Лаборатория сверхпроводниковой техники и технологий

Заведующий лабораторией

Заведующий лабораторией д.т.н., ст.н.с.,
Джафаров Е. Б.

Контактная информация:

E-Mail: postbox@eninnet.ru

ЭНИН был одной из первых в стране организаций, где в 1970 году был создан отдел криогенной электротехники из 7 лабораторий (240 сотрудников), который разрабатывал, изготавливал и испытывал электрические и магнитные системы и устройства с использованием явления сверхпроводимости (СП). ЭНИН впервые в нашей стране заключил соглашения о научно-техническом сотрудничестве с научными организациями США (Лос-Аламосская национальная лаборатория, «Юнион карбайд» и др.) по созданию сверхпроводящих устройств (кабелей, устройств ввода энергии, систем защиты и автоматики, токоограничивающих устройств и т.д.). На основе этих соглашений проводился широкий обмен опытом, взаимные контакты, командировки, совместные испытания, доклады и публикации ученых ЭНИН и США.

Изображение

История отдела криогенной электротехники включает научные достижения в области прикладной сверхпроводимости: 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.).

Лаборатория сверхпроводниковой техники и технологий продолжает работу отдела криогенной техники в настоящее время.

Задачей лаборатории является разработка сверхпроводящих электротехнических и электроэнергетических устройств (силовых кабельных линий, трансформаторов, токоограничителей, криотронов и криотронных преобразователей, электрических машин тока и т.д.) на основе технологии высокотемпературной сверхпроводимости (ВТСП).

В рамках государственного контракта «Создание силовой электрической линии для распределительных сетей на базе ВТСП технологий» при участии ПАО «ФСК ЕЭС» в АО «ЭНИН» в 2015 г. разработаны, изготовлены и испытаны:

  • наиболее мощная (70 МВА, 20 кВ) и протяженная (200 м) в Европе силовая ВТСП трехфазная кабельная линия переменного тока (соисполнитель 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.(соисполнитель ФГБОУ ВО «МАИ»);
  • уникальный криогенный насос с ВТСП электроприводом для функционирования систем криообеспечения (соисполнитель НПО «ЭНЕРГОМАШ»).
Изображение

Разработки ЭНИНа, имеющие важное значение для электроэнергетики и других отраслей промышленности России используют оригинальные технологии и «ноу—хау», защищены патентами РФ, опубликованы в международной научной печати, удостоены Премии Правительства Российской Федерации.

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

В ЭНИНе разработаны, изготовлены, испытаны и внедрены опытные образцы СП и ВТСП трансформаторов стержневого, тороидального и электромашинного типа, в том числе с магнитопроводом из аморфной электротехнической стали. Опубликовано более 250 научных работ по сверхпроводящим трансформаторам и их элементам (обмотки, магнитопровод, криостаты, токовводы, провода и т.д.), в т.ч. 11 монографий, получено более 100 а.с. СССР и патентов РФ на изобретения. По работам ЭНИН издана первая и единственная в мире монография по сверхпроводящим трансформаторам. Модель сверхпроводящего трансформатора с локализированным магнитным полем удостоена золотой медали ВДНХ.

В лаборатории создан однофазный ВТСП трансформатор мощностью 10 кВА с обмотками из ВТСП материалов второго поколения (ВТСП-2), с локализированным магнитным полем и магнитопроводом из аморфной стали. Испытания ВТСП трансформатора показали существенное снижение потерь холостого хода (в 5 раз) и потерь в обмотках (в 50 раз). Работа доложена на международном конгрессе СИГРЭ в Париже (2014 г.), новизна ВТСП трансформатора подтверждена патентами РФ на изобретение.

Изображение
Изображение

Разработан, изготовлен и испытан первый в России и самый мощный в мире (1000 кВА, 10 кВ) опытный образец трехфазного ВТСП трансформатора с локализированным магнитным полем и магнитопроводом из аморфной стали (с применением изобретений АО «ЭНИН»).

Испытания опытного образца ВТСП трансформатора показали снижение потерь в обмотках в 30 раз, в магнитопроводе в 3 раза.

Работа доложена на Международной конференции по прикладной сверхпроводимости в США (2016 г.).

В АО «ЭНИН» с участием ХК «Электрозавод» и НПП «МЕЛДИС» разработан, изготовлен и успешно испытан в заводских условиях первый в России опытный образец трехфазного силового трансформатора с магнитопроводом из аморфной стали отечественного производства (с применением изобретений АО «ЭНИН»). Снижение потерь в магнитопроводе составило более 3 раз.

Изображение

За время выполнения в АО «ЭНИН» работ по сверхпроводимости заказчиками являлись ГКНТ СССР, Минэнерго, РАО «ЕЭС России», ПАО «ФСК ЕЭС», Госкорпорация «Росатом» и др.