Вековые традиции - современные технологии

Сверхпроводниковые технологии открывают новые горизонты российской энергетике

20 декабря 2019 года в Москве на электрической подстанции «Мневники» Объединенной энергетической компании введено в промышленную эксплуатацию высокотемпературное сверхпроводниковое токоограничивающее устройство производства предприятия «СуперОкс».

Сверхпроводниковые технологии открывают новые горизонты российской энергетике

Объединенная энергетическая компания (ОЭК) — одна из крупнейших электросетевых компаний Москвы, занимающаяся развитием, эксплуатацией и реконструкцией принадлежащих городу электрических сетей.

Объединенная энергетическая компания обеспечивает передачу и распределение электроэнергии, осуществляет технологическое присоединение потребителей, ведет строительство новых электрических сетей.

Имущественный комплекс ОЭК включает: питающие центры напряжением 110–220 кВ, трансформаторные подстанции 6–20/0,4 кВ, распределительные и соединительные пункты 6–20 кВ, более 43000 км линий электропередачи классом напряжения 0,4–220 кВ.

Сверхпроводниковые технологии открывают новые горизонты российской энергетике

Компания «СуперОкс» с 2006 года развивает технологию высокотемпературной сверхпроводимости (ВТСП), производя по собственной технологии российские ВТСП-провода и энергетическое оборудование на их основе.

В 2014 году правительство Москвы инициировало внедрение токоограничивающих устройств на основе высокотемпературной сверхпроводимости (ВТСП ТОУ), чтобы обеспечить сверхвысокую надежность электроснабжения города.

ВТСП ТОУ разработано и производится компанией «СуперОкс».

В 2017 году проект установки ВТСП ТОУ получил статус национального проекта Министерства энергетики Российской Федерации.

В событии принял участие мэр Москвы Сергей Собянин совместно с генеральным директором ОЭК Евгением Прохоровым и председателем совета директоров компании «СуперОкс» Андреем Вавиловым.

Ввод в промышленную эксплуатацию высокотемпературного сверхпроводникового токоограничивающего устройства на электрической подстанции «Мневники» в Москве, слева направо: председатель совета директоров компании «СуперОкс» Андрей Вавилов, мэр Москвы Сергей Собянин и генеральный директор Объединенной энергетической компании Евгений Прохоров

Ввод в промышленную эксплуатацию высокотемпературного сверхпроводникового токоограничивающего устройства на электрической подстанции «Мневники» в Москве, слева направо: председатель совета директоров компании «СуперОкс» Андрей Вавилов, мэр Москвы Сергей Собянин и генеральный директор Объединенной энергетической компании Евгений Прохоров

«Здесь, в Мнёвниках, создана уникальная технология, аналогов которой нет нигде — ни в России, ни за рубежом. Это сверхпроводниковая технология, которая улучшает качество и надежность обеспечения электроэнергии», — отметил Сергей Собянин при осмотре подстанции.

«Компания «СуперОкс» разработала, изготовила, поставила, установила токоограничивающие устройства сверхпроводникового типа. Сверхпроводниковые модули, находящиеся внутри реакторов и обеспечивающие штатный режим работы этого устройства, погружены в жидкий азот с температурой минус 200 градусов. Температура жидкого азота поддерживается криосистемой», — рассказал Андрей Вавилов.

Высокотемпературное сверхпроводниковое токоограничивающее устройство производства «СуперОкс» на электрической подстанции «Мневники» Объединенной энергетической компании в Москве

Высокотемпературное сверхпроводниковое токоограничивающее устройство производства «СуперОкс» на электрической подстанции «Мневники» Объединенной энергетической компании в Москве

Высокотемпературное сверхпроводниковое токоограничивающее устройство (ВТСП ТОУ) — инновационная разработка. Для ее внедрения была выбрана типовая московская подстанция. Общая трансформаторная мощность электроподстанции «Мневники» составляет 300 МВА. Она была введена в эксплуатацию в 2012 году и обеспечивает электроэнергией Западный административный округ столицы.

Электрическая подстанция «Мневники» Объединенной энергетической компании в Москве

Электрическая подстанция «Мневники» Объединенной энергетической компании в Москве

Планируется, что в будущем еще восемь высокотемпературных сверхпроводниковых токоограничивающих устройств будут установлены на подстанциях Объединенной энергетической компании в Москве.

Применение ВТСП ТОУ позволит реализовать полноценную кольцевую схему электроснабжения города Москвы, гарантировав бесперебойное электроснабжение и сократив сроки технологического присоединения. Реализация проекта не несет тарифных последствий для конечных потребителей и имеет в перспективе значительный экономический эффект для российской столицы.

Основная функция ВТСП ТОУ — практически мгновенное ограничение тока короткого замыкания и снижение при этом нагрузки на другие элементы системы, что радикально уменьшает требования к стойкости всего оборудования энергосистемы в аварийных режимах.

В конце 2017 года решением рабочей группы при Министерстве энергетики Российской Федерации совместный проект Объединенной энергетической компании и предприятия «СуперОкс» по внедрению сверхпроводниковых технологий в энергосистему Москвы получил статус национального проекта.

ВТСП ТОУ имеет класс напряжения 220 кВ, его мощности достаточно для поддержания сверхнадежного электроснабжения трех районов мегаполиса населением 500 тысяч человек.

Токоограничивающее устройство является инновационной российской разработкой и в своем классе напряжения не имеет аналогов за рубежом. Это первое сверхпроводниковое устройство в московской энергосистеме.

Разработчиком устройства выступила компания «Инжэнергопроект». Среди производителей оборудования — российские предприятия «СуперОкс» и «Изолятор», южнокорейская компания Cryogenic & Vacuum Engineering и япон­ская Taiyo Nippon Sanso.

В рамках проекта завод «Изолятор» спроектировал и изготовил высоковольтные вводы для ВТСП ТОУ.

В 2017 году в испытательном центре предприятия с участием сотрудников компании «СуперОкс» впервые в России при температуре –200 ºС были успешно испытаны специально разработанные вводы с внутренней RIN-изоляцией на классы напряжения 110 и 220 кВ. В отличие от серийного ввода, для достижения необходимой холодостойкости были применены особые технические решения, позволяющие вводу выдержать перепад температур от –200 ºС в нижней части до +10 ºС в верхней точке.

Испытания ввода класса напряжения 220 кВ с внутренней RIN-изоляцией в криостате с жидким азотом на заводе «Изолятор»

Испытания ввода класса напряжения 220 кВ с внутренней RIN-изоляцией в криостате с жидким азотом на заводе «Изолятор»

В этом же году на «Изоляторе» прошли испытания по определению работоспособности ВТСП ТОУ «СуперОкс» класса напряжения 220 кВ при его заполнении жидким азотом. Испытания устройства, оборудованного высоковольтными вводами «Изолятор», завершились успешно.

Также специалисты завода «Изолятор приняли участие в приемо-сдаточных испытаниях первой фазы ВТСП ТОУ в крупнейшем международном испытательном центре — Корейском электротехническом исследовательском институте (Korea Electrotechnology Research Institute — KERI) в Южной Корее.

Испытания первой фазы высокотемпературного сверхпроводникового токоограничивающего устройства «СуперОкс» в Корейском электротехническом исследовательском институте (KERI)

Испытания первой фазы высокотемпературного сверхпроводникового токоограничивающего устройства «СуперОкс» в Корейском электротехническом исследовательском институте (KERI)

Этапным достижением в плодотворном сотрудничестве предприятий «СуперОкс» и «Изолятор» стал ВТСП ТОУ, введенный в эксплуатацию впервые в российской энергетике.

Вводы «Изолятор» класса напряжения 220 кВ с внутренней RIN-изоляцией на высокотемпературном сверхпроводниковом токоограничивающем устройстве «СуперОкс», установленном на электрической подстанции «Мневники» в Москве

Вводы «Изолятор» класса напряжения 220 кВ с внутренней RIN-изоляцией на высокотемпературном сверхпроводниковом токоограничивающем устройстве «СуперОкс», установленном на электрической подстанции «Мневники» в Москве

Проект закладывает платформу для развития сверхпроводниковой энергетики в России.

Подготовлено на основе материалов официального сайта мэра Москвы, Объединенной энергетической компании, предприятия «СуперОкс», журнала «Электроэнергия. Передача и распределение» и телекомпании «ТВ Центр».