанции в Биксби, штат Огайо. Эта конструкция является рекордной по плотности тока и минимальному расходу сверхпроводника, но может быть использована пока только на средних (распределительных) уровнях напряжения порядка 10-35 кВ.
5. Кабель American Superconductor
(финансирование DOE – млн)
Компания AMSC разрабатывает основные компоненты для кабеля (рис. 3) на основе ВТСП проводов второго поколения (провод типа 344). Планируется продемонстрировать работу однофазного прототипа кабеля в сети Long Island Power Authority (LIPA). Скрутку кабеля и изготовление криостата будет производить компания Nexans, криогенную систему поставит Air Liquide Advanced Technologies. На проект ВТСП кабеля LIPA (600 м, 138 кВ, 2,4 кА) компания AMSC получила в 2005 г .2 млн, а в 2006 – млн. В настоящее время в сети LIPA монтируется кабель на основе ВТСП проводов первого поколения. Замену и введение в эксплуатацию кабеля из ВТСП материалов второго поколения планируется осуществить в 2008 г.
Рис. 3. Кабель American Superconductor. Проект LIPA.
- http://www.superconductorweek.com/pr/0607gys/doe1.htm.
- Press Release SC Power Systems Inc, “DOE Grant”, June 2007.
- Press Release SC Power Systems Inc, “Califor-nia Energy Commission grant”, April 2007.
- http://www.amsuper.com
- C. Weber, “138 kV Superconducting Fault Current Limiter (SFCL) Project”, Presented at 2007 DOE Wire Development Workshop, USA, Florida, Panama City.