Компания Nexans успешно завершила квалификационные испытания сверхпроводящего кабеля Best Paths для линий передачи электроэнергии постоянным током высокого напряжения (ПТВН)
- В рамках финансируемого ЕС проекта «Best Paths» создана новая модульная сверхпроводящая кабельная система ПТВН, предназначенная для передачи больших объемов электроэнергии на большие расстояния с минимальными резистивными потерями.
- Программа испытаний квалифицировала сверхпроводящий кабель постоянного тока напряжением 320 Кв для использования при силе тока 10 кА с пропускной способностью 3,2 ГВт.
Paris La Défense, June 12, 2019 – Сверхпроводящие кабели позволят европейским электросетям выполнять сложные задачи по сокращению выбросов CO2, передавая гигаватты электроэнергии от солнечных или ветровых электростанций в населенные пункты, удаленные от них на сотни километров, без потерь, свойственных традиционным резистивным электрокабелям. При содействии компании Nexans инновационный проект линий электропередачи высокого напряжения еще на шаг приблизился к своему воплощению: успешно завершились квалификационные испытания сверхпроводящего кабеля Best Paths, разработанного специально для линий передачи электроэнергии постоянным током высокого напряжения (ПТВН).
На сегодняшний день сверхпроводящие кабели уже эксплуатируются в сетях переменного тока. Что касается финансируемого ЕС проекта «Best Paths», он, в первую очередь, исследует возможности передачи значительных объемов электроэнергии ПТВН с использованием легко адаптируемых модульных систем, обеспечивающих соответствие параметров номинального тока и напряжение любым техническим условиям энергосистемы. Компания Nexans была лидером проекта, в котором, помимо нее, было задействовано еще девять партнеров из промышленного и научного секторов, включая ЦЕРН, «Коламбус Суперкондакторз», Высшая школа промышленной физики и химии города Парижа, Международная ассоциация по пространственным конструкциям ИАСС, Потсдам, Технологический институт Карлсруэ, «Ричерка сул Система Энерджетико», «Резо де Транспорт д'Электриситэ», Технический университет Дрездена и Политехнический университет Мадрида.
Проект «Best Paths» увенчался первой в истории успешной квалификацией полномасштабной сверхпроводящего контура постоянного тока напряжением 320 кВ на испытательной платформе. Контур включает в себя два конца и 30-метровый кабель, по которому протекает ток силой 10 килоампер (кА) при номинальной пропускной способности 3,2 ГВт. Программа включала в себя полный цикл испытаний с напряжением в 1,85 раза превышающим номинальное (до 592 кВ), а также импульсные испытания.
Best Paths – кабель на основе диборида магния (MgB2), простого соединения из сырья, в изобилии встречающегося в природе. Ввиду простоты и дешевизны процесса, получение этого соединения экономически более выгодно в сравнении с другими соответствующими сверхпроводящими материалами, требующими охлаждения при более низкой температуре. Кабель помещается в теплоизолирующий криостат, охлаждаемый газообразным гелием.
Основным преимуществом сверхпроводящих кабелей для линий передачи электроэнергии ПТВН является их способность проводить токи высокого напряжения и, соответственно, передавать огромные объемы энергии с минимальными потерями. Столь высокая проводящая способность обеспечивает по-настоящему компактное размещение системы с установочной шириной не более метра для диполя, передающего 6,4 ГВт. В отличие от такой структуры традиционная цепь на основе кабелей с медными жилами и изоляцией из сшитого полиэтилена обычно имеет установочную ширину в 10 метров. Подобное сокращение занимаемого пространства позволяет в значительной степени снизить затраты и, кроме того, облегчает получение разрешений на прокладку.
Д-р Кристиан-Эрик Брузек, менеджер проекта в компании Nexans, отметил: «Участие в проекте «Best Paths» ещё больше укрепило ведущие позиции компании в области технологии сверхпроводящих кабелей. Новая кабельная система высокого напряжения постоянного тока – важное дополнение к целому ряду технологических решений, способствующих интеграции возобновляемых источников энергии в европейские электроэнергетические системы». В долгосрочной перспективе предполагается, что сверхпроводящие кабели высокого напряжения постоянного тока будут передавать электроэнергию на расстояния в сотни километров. Однако в краткосрочной перспективе они представляются частью комплексного решения наряду с обычными воздушными линиями электропередачи и подземными кабелями. Они помогают создавать коридоры в труднодоступных участках, например, на пересечении с реками, в густонаселённых городских районах или там, где воздействие на окружающую среду должно быть минимизировано».
Проект «Best Paths» ориентирован на системы передачи энергии ПТВН, но та же самая кабельная технология может применяться и в системах переменного тока с уровнями сверхвысокого напряжения в 400 кВ.
Разработка и испытания кабеля для проекта «Best Paths» проходили на предприятиях компании Nexans в Кале (Франция), Кортайоде (Швейцария), Холдене (Норвегия) и Ганновере (Германия).