Вход на сайт

МЕДИАМЕТРИКА

Облако тегов

ЛЭП на основе высокотемпературной сверхпроводимости

Аватар пользователя Пепелац

ФСК разработала новый формат ЛЭП для мегаполисов РФ. Пилотный проект.

Научно-технический центр Федеральной сетевой компании разработал новый формат линии электропередачи, предназначенной для Москвы, Санкт-Петербурга и других крупнейших городов России – кабельная ЛЭП постоянного тока на основе высокотемпературной сверхпроводимости (ВТСП-КЛПТ). Подобные ЛЭП позволят решить ряд острых проблем, присущих мегаполисам – будет сокращена в 3-4 раза площадь городской земли, отводящаяся на прокладку линий электропередачи, ощутимо снизятся потери при передаче электроэнергии, а также улучшится экология городов за счет предотвращения электромагнитного воздействия.

К настоящему времени завершена разработка всех элементов линии, идет процесс изготовления преобразовательного оборудования. В августе прошлого года были проведены испытания двух 30-метровых отрезков ВТСП биполярного кабеля постоянного тока в сборе с двумя концевыми и одной соединительной муфтой на передаваемую мощность 50 МВт. На июнь 2014 года намечены масштабные стендовые испытания кабеля длиной 430 метров.

«Пилотный проект кабельной линии предусматривает ее прокладку в центральной части Санкт-Петербурга. Специалисты НТЦ ФСК ЕЭС уже приступили к данным работам. Весь необходимый комплект оборудования для этого проекта будет изготовлен до конца года», – отметил Заместитель Председателя Правления ФСК ЕЭС Павел Корсунов.

ВТСП-КЛПТ – применяются в случаях, когда необходимо распределение больших потоков электроэнергии на низком напряжении (10 кВ или 20 кВ) непосредственно с шин генераторного напряжения ТЭЦ или шин питающих подстанций. При этом в схеме отсутствуют необходимые для передачи значительной мощности повышающие и понижающие трансформаторы (например, 20/110 кВ и 110/20 кВ) и исключается или замещается строительство занимающих городское пространство воздушных линий электропередачи.

Подобные линии способны также осуществлять функцию глубокого ограничения токов короткого замыкания, могут активно управлять потоками мощности в энергосистеме., что позволяет оптимизировать нормальные режимы и обеспечить резервирование в аварийных режимах.

Кабель был разработан в ОАО «НТЦ ФСК ЕЭС» и изготовлен на заводе ОАО «Иркутсккабель». Разработчик кабельной арматуры — НИЦ «Курчатовский институт». Испытания проводились на базе НИЦ «Курчатовский институт» силами сотрудников трёх вышеупомянутых организаций. Основная цель испытаний — проверка токонесущей способности ВТСП кабеля, полностью изготовленного в условиях промышленного предприятия и проверка работоспособности новой конструкции криогенных токовводов и впервые изготовленной соединительной муфты.

Основой для разработки послужило исследование, выполненное в 2012 году специалистами ИНМЭ РАН, ВНИИКП и МАИ в рамках реализации программы президиума РАН ”Фундаментальные основы развития энергетических систем и технологий, включая ВТСП“.

29.04.2014 Источник 


Это реально круто!

Фонд поддержки авторов AfterShock

Комментарии

Аватар пользователя BorisAT
BorisAT(3 года 6 месяцев)(14:12:39 / 06-05-2014)

На СУН эта статья проходила пару недель назад.

p.s. Соврал. Неделю назад http://www.sdelanounas.ru/blogs/49213/

p.s.s. Вот еще статья от 2012 года, когда все только начиналось http://sdelanounas.ru/blogs/15130/

Аватар пользователя Пепелац

Здесь не было. И это не СУН, а АШ :-)

Аватар пользователя ВладимирХ
ВладимирХ(4 года 10 месяцев)(14:09:58 / 06-05-2014)

А сейчас уже есть материалы с азотными температурами?

Аватар пользователя kulib
kulib(3 года 11 месяцев)(14:10:52 / 06-05-2014)

Азотные давно появились - разнообразные керамики.

Что-то я как-то промышленное освоение в гражданской сфере пропустил...

Аватар пользователя Пепелац

Сеня, зайцы Азотные - это не актуально, это уже промобразцы.

А вот углекислотные (выше 200 по Кельвину) - это новый вызов.

Аватар пользователя ErrorFF
ErrorFF(5 лет 10 месяцев)(14:54:40 / 06-05-2014)

Да, про них видимо и идёт речь в статье.

Аватар пользователя PersonaNonGrata
PersonaNonGrata(3 года 8 месяцев)(14:10:46 / 06-05-2014)

Интересно - при какой температуре работает кабель и какие ограничения по напряжению/амперажу ?

Аватар пользователя iskatel istini
iskatel istini(4 года 6 месяцев)(14:13:00 / 06-05-2014)

Плюс.

Аватар пользователя joho
joho(4 года 1 месяц)(14:26:00 / 06-05-2014)

Мне вот интереснее, при каких услоиях сверхпроводимость пропадает, и как это выглядит со стороны (издалека :o) )

Видел лом, вставленный в высоковольтный кабель - это слегка напоминало ядерный взрыв (в миниатюре, конечно - облако в форме гриба, вспышка, итд) (мужик остался жив)

Аватар пользователя iskatel istini
iskatel istini(4 года 6 месяцев)(14:28:02 / 06-05-2014)

Я "плюсовал" к информации обо всех "физических" характеристиках процесса.

Про лом - интересный опыт. Я бы поглядел на это. Со стороны)

Аватар пользователя PersonaNonGrata
PersonaNonGrata(3 года 8 месяцев)(14:56:41 / 06-05-2014)

Ну нафиг. Я видел как сгорел короткозамыкаль на 110 киловольт (на рисунке черная палка под углом похожая на лом)

Подстанция от моего дома в 150 метрах. Горело ночью, зимой (окна закрыты были). От светозвуковых эффектов проснулся весь дом (все 20 квартир). Потом утром делились мнениями в стиле "А ШО ЭТО БЫЛО ?"

Аватар пользователя Пепелац

Ну если на пальцах, исчезает при повышении температуры выше критической или превышении магнитного поля выше критического.

А как это выглядит, зависит от силы тока, текущего в данный момент по сверхпроводнику :-))

PS Видел, как экскаватор кабель порвал, такая же картина маслом. Мужик тоже жив остался, ибо машинка была на гусеничном ходу. А был бы колесный, то ХЗ.

Аватар пользователя jaff_13
jaff_13(5 лет 1 месяц)(15:57:10 / 06-05-2014)

а по-моему, не особо круто должно выглядеть. Поскольку напряжение небольшое, и сила тока тут же ограничится сильно, если сопротивление возрастет.

Аватар пользователя Пепелац

50 МегаВатт передаваемой мощности не круто? Ток в 2500-5000 ампер не круто? Ну я не знаю, чем Вас можно удивить, может тактическим ядерным зарядом в вашем дворе? :-)

Аватар пользователя jaff_13
jaff_13(5 лет 1 месяц)(20:06:41 / 06-05-2014)

50 МВт передаваемой мощности - это круто. Она, понятно, выделяется там, где ей положено - в нагрузке, на которой и напряжение падает, и ток этот самый зашибательский течет. При этом напряжение на ней, если не усложнять, 10 кВ (потому как на сверхпроводящей линии ниче не падает), а сопротивление ея, соответственно, 2 ома.

Теперь представим, что потерялась сверхпроводимость  участка одного из проводников лэп. что при этом происходит? да просто эти 10 кВ выделятся на  этом участке. Если изоляция б-менее хорошая -то 10 кВ - это фигня, между проводами дуга не пойдет. Может случиться дуга на разорванном участке, за счет которой некоторое время будет поддерживаться этот ток в нагрузке, но это не надолго, так как участок очень быстро "расползется".

Если пробой между проводами - короткое замыкание - опять же, проводники теряют сверхпроводимость, 10 кВ высаживаются на концах потерявших сверхпроводимость участков.

Здесь говорили про индуктивность - да, наверное, переходные процессы будут. Линия длинная, побежит волна. В первом приближении, мне кажется, амплитуда ступеньки должна быть раза в два выше устойчивого значения, т.е. 10 кВ. Тоже не ужас-ужас.

Аватар пользователя joho
joho(4 года 1 месяц)(20:19:58 / 06-05-2014)

да нет, какой ужос ужос

U = - L * dI/dt

если за 10 мсек плавно прерывается ток 1КА для 1Генри, то U=100КилоВольт

Дальше возможны варианты - если 10 КА, и 1Генри, то 1мегавольт

Если 1 миллигенри, то 100 вольт

Если 10 микросекунд - то в тыщу раз больше

Короче, гадание на кофейной гуще

А скорее всего, разрыв мгновенный (разрыв тока, рост напряжения до пробоя - сколько бы не потребовалось), тут же загорается дуга, испаряет всю конструкцию, и горит, пока ток не вытечет

Аватар пользователя jaff_13
jaff_13(5 лет 1 месяц)(21:04:59 / 06-05-2014)

у нас линия - распределенная. Соответственно, не 1 Гн, а 1 нГн/м или как-нибудь так. В ней происходят волновые процессы. Вот представьте для наглядности - течет вода по каналу (справа налево). Вы втыкаете в канал заслонку. Происходит повышение уровня на заслонке, т.к. вода по инерции течет к ней, доходит до уровня в два раза выше первоначального, а потом происходит отражение и ступенька начинает бежать вправо. Представили? вот примерно то же должно происходить в этой линии.

Аватар пользователя joho
joho(4 года 1 месяц)(16:08:12 / 06-05-2014)

Вы забываете про индуктивность.

Процесс прерывания наверняка будет лавинообразный и разорванный ток в несколько килоампер даст прекрасный фейерверк.

Вас ни разу не било током от автомобильной батареи, когда её отсоединяешь? а там всего 12 вольт... пока цепь не порвёшь

Аватар пользователя Пепелац

Да какая индуктивность? Для неё катушка нужна, а ЛЭП все-таки по прямой стараются тянуть.

Все гораздо проще, вспоминаем школьную физику. Выделяемая в виде тепла мощность равна I2*R. Пока R равно нулю, всё хорошо. А как только сопротивление R равняется хотя бы 1 (одному) Ому, то выделяемая мощность для силы тока в диапазоне 2500-5000 Ампер равна 6.25-25 МегаВатт. А так как переход из сверхпроводимости в обычную происходит скачком, за милисекунды, то масштаб бедствия каждый может представить в силу своего воображения.

Аватар пользователя joho
joho(4 года 1 месяц)(16:42:17 / 06-05-2014)

Индуктивность есть даже у напильника.

Тем более у такой длинной линии

Посмотрите, результат вас удивит

И представьте, что в этой индуктивности какой - то олух решил разорвать цепь при токе в килоамперы

Аватар пользователя Пепелац

Индуктивность есть у всего, что проводит ток и имеет размер, шоб вы знали, не обязательно это шелезяка.

2.396 мГн (милиГенри) на прямых проводах длиной 1 км - всё правильно решили.

Другой пример, из другого учебника. Катушка диаметром 20 мм, длина намотки 18 мм, количество витков 400, индуктивность равна 2.37 мГн. Тот же результат, но провода потребовалось в 80 раз меньше.

Вас не аккумулятор искрой шибает, а катушка стартера или электрогенератора :-)) Можете проверить - отключите аккумулятор, проводками лампочку на 12 вольт, а потом разорвите цепь - результат вас удивит :-))

Аватар пользователя joho
joho(4 года 1 месяц)(18:03:36 / 06-05-2014)

Меня то как раз это не удивляет

Как ни как физтех + радиолюбительство в дремучие 198х

Именно поэтому я вам и говорил про индуктивность напильника - попадался в то время прибор хороший, мерял ради интереса, наногенри выходило

И именно потому меня и интересует, что будет, когда под нагрузкой в килоамперы сверхпроводимость сдуется - с какого безопасного расстояния на этот фейерверк можно смотреть будет, и какого диаметра воронка выйдет :o), особенно ежели линия будет в длинну километров несколько. Двести, например :o)

Аватар пользователя Пепелац

Она не пропадает сразу везде. Так что выброс энергии будет локальный. Выделяемая мощность - я уже выше прикидывал, до 25 МВт. В пределах 10 миллисекунд - до 250 кДж. Для сравнения - энергия сгорания пропана около 100 кДж/кг (килограмм, не м3!!!). Ну вот и прикиньте безопасное расстояние. Расчеты грубые, на пальцах, но думаю, не сильно ошибаюсь с масштабами бедствия.

PS 1 м3 пропана весит примерно 2 кг.

Аватар пользователя Пепелац

UPD: Энергия взрыва гранаты РГД-5 примерно 450 кДж.

То есть 25 метров безопасная дистанция с запасом в чистом поле и без окопа.

Аватар пользователя joho
joho(4 года 1 месяц)(18:17:30 / 06-05-2014)

дубль.

Аватар пользователя jaff_13
jaff_13(5 лет 1 месяц)(20:11:47 / 06-05-2014)

не, ни разу не било. Наверное, зависит от подхода.

Чтобы такие эффекты возникали, надо иметь колебательный контур со "специализированными" элементами - индуктивность отдельно, емкость отдельно. Тогда энергия, запасенная в индуктивности в виде тока, высаживается на емкости в виде напряжения. А здесь будет распределенная линия, см. мой комментарий выше

Аватар пользователя viser
viser(5 лет 3 месяца)(17:51:51 / 06-05-2014)

Фазовый взрыв. Мощная штука-)

Аватар пользователя ExMuser
ExMuser(4 года 6 месяцев)(14:30:20 / 06-05-2014)

Это не то, что реально круто, это ТБМ как круто!!!

Аватар пользователя CCAPMX
CCAPMX(5 лет 10 месяцев)(14:44:08 / 06-05-2014)

что-то сомнения гложат...
во-первых, эти сверхпроводники только называются высокотемпературными, все равно нужно охлаждение (при выходе которго из строя все накроется)
во-вторых, соответствующие материалы - керамика по механическим свойствам
в третьих, потери на высоковольтных линиях не высоки, насколько я знаю
в четвертых, нужны выпрямители на входе и инверторы на выходе

и наконец, сколько оно стоит?

Аватар пользователя Пепелац

При передаче электроэнергии теряется около 10% генерации. У сверхпроводящих - практически 0. Если даже 5-7% электроэнергии уйдет на поддержание нужной температуры - выигрыш 3-5%. А это до ... (в общем, вам по пояс будет).

PS Первоначально сверхпроводимость была получена при 3К (-270 по Цельсию). Сейчас - выше 100К (-170 по Цельсию).

Аватар пользователя CCAPMX
CCAPMX(5 лет 10 месяцев)(15:22:35 / 06-05-2014)

3К хороши тем, что они - металлы по механическим свойствам, а эти - керамика, то есть не гнутся, хрупкие и все такое.
да и производство этого кабеля, полагаю, жутко выше.

Насчет температуры перехода - все, что выше 77К уже хорошо, ибо охлаждение жидким азотом достаточно дешевое, а до комнатных температур когда еще доберутся...

Пусть работают, спору нет, когда-то это все созреет. Сразу лучим вариантом имеет право не являться.

Аватар пользователя Пепелац

Вы не поверите, но современную керамику можно гнуть. Не так как резину, но и на горшки глиняные она не похожа :-)

PS Я еще раннее оптоволокно помню - тоже загнешь чуть сильнее и усё, кирдык.

Аватар пользователя Туфтонский рыцарь

"3К хороши тем, что они - металлы по механическим свойствам, а эти - керамика, то есть не гнутся, хрупкие и все такое.
да и производство этого кабеля, полагаю, жутко выше."

А металлы при 3К гнутся?

Аватар пользователя CCAPMX
CCAPMX(5 лет 10 месяцев)(15:53:32 / 06-05-2014)

там по разному бывает, но важно их поведение при нормальных температурах - в процессе изготовления, доставки, прокладки, ремонта и т.д.

Аватар пользователя jaff_13
jaff_13(5 лет 1 месяц)(15:59:05 / 06-05-2014)

отработали, видимо, достаточно хорошо, когда для протвинского ускорителя магниты разрабатывали. Вместо которых сделали в итоге для коллайдера.

Аватар пользователя Пепелац

В Протвино магнитная система была достаточно сложной. На первой ступени разгона магнитное поле создавали "тёплые" классические магниты с водяным охлаждением. На второй - сверхпроводящие при температурах жидкого гелия с внешним контуром из жидкого азота. Так что высокотемпературных сверхпроводящих магнитов на том ускорителе не было, это околонаучные легенды.

В таком вот аксепте, товарищи ученые. (с)

Аватар пользователя jaff_13
jaff_13(5 лет 1 месяц)(20:52:16 / 06-05-2014)

да она везде достаточно сложная. И на БАКе, и на ИТЭР. Тем не менее, наши умудрились не растерять то, что было наработано с классическими сверпроводниками, и не отстать с ВТСП (которые там тоже применяются). Так что - аксепты, они какие надо аксепты.

Аватар пользователя vvelichko
vvelichko(5 лет 11 месяцев)(15:06:47 / 06-05-2014)

будущее приходит внезапно

Аватар пользователя Слон
Слон(4 года 11 месяцев)(16:30:09 / 06-05-2014)

Я что-то не понимаю.  В одном месте написано - непосредственно с шин генераторного напряжения (а это 3 фазы, переменный ток).  В другом - кабель биполярный, идёт процесс изготовления преобразовательного оборудования (т.е. ток постоянный).

Комментарий администрации:  
*** Альтернативно адекватен ***
Аватар пользователя Пепелац

Ток будет постоянный, чтобы не раскачивать либеральную общественность :-))

Аватар пользователя nhfvdfq71
nhfvdfq71(5 лет 5 месяцев)(22:05:57 / 06-05-2014)

Никто не обещал, что не будет преобразователей...

Аватар пользователя nemesis
nemesis(4 года 9 месяцев)(17:00:20 / 06-05-2014)

Ток будет постоянным что небыло емкостных потерь в диэлектриках кабеля.

Аватар пользователя DenverElrond
DenverElrond(4 года 11 месяцев)(18:15:11 / 06-05-2014)

Подождите:"а также улучшится экология городов за счет предотвращения электромагнитного воздействия."

50 [МВт]/(10[кВ]*sqr(3)(эт ж постоянный ток...:))=5[кА] и куда они денут магнитное воздействие? Ужели ЛЭП закопают "вниз ногами"?!

Аватар пользователя vvelichko
vvelichko(5 лет 11 месяцев)(18:40:18 / 06-05-2014)

Никуда не денут, но и вреда от него особо нет, если с ломом рядом не бегать :-)

Аватар пользователя jaff_13
jaff_13(5 лет 1 месяц)(20:56:58 / 06-05-2014)

можно сделать витую пару - оно и минимизируется... ))

Аватар пользователя nhfvdfq71
nhfvdfq71(5 лет 5 месяцев)(22:10:44 / 06-05-2014)

Ну давай, расскажи нам про электромагнитное воздействие постоянного тока.

Аватар пользователя DenverElrond
DenverElrond(4 года 11 месяцев)(22:45:13 / 06-05-2014)

я тебя ждал: читай, мной написано: "магнитное". Опять двойка, сколько можно

Аватар пользователя nhfvdfq71
nhfvdfq71(5 лет 5 месяцев)(07:10:19 / 07-05-2014)

Электричеством лечиться не пробовал, тролль?

Аватар пользователя DenverElrond
DenverElrond(4 года 11 месяцев)(09:24:07 / 07-05-2014)

да ты батенька просто... дуракс-с... жаль, надеялся поговорить

Аватар пользователя DenverElrond
DenverElrond(4 года 11 месяцев)(23:09:55 / 06-05-2014)

В 22.47 завел програмку. В 22.55 - задачка посщиталась

В центре проводник диаметром 0,1 м с током в 50 кА. В красках - магнитное поле [Тл]. Сбегай за санпином - сколько там допустимо - размеры в метрах.

А если рядом железку типа лома положить... и чуть чуть менять ток...

Аватар пользователя DenverElrond
DenverElrond(4 года 11 месяцев)(23:03:40 / 06-05-2014)

.

Аватар пользователя Dr_Sergey
Dr_Sergey(3 года 6 месяцев)(08:48:24 / 07-05-2014)

кабель имеет сверхпроводящий экран, который полностью экранирует магнитное поле токопроводящей жилы, этим и достигается отсутствие электромагнитного воздействия

если кому интересно презентация о сверхпроводящих кабелях

http://itemsk.blob.core.windows.net/cmsroot/www_cabex/files/b2/b2107e22-5969-4f60-86b9-2fa156ef8078.pdf

Аватар пользователя jaff_13
jaff_13(5 лет 1 месяц)(12:10:12 / 07-05-2014)

вот это конкретно, спасибо ))

Лидеры обсуждений

за 4 часаза суткиза неделю

Лидеры просмотров

за неделюза месяцза год

СМИ

Загрузка...