Ситуация с освоением СП-техники в электроэнергетике России

Развитие будущей электроэнергетики России требует разработки и внедрения новых перспективных решений для всех основных задач электроэнергетики — генерирования, передачи и распределения электро­энергии.

Одной из ключевых технологий является технология с применением сверхпроводимости. В настоящее время в России проводятся перспектив­ные разработки СП-материалов и оборудования, однако темпы этих раз­работок несравнимо медленнее, чем за рубежом.

Наиболее быстрореализуемой технологией в настоящее время для нашей энергетики являются технологии и оборудование СП-кабелей пере­менного и постоянного тока.

Приоритетом здесь являются кабельные вводы в мегаполисы и города (Москва, Санкт-Петербург, Екатеринбург и др.) на напряжениях 10— 20 кВ. Кабельные линии могут выполняться как на переменном, так и на постоянном токе с инверторами — выпрямителями по концам, для пере­дачи значительной мощности и при сравнительно больших расстояниях до центра потребления.

Вторым направлением, более отдаленным по срокам исполнения, явля­ется использование СП-линий электропередачи, ожидается, что при освое­нии производства ВТСП-материалов второго поколения ВТСП-кабельные линии будут превосходить по технико-экономическим параметрам воз­душные линии при мощности 100 MB • А и более.

Важной проблемой в наших сетях является рост уровней токов КЗ, не обеспечивающийся соответствующим ростом отключающей способности коммутационной аппаратуры. В ряде энергосистем (в том числе в Мос­кве) уровни токов КЗ уже сейчас достигли таких больших значений, а доля выключателей, не способных отключать токи КЗ, столь значительна, что это отрицательно сказывается на проблемах надежности электроснаб­жения потребителей. Вопрос ограничения токов КЗ актуален как для рас­пределительных сетей и подстанций с напряжением 6—-20 кВ, так и для сетей 110—750 кВ.

Решение проблемы — в применении СП-ограничителей токов КЗ.

Для связи с электрической сетью могут использоваться преобразова­тели на основе современной силовой электроники (устройства FACTS).

По мере освоения производства ВТСП-материалов второго поколения возможна разработка СПИН большой энергоемкостью 10⁸ — 10¹⁰ Дж, что позволит решать проблемы выравнивания графиков нагрузки, повышения статической и динамической устойчивости энергосистем, что особенно важно для надежной работы энергообъединения ЕЭС России.

Совершенно необходимым является скорейшее создание отечествен­ного производства ВТСП-материалов второго поколения.

По мере освоения производства ВТСП-материалов второго поколения и снижения их стоимости возрастает возможность практического исполь­зования СП-трансформаторов. Для ее реализации работа по созданию и практическому использованию макетных и опытных образцов должна быть организована в ближайшее время.

Контрольные вопросы

1. Что такое сверхпроводимость?

2. Чем отличаются друг от друга низкотемпературная и высокотемпературная
сверхпроводимость?

3. Каковы основные преимущества оборудования и технологий, основанных на явлении
сверхпроводимости?

4. Что препятствует широкому (промышленному) применению сверхпроводимости в
электротехнических устройствах?

5. Каковы основные достоинства сверхпроводниковых кабелей, перечислите возможные
области их применения?

6. Какова конструкция сверхпроводниковых кабелей?

7. Каковы принципы работы сверхпроводниковых ограничителей токов и их области
применения?

8. Перечислите основные типы сверх проводниковых ограничителей tokor.

9. Какова конструкция и принцип работы сверхпроводникового индуктивного
накопителя электроэнергии (СПИН)?

10. Объясните, почему СПИН может быть выполнен в настоящее время лишь с
использованием НТСП-технологий?

11. Перечислите основные достоинства сверхпроводниковых электрических машин.

12. Каковы основные области применения сверхпроводниковых генераторов и особенности
их конструкции?

13. Перечислите возможные области применения сверхпроводниковых синхронных ком­
пенсаторов.

14. Перечислите основные достоинства и возможные области применения сверхпроводни­
ковых трансформаторов.

Литература

16.1.Волков Э.П., Баринов В.А., Маневич А.С.Проблемы и перспективы развития
электроэнергетики России. М: Энергоатомиздат, 2001.

16.2.Глускин И.З. Сверхпроводниковые токоограничивающие устройства и индивиду­
альные накопители энергии для 'электроэнергетических систем / И.З. Глускин,
Г.А. Дмитриев, М.Ш. Мисриханов и др. М.: Энергоатомиздат, 2002.

16.3.Chamia M. Electrical power systems 2020. A prospective view // Electra. 2002. P. 6—17.

16.4.Сверхпроводимостьи перспективные виды электротехнического оборудования для
передачи и распределения энергии / Н.А. Черноплеков, Ю.Г. Шакарян, Л.И. Чур-
баева и др. // VI Симпозиум «Электротехника 2010» Т. 1. С. 34—44.

16.5.Дорофеев В.В.Проблемы создания и применения в электрических схемах уст­
ройств, использующих явление сверхпроводимости / В.В. Дорофеев, Н.А. Чернопле­
ков, Ю.Г. Шакарян и др. // Электричество. 2005. № 7. С. 22—36.

16.6.Высоцкий B.C., Сытников В.Е., Илюшин Т.В.Сверхпроводимость в элект­
ромеханике и электроэнергетике // Электричество. 2005. № 7. С. 31—40.

16.7.Алексеев М.П. Сверхпроводящий ограничитель тока короткого замыкания /
М.П. Алексеев, В.Е. Кейлин, С.А. Микляев и др. // Электричество. 2003. № 9. С. 26—27.

16.8.Глебов И.А., Данилевич Я.Б., Шахторин В.Н.Турбогенераторы с использованием
сверхпроводимости. Л.: Наука, 1981.

Глава семнадцатая