LOGO СВЕРХПРОВОДНИКОВЫЙ ТОКООГРАНИЧИВАЮЩИЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА Д.Ф. Алферов, М.Р. Ахметгареев, Д.В. Евсин, А.И. Будовский, Л.М. Фишер, Е.В. Цхай ОАО «НИИТФА», , г. Москва, Варшавское шоссе, д.46

Вступление Резистивный сверхпроводниковый ограничитель тока может использоваться для защиты цепи постоянного тока при коротких замыканиях. Требуемое количество ВТСП-ленты определяется напряжением в сети и временем токоограничения. Предложено использовать сверхпроводниковый токоограничивающий выключатель (СТВ), содержащий последовательно соединенные вакуумный выключатель постоянного тока и резистивный ВТСП-модуль.

Параметры свехпроводниковых лент для ограничителей тока

ВТСП-модуль Максимальное напряжение 3.5 кВ Номинальный ток 850 А Критический ток на ленту 360 А Длина одной ленты 24.4 м Количество ленты 97.6 м Допустимая температура нагрева 200К – 250К, при длительности режима токоограничения Δt 10 мс Макет содержит 4 соединенных последовательно ВТСП элемента, каждый из которых содержит 4 параллельно соединенных ленты длиной по 6.1 м каждая. Размеры криостата (внутр.) : Ø 0,34 м; h=1,2 м.

Принципиальная схема СТВ БВ – быстродействующий вакуумный выключатель постоянного тока; ВТСП – сверхпроводящий модуль на лентах 2-го поколения SF12100 (Super Power); СУ – система управления.

Макет сверхпроводникового выключателя постоянного тока (СТВ) ВТСП-модуль Вакуумный выключатель постоянного тока

Схема экспериментального стенда

Осциллограммы тока через ВТСП-модуль, ожидаемого тока КЗ, и напряжения на СТВ U 0 = 3 кВ

Осциллограммы напряжения и тока в СТВ

Нагрев ВТСП-ленты в процессе токоограничения и ее охлаждение

Заключение Выполненные эксперименты продемонстрировали эффективность нового подхода к проблеме ограничения и отключения тока короткого замыкания в цепях постоянного напряжения. В сети постоянного напряжения 3.5 кВ допустимый нагрев ВТСП обеспечивается при длительности токоограничения менее 10 мс. Время восстановления сверхпроводимости ВТСП зависит от интенсивности его охлаждения и определяется конструктивным исполнением ВТСП модуля. Выбранная конструкция ВТСП модуля обеспечила время восстановления сверхпроводящего состояния ВТСП при нагреве ленты до 230 К не более 1.5 с.

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ

13

Быстродействующий управляемый выключатель (БУВ): U = 10 кВ, I = 1000 A, ton = 10 мс, toff = 6 мс

Экспериментальный образец быстродействующего управляемого выключателя на напряжение 10 кВ и номинальный ток 1000 А в однополюсном исполнении

Электродная система 16 Рис. 1 Электродные системы: а) РВУ-10; б) РВУ-47.