Навигация

 

 Меню раздела

Краткая характеристика развития электрических сетей и систем
Цели и задачи проектирования
Исходные положения проектирования электрических сетей и систем
Краткая характеристика задачи проектирования
Определение потребления электроэнергии
Прогнозирование режимов электропотребления
Средневзвешенный за сутки коэффициент мощности
Выбор источников энергии
Планирование баланса реактивных мощностей в электрической системе
Вопросы организации управления электрическими системами
Построение схем электрических сетей
Краткие сведения о конструктивном исполнении электрической сети
Выбор номинального напряжения электрической сети
Схемы понижающих подстанций
Выбор числа и мощности трансформаторов на подстанции
Указания по выбору вариантов электроснабжения
Баланс реактивной мощности
Общие замечания о технико-экономическом анализе
Капиталовложения и их оценка
Определение потерь мощности и энергии
Годовые эксплуатационные расходы
Приведенные затраты
Учет надежности при проектировании электрических систем и сетей
Показатели надежности и их нормирование
Выбор рационального резерва мощности в электрической системе
Определение ущерба от перерывов электроснабжения
Технико-экономический расчет
Выбор конструкции и сечения проводов электрической сети
Определение капитальных затрат на сооружение сети
Определение годовых эксплуатационных расходов электрической сети
Определение приведенных затрат электрической сети
Краткие сведения о составлении смет
Технико-экономические показатели рекомендуемого варианта
Схема замещения и параметры сети
Приведение нагрузок к высшему напряжению и составление расчетной схемы
Определение потоков мощности в сети
Расчет напряжений
Выбор ответвлений трансформаторов
Регулирование напряжения при помощи трансформаторов с РПН
Регулирование напряжения с помощью автотрансформаторов
Регулирование напряжения при помощи перераспределения потоков
Определение мощности компенсирующих устройств
Выбор ответвлений трансформаторов
Выбор дополнительных средств регулирования напряжения
Оформление результатов электрических расчетов
Расчет потокораспределения мощностей и напряжения
Уравнения узловых напряжений
Обращенная форма уравнений узловых напряжений
Определение коэффициентов уравнений узловых напряжений
Решение уравнений узловых напряжений методом итерации
Метод коэффициентов распределения
Расчет методом контурных уравнений
Расчет методом преобразования сети
Метод обобщенных контурных уравнений
Общая характеристика матричных методов расчета
Выполнение расчетов электрических режимов на ЭВМ
Проектирование средств повышения экономичности
Основные мероприятия по увеличению пропускной способности
Естественное и экономичное распределение мощностей в замкнутых сетях
Выбор параметров трансформаторов с продольно-поперечным регулированием
Применение продольной компенсации в замкнутых сетях
Общий подход к компенсации реактивной мощности в электрической системе
Компенсация реактивных нагрузок в распределительных сетях
Компенсация реактивных нагрузок в питающих сложно замкнутых электрических сетях
Учет особенностей протяженных электропередач при проэктировании
Оптимальное соотношение капиталовложений
Учет емкостных токов линий электропередачи
Выбор основных параметров линии электропередачи
Проектирование механической части воздушных линий
Изыскания трасс воздушных линий
Выбор материала и типа опор
Определение удельных нагрузок
Определение критических пролетов
Систематический расчет проводов и тросов
Выбор и расчет грозозащитного троса
Расчет проводов и тросов в аварийных режимах
Расстановка опор по профилю трассы
Расчет переходов через инженерные сооружения
Расчет монтажных стрел провеса
Защита проводов и тросов от вибрации
Элементы проектирования криогенных систем электропередач
Задачи проектирования
Конструктивное исполнение криогенных линий электропередачи
Определение технико-экономических характеристик криогенных линий
Собственный расход мощности и энергии в криогенных линиях
Расчет и оптимизация конструктивных параметров криогенных линий
Обеспечение надежности работы криогенных линий
Пропускная способность криогенных электропередач
Электрические схемы криогенных электропередач
Определение параметров рефрижераторных станций криогенных линий
Технико-экономические показатели криогенных линий электропередачи
Определение условий совместной экономичной работы
Потери энергии в проводниках при глубоком охлаждении


Обеспечение надежности работы криогенных линий стабилизацией проводников

Наиболее опасными аварийными режимами сверхпроводящей кабельной линии являются режимы, при которых сверхпроводник может перейти в нормальное состояние и начнется выделение большого количества тепла. Если не принять никаких защитных мер, то такие режимы будут приводить к повреждению всего кабеля. Одна из основных причин перехода сверхпроводника в нормальное состояние заключается в увеличении тока до значения больше критического. Такое увеличение тока может произойти по разным причинам: в рабочем режиме линии из-за скачка потока на «слабом» участке сверхпроводника, критические свойства которого ниже критических свойств остальной части проводника; при коротком замыкании в сверхпроводящем кабеле; при сквозном коротком замыкании и др.
Для предотвращения повреждения кабеля в таких режимах могут быть использованы различные способы. Один из наиболее рациональных в техническом и экономическом отношениях способов заключается в тепловой стабилизации сверхпроводника.
Принцип тепловой стабилизации заключается в том, что сверхпроводник наносят на подложку из металла с высокой электропроводностью при низких температурах. В аварийных режимах, когда сверхпроводник переходит в нормальное состояние, ток возникает в подложке. Путем выбора параметров подложки можно добиться состояния, при котором температура проводников в аварийном режиме не будет превышать заданной, а после устранения причины аварийного режима сверхпроводник: возвратится из нормального состояния в сверхпроводящее, т. е. восстановится нормальный рабочий режим линии.
В режиме, когда ток вытесняется из сверхпроводника в подложку, в ней будет выделяться тепло
О = р /2
где р — удельное сопротивление материала подложки при^низких температурах; sn — сечение подложки; /к — критический ток сверхпроводника при произвольной температуре. Это тепло отводится хладагентом. Равновесие наступит при некоторой температуре, при которой тепловой поток с поверхности проводника/ станет равным теплу, выделяющемуся в подложке:
где h — коэффициент теплоотдачи с поверхности проводника хладагенту; р — периметр проводника; Граб — рабочая температура хладагента.
Для выбора принципа стабилизации сверхпроводника используют безразмерный критерий стабильности Стекли: где Гк — критическая температура сверхпроводника.
При заданных значениях  ТКу р и h значение параметра а зависит только от количества нормального металла в подложке, т. е. от величин Su и р. Чем больше нормального металла в подложке, тем меньше значение параметра а.
Специальные исследования показали, что при а=1 сверхпроводимость при любых токах вплоть до критического тока сверхпроводника при рабочей температуре /к.раб восстанавливается сразу после устранения причины аварийного режима, т. е. сверхпроводник остается в сверхпроводящем состоянии при токах /</к.раб. Такие проводники называют полностью стабилизированными.
Если а>1 и нормальная зона в сверхпроводнике появляется из-за скачка потока, то сверхпроводимость будет восстанавливаться после устранения причины аварийного режима лишь при токе, где минимальный ток существования нормальной зоны
Следовательно, сверхпроводник будет оставаться в сверхпроводящем состоянии лишь при токах. Если значение тока превысит, то сверхпроводник перейдет в нормальное состояние и не возвратится в сверхпроводящее состояние даже после устранения причины появления нормальной зоны. Проводники, у которых стабилизация соблюдается лишь до тока, называются частично стабилизированными.
При а<1 проводник является полностью стабилизированным и обеспечивается гарантия от перехода в нормальное состояние при токах вплоть до /к.раб- При превышении критического тока проводник будет возвращаться в сверхпроводящее состояние после устранения причины, вызвавшей переход в нормальное состояние.
Таким образом, задаваясь параметрами подложки (сечением sn и периметром р), можно выяснить условия стабилизации сверхпроводников криогенной кабельной линии.