Статья
Возможность ограничения токов короткого замыкания в электрических сетях, содержащих сверхпроводящие линии электропередач, с помощью ВТСП-предохранителя
В. В. Желтов
Объединенный институт высоких температур Российской Академии Наук, ул. Ижорска, 13-2, 125412, Москва, Россия
Н. Н. Балашов
Объединенный институт высоких температур Российской Академии Наук, ул. Ижорска, 13-2, 125412, Москва, Россия
e-mail: nnb551@yandex.ru
П. Н. Дегтяренко
Объединенный институт высоких температур Российской Академии Наук, ул. Ижорска, 13-2, 125412, Москва, Россия
ООО «С-Инновации», Научный проезд, 20-2, 117246, Москва, Россия
А. Ю. Архангельский
Объединенный институт высоких температур Российской Академии Наук, ул. Ижорска, 13-2, 125412, Москва, Россия
А. Ю. Дегтяренко
Объединенный институт высоких температур Российской Академии Наук, ул. Ижорска, 13-2, 125412, Москва, Россия
Физический институт имени П. Н. Лебедева Российской Академии Наук, Ленинский проспект, 53, 119991, Москва, Россия
К. Л. Ковалев
Объединенный институт высоких температур Российской Академии Наук, ул. Ижорска, 13-2, 125412, Москва, Россия
Московский авиационный институт (Национальный исследовательский университет), Волоколамское шоссе, 4, 125993, Москва, Россия
УДК 538.945
Аннотация
Хорошо известно, что высокотемпературные сверхпроводящие (ВТСП) ленты 2-го поколения обладают высокими критическими характеристиками. За счет этих характеристик одним из возможных применений в электрических сетях может быть создание устройств ограничения токов короткого замыкания (КЗ) различного класса. Одним из таких устройств является сверхпроводящий предохранитель (ВТСП-П), конструкция которого была разработана и ранее защищена патентом. Благодаря своей простоте – устройство является наиболее дешевым, легко заменяемым после выхода из строя, и может обеспечивать защиту электрических сетей и ВТСП кабеля в режимах КЗ. Преимуществом использования ВТСП-П в предлагаемой конфигурации сети – является также и то, что в варианте защиты обычной электрической сети комплект ВТСП-П должен быть дополнен криогенной системой незначительной мощности, а при наличии ВТСП кабеля в таком дополнении нет необходимости, так как охлаждение ВТСП-П может быть осуществлено за счет общей криогенной системы. В представленной работе приведены расчеты эффективности ограничения токов с помощью ВТСП-П в электрической сети, содержащей сверхпроводящую линию электропередач.
Ключевые слова: ВТСП-ленты; ВТСП-кабели; ВТСП-предохранитель; ограничение тока повреждения; электрическая сеть; критический ток.
Литература
[1] В.В. Желтов, С.И. Копылов, А.Ю. Архангельский, Н.Н. Балашов, Д.В. Белкин, А.Б. Шигидин, Высоковольтный предохранитель со сверхпроводящей высокотемпературной вставкой, Пат. RU206406 (2021).
[2] G. Zhang, H. Wang, Q. Qiu et al., Supercond. Sci. Technol. 34, 013001 (2020). DOI: 10.1088/1361-6668/abac1f
[3] H.W. Neumueller, W. Schmidt, H.P Kraemer et al., IEEE Trans. Appl. Supercond. 19, 1950 (2009). DOI: 10.1109/TASC.2009.2017902
[4] H.P. Kraemer, W. Schmidt, H. Cai et al., Phys. Procedia 36, 921 (2012). DOI: 10.1016/j.phpro.2012.06.230
[5] S.R. Lee, J.J. Lee, J. Yoon et al., IEEE Trans. Appl. Supercond. 27, 5401305 (2017). DOI: 10.1109/TASC.2017.2669159
[6] S.R. Lee, E.Y. Ko, J.J. Lee et al., IEEE Trans. Appl. Supercond. 29, 5602104 (2019). DOI: 10.1109/TASC.2019.2897838
[7] M. Moyzykh, D. Gorbunova, P. Ustyuzhanin et al., IEEE Trans. Appl. Supercond. 31, 5601707 (2021). DOI: 10.1109/TASC.2021.3066324
[8] Z. Hong, J. Sheng, J. Zhang et al., IEEE Trans. Appl. Supercond. 22, 5600504 (2011). DOI: 10.1109/TASC.2011.2180278
[9] Y. Chen, X. Liu, J. Sheng et al. IEEE Trans. Appl. Supercond. 24, 5601305 (2013). DOI: 10.1109/TASC.2013.2284936
[10] S. Dai, T. Ma, C. Xue et al., Phys. C Supercond. Its Appl. 565, 1253501 (2019). DOI: 10.1016/j.physc.2019.06.004
[11] M. Song, S. Dai, C. Shenget al., Phys. C Supercond. Its Appl. 585, 1353871 (2021). DOI: 10.1016/j.physc.2021.135387160
[12] V. Chepikov, N. Mineev, P. Degtyarenko et al., Supercond. Sci. and Tech. 30, 124001 (2017). DOI: 10.1088/1361-6668/aa9412
[13] A.V. Ovcharov, P.N. Degtyarenko, V.N. Chepikovet al., Sci. Rep. 9, 15235 (2019). DOI: 10.1038/s41598-019-51348-w
[14] P. Degtyarenko, S. Gavrilkin, A. Tsvetkov et al., Supercond. Sci. and Tech. 33, 045003 (2019). DOI: 10.1088/1361-6668/ab714c
[15] A. Molodyk, S. Samoilenkov, A. Markelov et al., Sci. Rep. 11, 1 (2021). DOI: 10.1038/s41598-021-81559-z
[16] D.F. Alferov, P.N. Degtyarenko, I.N. Dul’kin et al., J. Phys.: Conf. Ser. 234, 032001 (2010). DOI: 10.1088/1742-6596/234/3/032001
[17] P.N. Degtyarenko, I.N. Dul’kin, L.M. Fisher et al., Physics of low temperature 37, (2011).
[18] P.N. Degtyarenko, I.N. Dul’kin, L.M. Fisher et al., Physics Procedia 36, 596 (2012). DOI: 10.1016/j.phpro.2012.06.174
[19] P. N. Degtyarenko, V. V. Zheltov, N. N. Balashov et al., Materials 15, 8754 (2022). DOI: 10.3390/ma15248754
[20] D.F. Alferov, M.R. Akhmetgareev, A.I. Budkovsky et al., Электричество 9, 12 (2012).
[21] V.Z. Mansurov, N.V. Alexandrov, Proceedings of the Tomsk Technical University 323, (2013).
[22] S.I. Kopylov, N.N. Balashov, P.N. Degtyarenko et al., IEEE Trans. Appl. Supercond. 29, 5401405, (2019). DOI: 10.1109/TASC.2019.2898511
[23] D. W. Hazelton. 2G HTS Conductors at SuperPower // LTHFSWS2012 Napa, CA, November 6, 2012. – p. 1.
[24] D.W. Hazelton, V. Selvamanickam, J.M. Duval et al., IEEE Trans. Appl. Supercond. 19, 2218 (2009). DOI: 10.1109/TASC.2009.2018791
[25] S. Samoilenkov et al., Supercond. Sci. and Tech. 29, 024001 (2016). DOI: 10.1088/0953-2048/29/2/024001
[26] J. Zhu. S.Chen and Z. Jin, Electronics 11, 297 (2022).DOI: 10.3390/electronics11