(54) ЭНЕРГОСИСТЕМА
1,
Изобретение относился к электротехнике и может быть использовано при соэ Дании энергосистем с протяженными сверхпроводящими линиями электропередачи постоянного тока.
Известна энергосистема с сосредоточенным сверхпроводящим индуктивньтМ накопителем, выполненным в виде катушек из сверхпроводникового материала l Недостатками известной системы являются низкая надежность и недостаточная безопасность эксплуатации накопителя как в нормальных режимах, так и в аварийных ситуаиияос, когда требуется быстрая эвакуация запасенной энергии, а также невозможность в накопителях такого типа длительно сохранять запасенную энергию без постоянного подвода энергии -от источника большой мощности Известна также энергосистема, содержащая источник питания, к которому подсоединен преобразовательный блок с блоком управления, связанный с накопителем выполненный в виде сверхпроводящей лиНИИ постоянного тока, который подсоединен к другому преобразовательному блоку, связанному с потребителем .1.
Токонесущая система сверхпроводящей линии окружена стальной трубой, которая, помимо обьиных защитных функций, выполняет роль магнитопровода. При длине замкнутой в кольцо линии 25 ОО км и тока 50О кА количество аккумулированной энергии составляет ,
Недостатком известного устройства является невозможность длительного хранения запасенной энергии без постоянного по/шода энергии от источника.
Целью изобретения является повьпие- ние надежности энергосистемы за счет увеличения количества запасенной электроэнергии и возможности ее длительного хранения без подпитки от внешнего источника.
Энергосистема содер юлт источник питания, к которому подсоединен преобразовательный блок с блоком управления, связанный с накопителем, выполненным в виде сверхпроводящей линии постоянного тока, который подсоединен к другому преобразовательному блоку, связан ному с потребителем, линия-накопитель выполнена в В1ще двух замкнутых контуров, в каждый из которых со стороны источника и потребителя введены дополнительные сверхпроводящие преобразователи, подключенные через допол11ительный блок управления к преобразовательному блоку, подсоединенному со ответственно к источнику питания и к потребителю. На фиг. 1 изображена энергосистема, принципиальная схема; фш. 2 - вариант подключения одного сверхпроводящего преобразователя. Сверхпроводящая лишш электропереда чй постоянного тока выполнена .в виде двух изолированных одна к другой одноЬроводных линий 1 и 2 разной полярности, каждая из которых образует замкнутый контур. Ввод энергии от источника 3 и вывод ее потребителю 4 в требуемы точках осуществляется с помощью обыч,ных полупроводниковых реверсивных преобразователей 5 и 6, которые включены параллельно замкнутым сверхпроводящим контурам. При этом в зависимости от направления передаваемой мощности полупроводниковые преобразователи могут работать в режиме выпрямителя или инвертора. При появлении избыточной мощности в энергосистеме (ее величина обычно составляет несколько процентов полной Мощности системы) при условии сохране ния тока нагрузки повышается напряжение со стороны источника. Если параллел но с полупроводниковыми преобразователями 5 и 6 включены дополнительные сверхпроводяпцие преобразователи 7 и 8 на основе мощных криотронов, то избыток мощности может резервироваться в замкнутом контуре сверхпроводящего ин дуктивного накопителя. При этом ввод энергии в контуры будет осуществляться с помощью сверхпроводяпвос преобразова телей 7, работающих в режиме выпрямл ния, а выход энергии - с помощью преобразователей S, работающих в режиме инвертирования. Для управления криотро ными преобразователями служат блоки 9 При измеиеш1И параметров нагрузки 4 или источника 3 сигнал с датчика 10 состояния энергосистемы поступает в блок 9, состоящий, например,-из блока 11 управления и блока 12 силового рргулирования. На выходе блока 12 силового регулирования включен трансформатор сверхпроводящего преобразователя 7 с первичной обмоткой 13 и двумя вторичными сверхпроводящими обмотками 14 и 15, которые включены непосредственно в каждый из замкнутых контуров 1,2 (на фиг. 2 показано включение в контур 1). Е гарямление переменного тока осуществляется, например, по двухполупериоднрй схеме с помощью сверхпроводящих переключающих элементов, например, криотронов, содержащих силовые клапаны 16 и обмотки 17 управления, причем последние включены на блок 11 управления. Возможно включение в работу сверхпроводящего преобразователя с помощью автономного дополнительного блока 18 управления. Число точек ввода к отбора мощности в энергосистеме будет определяться схемой энергосистемы, элементом которой являются протяженные замкнутые сверхпроводящие линии электропередачи постоянного тока 1 и 2. Основным преиму1цеством такой схемы является то, что в сверхпроводящей пинии электропередачи постоянного тока появляются две независимые системы на.копления энергии, позволяющие повысить количество запасной энергии и создающие возможность длительного хранения части Э1ОЙ энергии. Первая система создается транспортным током, протекающим от источника к потребителю по линиям разной полярности. За счет энергии, накопленной в линии, напряжение поддерживается приблизительг но постоянньгм при кратковременных колебаниях тока. Энергия, накопленная в этой системе, не может сохраниться длительно без постоянного подвода мощности от источника. Вторая система накопления образуется токами, созданными криотронами преобра- зователями и циркулирующими, в сверхпроводящих линиях постоянного тока каждой или любой полярности, которые офазуют замкнутые контуры. Токи, шфкулирующле в этой дополнительной системе накопления, могут сохраняться длительно без подпитки от внешнего источника. Отбор мопьности, щгркулирующей в замкнутом сверхпроводящем контуре, осуществляется крио- тронными преобразователями при переводе в режим инвертора. Наличие второй дополнительной систе ы накопления электромагнитной энергии
