Обоснование применения в распределительных сетях трансформаторов с обмотками, выполненными из полупроводников высоких температур.

Динамические потери в обмотках связаны с критической плотность тока в собственном поле при максимально возможной длине куска и анизотропией материала. Во избежание увеличения динамических потерь иснижения токонесущей способности проводов,катушку после намотки подвергают длительному отжигу в специальной печи для устранения возможных механических напряжений и дефектов вструктуре сверхпроводника, возникших в результате его деформации.При большом числе первичных и вторичных обмоток на сверхпроводник применяются многослойные экранирующие обмотки из медного проводника, служащие для уменьшения действия магнитного поля, [4].Также для снижения потерь при изготовлении обмоток трансформатора используют на общем стержне магнитопровода располагают поочередно модули двойных галет первичной и вторичной обмоток высокого и низкого напряжения[5]. Еще одним методом борьбы с динамическимипотерямиявляется уменьшение индукции в магнитопроводеза счет увеличения числа витков в обмотках, однако при этом увеличивается общий расход сверхпроводника.Наиболее популярный способ борьбы с динамическими потерями в сверхпроводниках – это понижение рабочей температуры до 65-66 К, однако при этом увеличивается диапазон рабочих полей и токов.Магнитопроводы ВТСП-трансформаторов могут быть изготовлены с использованиемферромагнитного материала или без него. До настоящего времени однозначно не решен вопрос какой вариант исполнения магнитопровода наиболее практичен: “тёплый” (снаружи криостата) или “холодный” (внутри криостата).С одной стороны,“холодное” исполнениеупрощает конструкцию криостата и уменьшает размеры магнитной системы.С другой стороны, такое исполнение характеризуется дополнительными теплопритоками и увеличением энергозатрат на охлаждение. Использованием в качестве материала магнитопровода аморфных сталей с очень низким тепловыделением (0,2 Вт/кг при 1,4 Т и 100 К) обеспечивает снижения теплопритоков. Также может быть использована улучшенная холоднокатаной электротехническая сталь.Исполнение магнитопроводав “тёплом” варианте требует более сложной конструкции криостата в виде полого цилиндра. Это приводит к увеличению размер магнитной системы, однако уменьшает теплопритоки в холодную часть. В данном случае в качестве материала магнитопровода можно использовать сравнительно недорогую тонколистовую рулонную электротехническую сталь, сдопуском магнитной индукции до 1,6-1,65 Т. Даннаяконструкция более эффективна в разработках однофазных трансформаторов. Аналогичное исполнение для трёхфазных трансформатоовбудет требовать дополнительные токовводы для электрической связи обмоток [4].По данным Министерства энергетики США по результатам подробного анализапри применении ВТСП-трансформаторов мощностью до 30 МВА затраты на весь срок службы будут на 50% меньше по сравнению с затратами на обслуживание традиционных трансформаторов. Совершенствование технологии производства ВТСП трансформаторов и её доведение до промышленных масштабов обеспечит их коммерческий выпуск и постепенную замену традиционных трансформаторов.4 ЗаключениеВывод: сверхпроводимость в электроэнергетике способна решить задачу переоборудования энергосистем и повысить её эффективность.Сверхпроводниковые трансформаторы положительно влияют на рабочие режимы электроэнергетических систем, уменьшают потери электроэнергии, увеличивают предел передаваемой мощности и повышают уровень напряжения.По сравнению с обычными масляными трансформаторами массогабаритные показатели сверхпроводниковых трансформаторов снижаются на 50 %.Список литературыАлександров Н.В. Трансформаторы с высокотемпературными сверхпроводящими обмотками/ В.З. Манусов, Н.В. Александров // XVII Международная научно-практическая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Современные техника и технологии»: Тез. докл. междунар. науч. конф. 18-22 апреля 2011 г. –Томск, 2011. – т.1. – с. 9-10.Высокотемпературные сверхпроводниковые трансформаторы. Новое поколение подстанционного оборудования. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.news.elteh.ru/arh/2005/31/04.phpЛутидзе Ш.И., Джафаров Э.А. Сверхпроводящие трансформаторы. М.: Научтехлитиздат, 2002.Информационный бюллетень «Сверхпроводники для электроэнергетики», 2006, 3, вып 4.Лизунов С. Д., Лоханин А. К. Проблемы современного трансформаторостроения в России // Электричество. – 2000. – № 8, 9Черноплеков Н. А. Сверхпроводниковые технологии: современное состояние и перспективы практического применения // Вестник РАН. – 2001. – № 4.Информационный бюллетень “Сверхпроводники для электроэнергетики” 2005, 2, вып. 2Высокотемпературная сверхпроводимость [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.bourabai.kz/toe/superconductivity.htmАлександров Н. В. Исследование влияния сверхпроводниковых трансформаторов на режимы электроэнергетических систем. Диссертация на соискание ученой степени кандидата тех.наук [Электронный ресурс]. –http://www.nstu.ru/static_files/28464/file/NSTU_cand_dis_Aleksandrov_3. pdf