Лаборатория сверхпроводниковой техники и технологии


ЭНИН был одной из первых в стране организаций, где в 1970 году был создан отдел криогенной электротехники, который приступил к решению проблемы передачи электроэнергии с использованием явления сверхпроводимости (СП).

Задачей лаборатории сверхпроводниковой техники и технологии является разработка сверхпроводящих электротехнических и электроэнергетических устройств (силовых кабельных линий, трансформаторов, токоограничителей, криотронов и криотронных преобразователей, электрических машин тока и т.д.).

История лаборатории (1970–1990гг.) включает такие научные достижения в области прикладной сверхпроводимости, как создание и успешные испытания экспериментальных моделей сверхпроводящего кабеля, сначала
4-метрового однофазного, затем трехфазного кабеля длиной 10 м. и, наконец, 100 метрового коаксиального СП кабеля жесткого типа с расчетными номинальными параметрами 10,5 кВ, 10 кА (в Испытательном центре Мосэнерго «Кожухово» в 1977г.).

Начиная с 2007г. в рамках государственного контракта с Федеральным агентством по науке и инновациям «Создание силовой электрической линии для распределительных сетей на базе ВТСП технологий» при софинансировании ОАО «ФСК ЕЭС» в ОАО «ЭНИН» с участием соисполнителей выполнены разработки в области высокотемпературной сверхпроводимости, имеющие важное значение для электроэнергетики и ряда других отраслей промышленности России:

  • крупнейшая в Европе силовая сверхпроводящая трехфазная кабельная линия переменного тока на основе высокотемпературных сверхпроводников (ВТСП КЛ создана при участии ОАО «ВНИИКП»);
  • принципиально новая автономная высокоэффективная азотная система криообеспечения СК 002 для силовых высокотемпературных сверхпроводящих систем различного назначения, в первую очередь для ВТСП–кабелей, а также токоограничителей, трансформаторов, транспортных систем и т.п.(при участии ФГБОУ ВПО «МАИ»);
  • уникальный криогенный насос с ВТСП электроприводом для функционирования систем криообеспечения (при участии НПО «ЭНЕРГОМАШ»).

Разработки мирового уровня, использующие оригинальные технологии и «ноу–хау», защищены патентами РФ.

Крупнейшая в Европе силовая сверхпроводящая трехфазная кабельная линия длиной 200 м. на напряжением 20 кВ, ток 1500 А с передаваемой мощностью 50 МВА, работающая при температуре жидкого азота –196°С и ниже.

Одним из направлений разработки сверхпроводящих электроэнергетических устройств является создание сверхпроводящих трансформаторов энергетического назначения.

В ЭНИНе разработаны, изготовлены и испытаны экспериментальные модели СП трансформаторов стержневого, тороидального и электромашинного типа, в том числе с магнитопроводом из аморфной электротехнической стали.

Однофазный ВТСП трансформатор мощностью 10 кВА с обмотками из ВТСП материалов второго поколения (ВТСП-2), локализованном магнитным полем и магнитопроводом из аморфной стали. Проведенные испытания макета ВТСП трансформатора показали, что потери в нем существенно ниже, чем в трансформаторах традиционного исполнения аналогичной мощности (потери холостого хода ~ в 5 раз, а короткого замыкания ~ в 50 раз).

Изготавливается опытный образец трехфазного трансформатора мощностью 1000 кВАс обмотками из ВТСП материалов второго поколения (ВТСП–2), локализованном магнитным полем и магнитопроводом из аморфной стали.