ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Проблемы использования сверхпроводимости для передачи электроэнергии из "Проблемы развития энергетики " В США строится опытный участок длиной 850 м на наиря-жение 2300 кВ. Однако необходимо иметь в виду, что применение воздушных линий электропередачи с высокими и сверхвысокими напряжениями ограничено, с одной стороны, диэлектрическими свойствами воздуха, а с другой — требованиями экологии, особенно в густонаселенных районах. [c.247] Дальнейшие поиски возможностей существенного увеличения пропускной способности кабельных линий при одновременном снижении удельных приведенных затрат привели к отказу от традиционного способа отвода тепла от токовых жил и разработке принципиально нового вида кабелей — криогенных, в которых отвод тепла осуществляется с помощью криогенных газов или жидкостей на уровне температуры ниже 100 К. Криогенные кабели подразделяются на криорезистивные и сверхпроводящие. [c.247] В настоящее время в передовых промышленно развитых странах разрабатываются проекты сверхпроводящих кабелей. Увеличение пропускной способности этих кабелей реализуется за счет резкого увеличения рабочего тока до 10 —10 А при сохранении или даже уменьшении рабочего напряжения по сравнению с освоенными в настоящее время классами. Значительное увеличение передаваемой мощности в сравнении с обычными кабелями позволяет снизить удельные приведенные затраты уже при мощностях, соизмеримых с предельными для кабелей с бумажно-масляной изоляцией. [c.247] Наиболее перспективными областями применения сверхпроводящих линий электропередачи являются глубокие мощные вводы в крупные города и промышленные центры и выводы от крупных АЭС, ТЭС и ГЭС. [c.247] Для СССР большой интерес представляет передача энергии в европейскую часть от угольных месторождений Сибири пэ магистральным линиям пропускной способностью порядка десятков миллионов киловатт на цепь. [c.247] Однако для реализации криогенных кабельных линий необходимо провести огромный объем научных и технических работ и прежде всего решить проблему высокой эксплуатационной надежности и ремонтопригодности линий. [c.247] В ЭНИН имени Г. М. Кржижановского с 1970 г. ведутся экспериментальные и теоретические исследования по созданию сверхпроводящих линий электропередачи. [c.248] Одним из важнейших направлений работ, проводимых в ЭНИН, являются исследования технико-экономических показателей сверхпроводящих линий электропередачи постоянного и переменного тока. При этом основное внимание уделяется линиям электропередачи переменного тока, поскольку результаты, полученные при изучении линии переменного тока, могут быть легко перенесены на линии постоянного тока из-за общности криогенной оболочки, рефрижераторной системы и других элементов. Основным элементом сверхпроводящих линий электропередачи является сверхпроводящий кабель, который по существу и определяет стоимость передачи энергии по этим линиям. [c.248] Среди отдельных компонентов стоимость сверхпроводника составляет не более 5—7% общей стоимости. Доля гелия и гелиевого рефрижераторного оборудования в суммарных затратах не превышает 10%. [c.249] Стоимость холодной зоны кабеля без учета затрат на изготовление и монтаж составляет не более 35% общей стоимости сверхпроводимой линии электропередачи. [c.249] Сравнение технико-экономических показателей маслонаполненных, газонаполненных и сверхпроводящих линий электропередачи показывает безусловное преимущество последних при передаче мощностей свыше 1,5—2 ГВ - А. [c.249] Состояние и уровень научно-исследовательских и экспериментальных работ в ряде стран и Советском Союзе таково, что имеется уверенность в создании промышленных кабелей в период до 1990 г. [c.249] Научные исследования и экспериментальные работы дали возможность разработать проект полупромышленной криогенной кабельной линии длиной 1 км. Эта сверхпроводящая линия будет сооружена на Кожуховской подстанции Мосэнерго в текущей пятилетке. Конструктивно эта кабельная линия представляет собой жесткую трубную систему, собранную из заранее смонтированных секций. Токоведущая часть состоит из медных труб с внешним диаметром 112 и 80 мм, на которых с внешней и внутренней поверхностях наносится в виде тонкой пленки сверхпроводник из станид-ниобия толщиной 12 мкм. Охлаждающий агент первичного контура — гелий, охлажденный до температуры 7,2 К во вторичном (после вакуумной рубашки) контуре циркулирует жидкий азот. Напряжение линии — 10,5 кВ, ток 10 кА. Исследованиями были установлены высокие изоляционные свойства жидкого гелия. Наиболее оптимальное значение пробивного напряжения, равное 230—250 кВ/см, имеет место при плотности гелия в пределах 0,03 г/см . [c.249] Во многих странах мира ведутся интенсивные работы по исследованию сверхпроводимости и созданию сверхпроводимого кабеля. Особенно интенсивно ведутся работы в США, ФРГ, Японии. [c.249] Из Приведенных расчетных данных видно, что с увеличением напряжения и передаваемой мощности удельная стоимость резко снижается. Это указывает, что сверхпроводимый кабель должен создаваться для передачи больших мощностей. [c.250] Сверхпроводимость открывает и другие возможности для энергетики создание накопителей и криопреобразователей электрической энергии. Поскольку в сверхпроводниках практически нет потерь электроэнергии, можно создать накопители электроэнергии, работающие по циклу заряд—разряд. В частности, для этой цели можно использовать сверхпроводящий кабель постоянного тока при условии создания кабельного кольца. Такой накопитель будет заряжаться в часы минимума нагрузок, а разряжаться в часы пиковой нагрузки. Экономическая эффективность крионакопителя будет очень высокой, так как помимо накопления электроэнергии это позволит выравнивать нагрузку тепловых энергоблоков. [c.250] Вернуться к основной статье