автореферат диссертации по энергетике, 05.14.01, диссертация на тему:Энергосберегающие трансформаторы энергетических систем на основе сверхпроводниковых технологий и силовой электроники

На правах рукописи

Джафаров Эльдар Атамович

ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ НА ОСНОВЕ СВЕРХПРОВОДНИКОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И СИЛОВОЙ ЭЛЕКТРОНИКИ

05.14.01 - «Энергетические системы и комплексы»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 2004

Работа выполнена в ОАО "Энергетический институт им. Г.М. Кржижановского"

Научный руководитель

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор

Лутидзе Шота Иванович

доктор технических наук, профессор

Ковалев Лев Кузьмич

кандидат технических наук, старший научный сотрудник Лачугин Владимир Федорович

Ведущая организация: Открытое акционерное общество

Холдинговая компания «Электрозавод», г. Москва

Защита состоится «28» декабря 2004 г. в 14 час. на заседании диссертационного совета Д 222.012.01 в ОАО "ЭНИН им. Г. М. Кржижановского" по адресу: 119991 г. Москва ГСП-1, Ленинский проспект, 19

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке

ОАО "Энергетический институт им. Г.М. Кржижановского"

Автореферат разослан

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор экономических наук

Денисов В.И.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Рациональное использование энергетических ресурсов и сокращение их потерь на современном этапе развития электроэнергетики, когда отмечается устойчивый рост стоимости топлива и топливопродуктов и связанный с этим рост цен на электрическую энергию, должно опираться на совершенствование электроэнергетических технологий, повышение их экономичности, надежности, экологической чистоты. К таким технологиям относятся, в первую очередь, технологии, основанные на использовании сверхпроводимости (СП) в силовом электрооборудовании энергетических систем, а также силовой электроники на базе мощных запираемых GTO - тиристоров и IGBT - силовых транзисторов.

Успехи, достигнутые в области технической сверхпроводимости и силовой электроники, подготовили реальную базу для коренного усовершенствования мощных силовых трансформаторов, используемых в качестве бесконтактных электромагнитных устройств ввода (вывода) энергии в современных энергетических системах, повышения уровня энергосбережения и ресурсосбережения в них, удельной энергоемкости, экономической и экологической эффективности процессов, улучшения массогабаритных и стоимостных показателей. Решение этих задач при разработке энергосберегающих сверхпроводящих трансформаторов (СПТ) заключается в совершенствовании их СП электромагнитных систем, что позволит достичь высокой плотности критического тока в СП обмотках, минимального уровня диссипации энергии в криогенной зоне при высокой степени использования СП материалов.

Основные трудности при разработке СПТ для энергетических систем как традиционного, так и сверхпроводящего исполнения связаны с отсутствием СП материалов, обладающих в переменных электромагнитных полях достаточно высокими энергетическими параметрами. Эти трудности могут быть преодолены путем практического решения вопросов, связанных с

конструктивным выполнением СП проводе ! их

акт»!

¿гаш!

размещением относительно друг друга в пространстве, необходимостью, в ряде случаев, использования отдельных обмоток возбуждения для создания основного магнитного потока в магнитопроводе СПТ, уменьшения взаимного влияния токонесущих элементов СПТ друг на друга, разделения в пространстве магнитных потоков рассеяния и возбуждения.

Диссертационная работа связана с исследованиями СПТ для энергетики, ведущимися в лаборатории криогенной электротехники ЭНИНа им. Г.М. Кржижановского с 1975 года по настоящее время.

Цели работы:

1. Разработка классификации СПТ для энергетических систем с пульсирующим и вращающимся магнитным полем возбуждения.

2. Разработка классификации СПТ с локализированным магнитным полем рассеяния силовых обмоток.

3. Разработка СПТ с отдельной обмоткой возбуждения основного магнитного поля.

4. Разработка СПТ с локализированным магнитным полем рассеяния силовых обмоток.

5. Разработка методики расчета параметров СПТ с неплотной намоткой витков силовых обмоток.

6. Разработка методики расчета потерь в СПТ с обмоткой, выполненной неплотно намотанными витками из провода с частичным заполнением его сечения СП жилами.

7. Сравнение параметров СПТ с неплотными обмотками с параметрами традиционного трансформатора с медными обмотками.

8. Разработка методики расчета параметров двух - трехобмоточных СПТ и СПТ с отдельной обмоткой возбуждения с учетом кинетической индуктивности СП обмоток.

9. Разработка методики расчета СПТ с вращающимся магнитным полем неуправляемым полупроводниковым коммутатором (УПК) и их схемах решении.

10. Разработка многожильных СП проводов с локализированным магнитным полем для силовых обмоток СПТ.

11. Разработка схемных и конструктивных решений СПТ с отдельной обмоткой возбуждения магнитного поля и с локализированным магнитным полем рассеяния силовых обмоток, функционирующих в разных температурных средах (4,2 К; 77 К, 300 К) тороидального, стержневого и электромашинного типа;

12. Экспериментальное исследование разработанных в соответствии с основными положениями диссертации моделей СПТ тороидального, стержневого и электромашинного типа в различных режимах работы.

Научная новизна работы. Разработаны классификации сверхпроводящих трансформаторов с пульсирующим и вращающимся магнитным полем и с локализированным магнитным полем рассеяния силовых обмоток.

Сформулирован принцип работы СПТ с отдельной обмоткой возбуждения, разработаны его расчетные схемы замещения в стационарном режиме, переходных процессах, режимах холостого хода, нагрузки, короткого замыкания. Проведен анализ электромагнитных процессов в стационарном и переходном режимах СПТ с отдельной обмоткой возбуждения, определены его параметры, активные сопротивления и индуктивности. Получены уравнения и их решения для СПТ с отдельной обмоткой возбуждения в режиме соединения двух СП ЛЭП и общие уравнения для определения мощностей обмоток. Определены параметры СПТ с учетом кинетической индуктивности обмоток, даны эквивалентные электрические схемы замещения двух - и трехобмоточных СПТ и СПТ с отдельной обмоткой возбуждения. Определены параметры СПТ с неплотными обмотками и проведено сравнение этих параметров с параметрами традиционного трансформатора с медными обмотками. Определены потери в СПТ, выполненных из СП проводов с частичным заполнением их сечения СП жилами. Разработаны конструктивные схемы

СПТ с локализированным магнитным полем и с отдельной обмоткой возбуждения для традиционных и сверхпроводящих энергетических систем. Разработаны однослойные и многослойные многожильные СП провода с локализированным магнитным полем рассеяния. Получены уравнения электромагнитных процессов СПТ с вращающимся магнитным полем и УПК и разработаны конструктивные схемы: СПТ постоянного напряжения, СПТ с отдельной обмоткой возбуждения, выпрямителей, инверторов, трехфазных преобразователей частоты. Разработаны однослойные и многослойные многожильные СП провода с локализированным магнитным полем рассеяния. Изготовлены и испытаны экспериментальные модели СПТ с отдельной обмоткой возбуждения основного магнитного поля и с локализированным магнитным полем рассеяния силовых обмоток тороидального, стержневого и электромашинного типов, схемные решения которых защищены авторскими свидетельствами СССР и патентами РФ.

Практическая ценность и использование. Разработанные локализированные многожильные СП провода могут быть использованы в СПТ, внедренных в традиционные и сверхпроводящие энергетические системы, увеличат токонесущую способность СПТ, снизят уровень потерь в них, расход СП материала, увеличат КПД. Разработанные СПТ с отдельной обмоткой возбуждения увеличат КПД СПТ за счет снижения потерь в них, вследствие компенсации первичных и вторичных ампервитков. До настоящего времени не применяемые в теории СПТ кинетические индуктивные сопротивления, введенные в уравнение СПТ и его расчетные электрические схемы замещения переходных и стационарных процессов, позволят наиболее полно описать электромагнитные процессы. Инженерная методика расчета стационарных и переходных процессов в СПТ может быть использована для исследования электромагнитных процессов в СП электрооборудовании СП электрических и магнитных систем. Разработанные СПТ с локализированным магнитным полем позволят увеличить степень использования СП материала, что повысит не только знерго - но и

ресурсосбережение СПТ. Разработанные конструктивные решения СПТ с пульсирующим и вращающимся магнитным полем, отдельной обмоткой возбуждения и обмотками функционирующими как полностью в криогенной среде, так и в разных температурных средах (4,2 К; 77 К, 300 К) позволят использовать их в качестве эффективных устройств ввода (вывода) энергии от традиционных и СП генераторов в СП ЛЭП, а также для соединения двух и нескольких СП ЛЭП с разным уровнем напряжения, в том числе СП ЛЭП постоянного тока.

Разработанные и изготовленные в соответствии с изобретениями автора СПТ были использованы в качестве электромагнитных устройств ввода энергии в СП и криорезистивные кабели и СП магнитные системы, а также для соединения СП генераторного токопровода с энергосистемой пс заданию ГлавНИИпроекта Минэнерго СССР (1979 г., 1985 г.), ГП7УС Минэнерго СССР (1984 г.), в предприятии п/я А-1858, МО СССР (1988 ф, в спецтеме «Ямбург» МО СССР (1991г.), в спецтеме «Пигмей» МО РФ (19Йг.)

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работа докладывались и обсуждались на IV и VI Республиканских конференциях молодых ученых-энергетиков (г.Баку 1975, 1980 г.г.), XVIII и XIX научно-технических конференциях молодых ученых и специалистов ЭНИНа им.Г.М.Кржижановсого (г.Москва 1978, 1979 г.г.), Всесоюзном научно-техническом совещании «Научно-технические и технологические вопросы создания сверхпроводникового электротехнического оборудования» (г.Москва 1984 г.), 1 Международной конференции «Фундаментальные проблемы высокотемпературной сверхпроводимости» (ФПС 04) (г.Москва 2004 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 21 печатные работы, в т.ч. 3 монографии, 9 изобретений.

Работа содержит 226 страницы основного текста, включая 80 рисунков, 6 таблиц, 195 наименований литературы, 7 страниц приложения. Всего 233 страницы.'

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложения.

На защиту выносятся следующие результаты выполненной работы:

1). классификация СПТ энергетического назначения с пульсирующим и вращающимся магнитным полем возбуждения;

2). классификация СПТ энергетического назначения с локализированным магнитным полем рассеяния силовых обмоток;

3). принцип работы СПТ с отдельной обмоткой возбуждения и методика расчета его параметров в стационарном режиме, переходных процессах, режиме холостого хода, короткого замыкания и нагрузки;

4). методика расчета параметров двух - и трехобмоточных СПТ и СПТ с отдельной обмоткой возбуждения с учетом кинетической индуктивности;

5). методика расчета параметров СПТ с локализированным магнитным полем рассеяния силовых обмоток;

6). сравнение параметров СПТ с неплотными обмотками с параметрами традиционного трансформатора с медными обмотками;

7). методика расчета потерь в СПТ с неплотными обмотками из провода с частичным заполнением его сечения СП жилами;

8). методика расчета СПТ с вращающимся магнитным полем и УПК;

9). схемные решения СПТ с отдельной обмоткой возбуждения, СПТ с локализированным магнитным полем рассеяния силовых обмоток и СПТ с вращающимся магнитным полем возбуждения и УПК;

10). схемные решения многожильных СП проводов с локализированным-магнитным полем рассеяния;

11). результаты экспериментальных исследований моделей СПТ тороидального, стержневого и электромашинного типа, созданных в соответствии с основными положениями работы.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы цели исследований и разработок, научная -новизна и

практическая ценность результатов работы, проведены основные положения, выдвигаемые на защиту.

В первой главе анализируется эффективность энерго - и ресурсосбережения в энергетических системах при использовании в них мощных трансформаторов со сверхпроводящими обмотками.

Из всей энергии теряемой при передаче в энергосистеме на силовые трансформаторы приходится 40 - 65 %. Использование же СП обмоток в мощных трансформаторах энергетических систем позволит уменьшить их массогабаритные показатели (в 2-3 раза), снизить потери в обмотках (более чем в 3 раза), увеличить токонесущую способность обмоток ( в десятки и более раз), а также КПД (до 99,95% и выше) и коэффициент мощности.

Сочетание СПТ с устройствами силовой электроники (вТО -тиристоры, ЮВТ - транзисторы, криотроны) позволит использовать их в качестве электромагнитных устройств ввода (вывода) энергии переменного тока в СП ЛЭП постоянного тока, а также для соединений двух или несколько СП ЛЭП постоянного тока с разным уровнем напряжения.

Приведен аналитический обзор СПТ с низкотемпературными (НТСП) и высокотемпературными (ВТСП) обмотками, разработанных и находящихся в эксплуатации в передовых, в научно-техническом отношении, странах, подтвердивший технико-экономические преимущества использования их в энергетических системах, особенно сверхпроводящего исполнения.

Так внедрение ВТСП трансформаторов в эксплуатацию для мощностей порядка 1000 МВ А позволит сэкономить электроэнергию приблизительно 10й кВт/ч за первые 20-30 применения, при существенном уменьшении массы и габаритов трансформаторов. В табл. 1 показаны затраты на силовые трансформаторы СП ЛЭП, зависящие от пропускной способности и длины СП ЛЭП, составляющие значительную величину и оказывающие существенное влияние при создании новых ЛЭП с использованием сверхпроводников. При мощностях 1 ГВт и более и напряжениях 110-330 кВ технико-экономические показатели СП ЛЭП с использованием СПТ

лучше, чем аналогичных систем с использованием мощных трансформаторов традиционного исполнения. Использование ВТСП трансформаторов с жидким азотом в качестве хладагента, энергозатраты на получение которого для того же объема, что и жидкого гелия на 2 - 3 порядка меньше, стимулирует дальнейшее энерго - и ресурсосбережение в энергетических системах традиционного и сверхпроводящего исполнения, делает такие трансформаторы при больших мощностях (порядка 1000 MB А) конкурентно способными в настоящее время по отношению к традиционным мощным энергетическим трансформаторам.

Таблица 1.

Доля стоимости (%) в общей стоимости сверхпроводящей

Мощные энергетической системы при напряжении (кВ)

силовые 110 220 330

трансформаторы Мощность, ГВт

1 3 5 1 5 10 1 5 10

Традиционные: при длине СП ЛЭП 50 км 10,8 10,1 9,2 7,8 12,8 13,14 4,6 11,1 13

при длине СП ЛЭП 300 которым 3,2 3,4 3,4 1,71 5,6 5,7 0,9 3,9 5,4

С одной СП обмоткой

при длине СП ЛЭП 50 км 8,6 10,1 8,1 6,3 10,7 12,2 4,6 10,1 13,5

при длине СП ЛЭП 300 которым 2,8 3,3 2,7 1,5 4Д 4,8 1,0 3,26 5,3

На рис.1 представлена разработанная классификация СПТ в зависимости от характера изменения магнитных полей возбуждения и рассеяния, конструктивных исполнений СП обмоток и магнитопровода.

Во второй главе проведено теоретическое исследование СПТ с локализированным магнитным полем, создаваемым отдельной обмоткой возбуждения, плотными силовыми обмотками с обычным многожильным СП проводом и неплотными обмотками с обычным многожильным СП проводом (рис.2). На рис. 3 представлены схема (а) и расположение обмоток (б) в СПТ с отдельной обмоткой возбуждения. Первичная 1 и вторичная 2 силовые

Сверхпроводящие

трансформаторы

схема такого СПТ. Уравнения электрического равновесия СПТ с отдельной обмоткой возбуждения.

и, =г,ч +(Ь„ + М!)^ + М12^- + М1В^-.й,

¿¡в

-и2 =г212+(Ь52+М2)^- + М,,-3- + М В

12 Л

ив =ГВ1В+(Ь5В+МВ)%- + МВ1%- + МВ2-^

Л

Л Л

(1)

Л Ск Ги г2, г3 - активные сопротивления обмоток;

Ьбв - индуктивности рассеяния обмоток; Мь М2, Мв, М]в, Мгв - коэффициенты взаимоиндукции.

М, = \У2Л, = М М12 = М21 = \^\У2Л12 Ья = \У,2Л5

М2 = w22л2

т = Ш2Л

2 Б2

т = \ул

М1В=МШ=\^ВЛ18 Мв - ^ВЛВ М2В=МВ2=\У2\УВЛ2В

Л|,Л2,ЛВ,Л,2,Л1В,Л23,Л81,Л52,Л8В магнитные проводимости обмоток СПТ Wв - число витков первичной, вторичной обмоток и возбуждения.

В первичной силовой обмотке СПТ ток возбуждения не протекает, что дает возможность выполнения полностью компенсирующих друг друга первичных и вторичных ампервитков, и это, в свою очередь, и, вызывает уменьшение потерь в СПТ, увеличение токонесущей способности.

Разработанная методика расчета параметров СПТ существенно отличается от определения этих величин в обычных традиционных

Рис.4

трансформаторах, так как ток СПТ содержит две составляющие: нормальную и сверхпроводящую ограничивается сопротивлением,

обуславливающим потери в обмотках, а кинетической индуктивностью не вызывая потерь. Кинетическая индуктивность по своей природе отличается от обычной полевой индуктивности и является новым параметром, учет которого необходим в теории СПТ. На рис. 5 показана

я« ц

и

а) Л,

б)

ДИ I

схема определения и параллельного

соединения которое можно заменить

последовательным соединением AR и Ах.

Активное сопротивление AR и реактивное кинетическое сопротивление Ах определяются по следующим формулам:

т? т2

+ со Ьк

ш2;

Дх

дх=-

Ян Ц

со;

в)

Рис. 5

На рис.6

где ю=2тс£

представлены электрические схемы замещения двухобмоточного СПТ в переходных (а) и стационарных процессах (б).

Разработана методика расчета параметров СПТ с локализированным магнитным полем рассеяния силовых обмоток, достигаемым неплотной намоткой витков с шагом 1 На рис.7 представлена такая обмотка, где: 1 - СП обмотка, 2 - СП провод, d - диаметр СП провода, в - расстояние между осями соседних витков, а - ширина канала между СП обмотками. Из условия равенства магнитных индукций СП обмотки и СП провода определяется

, , я^ё-а ... а параметре: о =--— т.к. Ь^а, 1 =-где

та, +2п.

тсп2 +2щ

- общее число витков обмотки, П2, - число витков в слое, П[ - число слоев.

Проведенное сравнение параметров СПТ с неплотными обмотками с параметрами традиционного трансформатора с медными обмотками показало, что диаметр медного провода обмоток превышает диаметр СП

При намотке витков СП обмотки трансформатора с шагом индуктивное сопротивление Хксп и объем Vcn СП обмотки уменьшаются в (t/K)2 раз, а масса СП обмотки в 1/К2 раз.

Разработанная методика расчета потерь в СПТ с неплотными обмотками из провода с частичным заполнением его сечения СП жилами основана на определении отдельных видов потерь в СП жилах провода, вызванных собственным током жилы: электрических потерь от тока жилы

потерь от магнитного поля, создаваемого током жилы, электрических потерь в подложке СП провода от тока подложки, вихревых потерь в подложке от магнитного поля жилы. Полные потери в одной СП жиле равны:

АР ж — Д^ЭЛ СП АРэл ПОД Д^ВРХр СП ДРвихр ПОД 1 ДРгиС СП

При наличии в проводе N СП жил потери в обмотке равны

Приведены выражения для определения отдельных видов потерь в СП жиле. Полные потери в СПТ:

APcrrr ~ AP0(J СШ1"^" ДРмшг

где:. ДРм - магнитные потери в магнитопроводе.

Приведены схемные решения СПТ с отдельной обмоткой возбуждения и СПТ с локализированным магнитным полем рассеяния силовых обмоток, выполненных неплотной намоткой витков стержневого и тороидального типа с пульсирующим магнитным полем, защищенные авторскими свидетельствами СССР и патентами РФ.

Разработаны однослойные (рис. 8) и многослойные (рис. 9) многожильные СП провода с локализированным магнитным полем. На этих рис.: 1 - СП жила, 2 - стабилизирующая матрица, 3 - цилиндрический канал для прокачки хладагента (рис.8) и наружная оболочка для СП провода (рис.9).

В таких проводах все СП жилы находятся в локализированном, собственном магнитном поле, равном магнитному полю одной уединенной

Рис. 8 Рис.9

жилы. При этом число жил в однослойном СП проводе в тс раз меньше числа жил в обычном многожильном СП проводе с плотным заполнением его сечения СП жилами (т.е. количество СП материала более чем в 3 раза) при сохранении токонесущей способности, а в многослойном СП проводе в Ц/ё раз, что также соответственно снижает и количество СП материала в это же число раз и тем самым улучшает технико-экономические показатели таких СП проводов для СПТ энергетических систем.

В третьей главе приведены результаты разработок СПТ с вращающимся магнитным полем возбуждения и УПК. СП обмотки таких трансформаторов конструктивно выполнены по аналогии с замкнутыми обмотками электрических машин, расположенными в пазах и состоящими из последовательно соединенных секций каждая из которых соединяется соответствующим полупроводниковым переключателем УПК. Уравнение электромагнитных процессов СПТ с вращающимся магнитном полем и УПК получены на основе общей теории электрических машин с УПК. УПК могут быть присоединены отдельно к первичным или вторичным обмоткам, а также к обеим обмоткам СПТ. Использование в СПТ с вращающимся магнитным полем обмоток с УПК открывает возможность разработки новых видов статических электромагнитных преобразователей электромашинного типа. При этом СПТ с УПК можно рассматривать как частный случай

электрической машины с УПК с заторможенным ротором. На рис. 10 представлена разработанная схема СПТ постоянного напряжения на основе СПТ с вращающимся магнитным полем. Назначением такого СПТ является преобразование постоянного напряжения одной величины в постоянное напряжение другой величины (большей или меньшей). Схема состоит из первичной 1 и вторичной 2 силовых обмоток СПТ, каждая из которых включает в себя шесть последовательно соединенных между собой секций, к которым присоединены УПК 1 и УПК 2, что делает такой СПТ постоянного напряжения регулируемым. УПК 1 и УПК 2 состоят из прямо и обратно включенных полупроводниковых переключателей. На рис.11 и 12

отдельной обмоткой возбуждения и

Рис. 12

трехфазные преобразователи частоты.

В четвертой главе приведены результаты экспериментальных исследований моделей СПТ тороидального, стержневого и электромашинного типа, разработанных в соответствии с основными концепциями работы. Создание экспериментальных моделей СПТ с локализированным магнитным полем, осуществленные неплотной намоткой витков силовых обмоток и отдельной обмоткой возбуждения, позволило с их проверить разработанные принципы и условия необходимые для практического выполнения СПТ и внедрения их в энергетические системы традиционного и сверхпроводящего исполнения. Разработанные конструкции СПТ позволили осуществить:

1) экспериментальное исследование критических токов СПТ;

2) провести испытания СПТ в режимах х.х, к.з. и нагрузки;

3) практически оценить увеличение токонесущей способности, мощности, экономии СП материала.

Все модели СПТ выполнены по схемам, защищенным авторскими свидетельствами и патентами. Приведены технологии изготовления моделей СПТ. Описывается измерительный стенд, состоящий из следующих узлов: 1) система криогенного обеспечения; 2) система энергоснабжения; 3)

система измерения и контроля. Общая погрешность при проведении измерений на стенде не превышает 7%.

На рис.13 представлены экспериментальные зависимости величин критических токов от индукции магнитного поля СПТ тороидального типа, где 1 - силовые обмотки, выполненные неплотной намоткой витков; 2 -силовые обмотки с плотной намоткой. Величина критического тока при неплотной намотке витков увеличивается в 4,8 раза по сравнению с СПТ с плотной намоткой. Величина же докритического тока неплотной обмотки превышает аналогичную величину плотной обмотки почти в 10 раз.

На рис.14 представлены аналогичные зависимости СПТ стержневого типа. В этом случае величина критического тока СПТ с неплотной обмоткой увеличивается в 5,5 раза по сравнению с СПТ с плотной обмоткой. Величина

же докритического тока неплотной обмотки СПТ увеличивается в 8,7 раза го отношению с аналогичной величиной плотной обмотки.

На осциллограмме (рис. 15) представлено падение тока х.х. практически до 0 при включении отдельной обмотки возбуждения в ШТ" этектромашинного типа, а на осциллограмме (рис.16) увеличение вторичюго тока в режиме активной нагрузки с 14,3 А до 20,2 А после включения отдельной обмотки возбуждения.

Рис. 15

Зафиксированные в ходе

Рис. 16

экспериментальных исследований

осциллограммы токов и напряжений показывают увеличение токонесущей

способности СПТ тороидального, стержневого и электромашинного типа при использовании в них неплотной намотки витков силовых обмоток и применении отдельной обмотки возбуждения. При этом улучшаются массогабаритные показатели таких СПТ, повышается степень использования СП материала, т.е. снижается материалоемкость устройства.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Показано, что при мощностях порядка 1000 МВА и напряжении 110 - 330 кВ технико-экономические показатели СП энергетических систем с СПТ лучше, чем с трансформаторами традиционного исполнения.

2. Анализ научно-технической литературы по СПТ показал, что основным направлением разработок в этой области следует считать создание СПТ с обмотками из ВТСП и магнитопроводом из аморфной электротехнической стали.

3. Впервые разработанные классификации СПТ для энергетических '. систем с пульсирующим и вращающимся магнитным полем возбуждения, с

. некомпенсированным и локализированным магнитным полем рассеяния, 'СПТ, имеющих отдельную обмотку возбуждения, с ферромагнитным магнитопроводом и без него позволяют сориентировать направления разработок таких трансформаторов в зависимости от характера изменения магнитных полей в них, конструктивных исполнений СП обмоток и магнитопроводов.

4. В разработанном СПТ с отдельной обмоткой возбуждения отсутствие тока возбуждения в силовой первичной СП обмотке дает возможность выполнения полностью компенсирующих друг друга первичных и вторичных ампервитков и уменьшения всех магнитных потоков вокруг силовых обмоток, что в свою очередь вызывает уменьшение потерь, увеличение токонесущей способности и мощности СПТ. Показано, что в СПТ в отличие от обычных трансформаторов необходимо дополнительно учитывать кинетические индуктивности обхмоток, от которых зависят

величины электрических сопротивлений СП обмоток и, соответственно, их токонесущая способность. В теории СПТ кинетические индуктивные сопротивления до настоящего времени не применялись. В уравнения СПТ и его расчетные электрические схемы замещения введены кинетические индуктивные сопротивления для полного описания электромагнитных процессов. Предложены основные схемы СПТ, которые в зависимости от схем соединения обмоток возбуждения, могут быть разделены на СПТ с независимым, параллельным и смешанным возбуждением.

5. При сравнении параметров СПТ с локализированным магнитным полем рассеяния силовых обмоток с параметрами традиционного трансформатора с медными обмотками показано, что площадь сечения СП обмотки по сравнению с площадью сечения медной обмотки уменьшается, уменьшается также объем и масса СП обмотки трансформатора, что делает такой СПТ энерго- и ресурсосберегающим элементом традиционных и сверхпроводящих энергетических систем.

6. Разработана методика определения потерь в СП обмоткахСПТ с локализированным магнитным полем рассеяния с неплотно намотанными витками силовых СП обмоток из провода с частичным заполнением его сечения СП жилами. Показано, что потери в СП обмотке трансформатора равны произведению числу жил СП провода на потери в одной СП жиле. Все составляющие потерь пропорциональны общей длине СП провода силовых обмоток. Для уменьшения магнитных потерь в магнитопроводе СПТ и увеличения его к.п.д. в качестве материала магнитопровода рекомендовано использование аморфной электротехнической стали.

7. Предложены варианты выполнения СПТ, представляющие принципиально новые схемные и конструктивные решения, защищенные авторскими свидетельствами и патентами. Эти разработки не только повышают токонесущую способность, мощность и к.п.д. СПТ, но и позволяют использовать отдельные виды трансформаторов в качестве концевых электромагнитных устройств ввода электрической энергии из

обычных энергетических систем в СП ЛЭП, а также вывода энергии из них для передачи в нагрузки, работающие при обычной температуре. Предложен СПТ для гальванического разделения между СП системами «генератор-кабель-нагрузка» и совмещающий функции концевого устройства ввода энергии системы «генератор-СП ЛЭП» и ограничителя тока к.з.

8. Разработаны и запатентованы однослойные и многослойные многожильные СП, в которых СП жилы находятся в собственных локализированных магнитных полях, благодаря чему становится возможным доведение критического тока каждой отдельной СП жилы такого провода до максимальной величины, равной критическому току одной уединенной СП жилы, при помощи выбора коэффициента заполнения СП провода. Потери в таких проводах определяются суммарными потерями отдельных СП жил. . . 9. Разработаны СПТ с вращающимся магнитным полем и УПК, в т.ч. СПТ постоянного тока, который может быть использован в энергосистемах, ЛЭП постоянного тока с разным уровнем напряжения.

10. Экспериментальные исследования разработанных СПТ тороидального, стержневого и электромашинного типа с локализированным магнитным полем рассеяния и отдельной обмоткой возбуждения подтвердили правильность конструктивных решений СПТ и их принципиальную работоспособность во всех режимах испытаний. По сравнению с известными конструкциями СПТ в разработанных СПТ увеличена критическая плотность тока и повышена степень использования СП материала.

Основное содержание диссертации изложено в следующих работах:

1. Джафаров Э.А., Блохин А.И. Физическая модель электромагнитного устройства ввода энергии в СП ЛЭП. РЖ ВИНИТИ «Электротехника и энергетика», М. 1979, № 3, ЗИ305ДЕП.

2. Джафаров Э.А., Блохин А.И., Блохин В.И., Калямагина Н.Н. Экспериментальное исследование физической модели электромагнитного

устройства ввода энергии в сверхпроводящую ЛЭП трансформаторного типа. РЖ ВИНИТИ «Электротехника и энергетика», М. 1979, № 10,10И283ДЕП.

3. Лутидзе Ш.И., Джафаров Э.А., Блохин А.И. Трансформатор. А.С. СССР № 776356, Б.И. № 40, М.1980.

4. Лутидзе Ш.И., Джафаров Э.А., Блохин А.И. Сверхпроводящие трансформаторы энергетического назначения. Информэнерго, М. 1980.

5. Лутидзе Ш.И., Блохин А.И., Джафаров Э.А., Калямагина Н.Н. Устройство для передачи и распределения электроэнергии. А. С. СССР №904470, Б.И.№ 5, М. 1982.

6. Лутидзе Ш.И., Маглаперидзе O.K., Джафаров Э.А., Блохин А.И. Проблемы использования сверхпроводимости в энергетике. Информэнерго, М.1983.

7. Лутидзе Ш.И., Джафаров Э.А., Блохин А.И. Сверхпроводящей трансформатор с отдельной обмоткой возбуждения. Труды МИНГП вып. 175, М.1983.

8. Лутидзе Ш.И., Маглаперидзе О.К., Джафаров Э.А. Устройство для передачи и распределения электроэнергии. А.С. СССР № 1077494, Б.И.№ 8, М. 1984.

9. Блохин А.И., Джафаров Э.А., Лутидзе Ш.И., Маглаперидзе O.K., Муравьева Г.С. Сверхпроводящие электромагнитные вводы. Тезисы ВНТС «Научно-технические и технологические вопросы создания сверхпроводникового электроэнергетического оборудования». т.1,М. 1984.

10. Лутидзе Ш.И., Маглаперидзе O.K., Джафаров Э.А., Блохин А.И., Гусейнов Э.К., Лутидзе П.Б. Сверхпроводящий трансформатор. А.С. СССР № 1228708, Б.И. № 16, М.1986.

11. Лутидзе Ш.И., Гусейнов Э.К., Маглаперидзе O.K., Джафаров Э.А., Лутидзе П.Б., Муравьева Г.С. Сверхпроводящий провод круглого сечения для переменного тока. А.С. СССР № 1421158, Б.И. № 32, М. 1988.

»24180

12. Лутидзе Ш.И., Блохин А.И., Джафаров Э.А., Маглаперидзе O.K. Сверхпроводящий тороидальный трансформатор. А.С.СССР № 1551154, Б.И. №10, МЛ 990.

13. Джафаров ЭА Трансформаторы со сверхпроводящими обмотками, Приборы и системы управления № 6,1999.

14. Джафаров Э.А., Лутидзе Ш.И. Параметры сверхпроводящего трансформатора. Приборы и системы управления № 8,1999.

15. Лутидзе Ш.И., Джафаров Э.А. Потери в сверхпроводящем трансформаторе, Приборы и системы управления № 10, 1999.

16. Лутидзе Ш.И., Джафаров Э.А. Сверхпроводящий провод круглого сечения для переменных токов. Пат.РФ № 2168791, Б.И. № 16, М.2001.

1/. Лутидзе Ш.И., Джафаров Э.А Сверхпроводящая обмотка трансформатора. Пат.РФ № 2168783, Б.И. № 16, М.2001.

18. Лутидзе Ш.И., Джафаров Э.А. Сверхпроводящие трансформаторы. Научтехлитиздат, М. 2002.

19. Лутидзе Ш.И., Джафаров ЭА, Флейшман Л.С. Вопросы оптимизации сверхпроводящих обмоток. Инженерная физика № 3, 2002.

20. Лутидзе Ш.И., Джафаров Э.А. Трансформатор постоянного тока. Пат.РФ № 2207696, Б.И. № 18, М.2003.

21. Лутидзе Ш.И., Джафаров Э.А. Сверхпроводящие трансформаторы энергетического назначения. Тезисы докладов 1 Международной конференции «Фундаментальные проблемы высокотемпературной сверхпроводимости» М.2004.

Подписано в печать 08.11.2004 Зак.Ж Тир. 100 П.л. 15 Полиграфический центр МЭИ (ТУ) Красноказарменная ул., д. 13

ВВЕДЕНИЕ.

I. АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭНЕРГО-И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЯ В ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ НА ОСНОВЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТРАНСФОРМАТОРОВ СО СВЕРХПРОВОДЯЩИМИ ОБМОТКАМИ

1.1. Сверхпроводящий трансформатор - эффективный элемент энерго-и ресурсосбережения энергетических систем.

1.2. Трансформаторы с низкотемпературными сверхпроводящими обмотками.

1.3. Трансформаторы с высокотемпературными сверхпроводящими обмотками.

1.4. Задачи исследования.

II. СВЕРХПРОВОДЯЩИЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ С ЛОКАЛИЗИРОВАННЫМ МАГНИТНЫМ ПОЛЕМ РАССЕЯНИЯ ДЛЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ.

2.1. Общие сведения и классификация сверхпроводящих трансформаторов с локализированным магнитным полем рассеяния.

2.2. Сверхпроводящий трансформатор с отдельной обмоткой возбуждения.

2.3. Параметры сверхпроводящего трансформатора.

2.4. Сравнение параметров сверхпроводящего и традиционного трансформатора с медными обмотками.

2.5. Потери в обмотках сверхпроводящего трансформатора.

- 2.6. Варианты выполнения сверхпроводящих трансформаторов.

2.7. Сверхпроводящие провода для СПТ энергетического назначения.

2.8. Выводы.

III. СВЕРХПРОВОДЯЩИЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ С ВРАЩАЮЩИМСЯ

МАГНИТНЫМ ПОЛЕМ ВОЗБУЖДЕНИЯ.

3.1. Общие уравнения сверхпроводящих трансформаторов.

3.2. Сверхпроводящие трансформаторы постоянного напряжения.

3.3. Выпрямители и инверторы на основе СПТ.

3.4. Сверхпроводящий трансформатор с отдельной обмоткой возбуждения.

3.5. Трехфазные преобразователи частоты на основе СПТ.

3.6. Выводы.

IV. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ

СВЕРХПРОВОДЯЩИХ ТРАНСФОРМАТОРОВ.

4.1. Экспериментальный сверхпроводящий трансформатор тороидального типа.

4.2. Экспериментальный сверхпроводящий трансформатор стержневого типа.

4.3. Экспериментальный сверхпроводящий трансформатор электромашинного типа.

4.4. Вопросы измерения магнитных и электрических величин.

4.5. Лабораторный стенд для испытаний сверхпроводящих трансформаторов.

4.6. Исследование критических токов сверхпроводящих обмоток трансформаторов.

4.7. Исследование характеристик и режимов работы сверхпроводящих трансформаторов.

4.8. Выводы.

Существенный рост производства и потребления электрической энергии за рубежом и в нашей стране должен опираться на совершенствование электроэнергетических технологий, повышение их экономичности, надежности, экологической чистоты [1-5]. К таким технологиям относятся, в первую очередь, технологии, основанные на использовании сверхпроводимости (СП) в силовом электрооборудовании энергетических систем, а также силовой электроники на базе мощных запираемых GTO - тиристоров, IGBT - силовых транзисторов и аморфной электротехнической стали в качестве материала магнитных систем.

Внедрение СП оборудования (генераторов, трансформаторов, двигателей и кабелей) в национальную энергетику США по оценкам американских ученых и специалистов позволит сэкономить до 3% всей электроэнергии [188].

По оценкам Всемирного банка к 2020 году ожидается 100-кратный рост объема продаж СП оборудования - рынок электроэнергетических устройств вырастет до 32 млрд. долларов, общий же рынок сверхпроводников, включающий такие области применения как транспорт, электроника, медицина и наука достигнет уровня 122 млрд. долларов.

Успехи, достигнутые в области технической сверхпроводимости и силовой электроники, подготовили реальную базу для коренного усовершенствования существующих энергетических систем, повышения уровня энергосбережения и ресурсосбережения в них, рационального использования энергетических ресурсов уже в ближайшее время.

Важнейшими элементами энергетических систем связанными с другими элементами не только конструктивно, но и единством протекающих в них процессов являются силовые трансформаторы, оказывающие существенное влияние на экономию электрической энергии, надежную и экологически чистую транспортировку ее от мест генерации до объектов потребления.

Рост мощности силовых трансформаторов энергетических систем осуществляется за счет увеличения рабочих напряжений обмоток трансформаторов. В нашей стране были достигнуты величины единичной мощности - 1250 МВА и напряжения - 1200 кВ [6]. Дальнейшее повышение мощностей за счет увеличения напряжений обмоток создает все более трудные проблемы, связанные с их применением в энергетических системах. Так, практически достигнуты предельно возможные по электрической прочности воздуха напряжения; габариты и масса наиболее мощных генераторных трансформаторов во много раз превышают допустимые значения по грузоподъемности и площади железнодорожных платформ.

Остро стоящие вопросы экономии электрической энергии, связанной с уменьшением потерь в силовых трансформаторах стимулируют развитие энергосберегающих технологий на современном этапе развития трансформаторостроения.

Сверхпроводящие трансформаторы (СПТ) энергетических систем должны отвечать условиям передачи большой мощности от генератора к потребителю с минимальным уровнем потерь энергии в криогенной зоне при высокой степени использования СП материалов. Основные трудности при разработке СПТ, отвечающих этим требованиям, связаны с отсутствием сверхпроводящих материалов, обладающих в переменных электромагнитных полях достаточно высокими энергетическими параметрами[7-10].

Однако, проведенные исследования показали, что эти трудности могут быть преодолены путем практического решения вопросов, связанных с конструктивным выполнением СП проводов [94,146-150,184,185] и СП обмоток [184,185], их размещением относительно друг друга в пространстве, необходимостью, в ряде случаев, использования отдельных обмоток возбуждения [9,79] для создания магнитного потока в магнитопроводе СПТ.

Для достижения наилучшего эффекта использования СПТ выявлена целесообразность уменьшения взаимного влияния его токонесущих элементов друг на друга, разделения в пространстве магнитных потоков рассеяния и возбуждения.

Работа связана с исследованиями сверхпроводящих трансформаторов энергетического назначения, ведущимися в лаборатории криогенной электротехники ЭНИНа им.Г.М.Кржижановского с 1975 года по настоящее время.

Целью настоящей работы является исследование и разработка энергосберегающих сверхпроводящих трансформаторов энергетического назначения с пульсирующим и вращающимся и магнитным полем, обладающих высокой токонесущей способностью, низкими потерями и высоким КПД, для использования их как в традиционных, так и в сверхпроводящих энергетических системах.

Для достижения поставленной цели в работе решены следующие задачи:

- разработана классификация СПТ для энергетических систем с низкотемпературными и высокотемпературными СП обмотками, с пульсирующим и вращающимся магнитным полем, с ферромагнитным магнитопроводом и без него;

- разработана классификация СПТ с локализированным магнитным полем рассеяния силовых обмоток;

- разработан СПТ с отдельной обмоткой возбуждения, его расчетные схемы и электрические схемы замещения в стационарном режиме, переходных процессов, режиме холостого хода, короткого замыкания и нагрузки;

- разработана методика расчета параметров двух-трехобмоточных СПТ и СПТ с отдельной обмоткой возбуждения с учетом кинетической индуктивности обмоток и построены эквивалентные электрические схемы замещения таких трансформаторов;

- разработана методика расчета параметров СПТ с неплотной намоткой витков и проведено его сравнение с параметрами традиционного трансформатора с медными обмотками;

- разработана методика расчета потерь в СП обмотках СПТ с локализированным магнитным полем с неплотно намотанными витками из провода с частичным заполнением его сечения СП жилами;

- разработаны СП провода с локализированным магнитным полем для СПТ энергетического назначения;

- разработана методика расчета параметров СПТ с вращающимся магнитным полем возбуждения и управляемым полупроводниковым коммутатором (УПК);

- разработаны СПТ с вращающимся магнитным полем и УПК: СПТ постоянного напряжения, СПТ с отдельной обмоткой возбуждения, выпрямители и инверторы, трехфазные преобразователи частоты;

- разработаны и запатентованы конструкции СПТ с локализированным магнитным полем рассеяния силовых обмоток и с отдельной обмоткой возбуждения основного магнитного потока трансформатора, функционирующих как в полностью низкотемпературной среде жидкого гелия, так и в разных температурных средах (жидкий гелий -4,2 К, жидкий азот - 77 К, комнатная температура - 300 К).

- разработаны, изготовлены и испытаны СПТ с отдельной обмоткой возбуждения плотной и неплотной намоткой витков силовых СП обмоток тороидального, стержневого и электромашинного типа;

Научная новизна заключается в следующих основных положениях:

1. Разработаны классификации СПТ с пульсирующим и вращающимся основным магнитным полем возбуждения, с нескомпенсированным и с локализированным магнитным полем рассеяния силовых СП обмоток и с отдельной обмоткой возбуждения для энергетических систем традиционного и сверхпроводящего исполнения.

2. Сформулирован принцип работы СПТ с отдельной обмоткой возбуждения, разработаны его расчетные схемы и электрические схемы замещения в стационарном режиме, переходных процессах, режимах холостого хода, нагрузки короткого замыкания.

3. Проведен анализ электромагнитных процессов в стационарных и переходных режимах, определены параметры СПТ с отдельной обмоткой возбуждения, его активные сопротивления и индуктивности.

4. Получены уравнения и их решение для СПТ с отдельной обмоткой возбуждения в режиме соединения двух СП ЛЭП и общие уравнения для определения мощностей СП обмоток.

5. Определены параметры СПТ с учетом кинетической индуктивности обмоток, даны эквивалентные электрические схемы замещения двух-и трехобмоточных СПТ и СПТ с отдельной обмоткой возбуждения.

6. Определены параметры СПТ с неплотными обмотками и проведено сравнение этих параметров с параметрами традиционного трансформатора с медными обмотками.

7. Определены потери в СП трансформаторе с локализированным магнитным полем рассеяния силовых обмоток, выполненных из СП проводов с частичным заполнением их сечения СП жилами.

8. Разработаны и запатентованы схемные решения СПТ с локализированным магнитным полем рассеяния и с отдельной обмоткой возбуждения для традиционных и сверхпроводящих энергетических систем.

9. Получены уравнения электромагнитных процессов СПТ с вращающимся магнитным полем и УПК.

10. Разработаны конструктивные схемы на основе СПТ с вращающимся магнитным полем и УПК: выпрямителей, инверторов, трехфазных преобразователей частоты СПТ с отдельной обмоткой возбуждения; СПТ постоянного напряжения.

11. Разработаны и запатентованы однослойные и многослойные многожильные СП провода с локализированным магнитным полем рассеяния.

Практическая ценность работы состоит в следующем:

1. Разработанные СПТ с отдельной обмоткой возбуждения позволят скомпенсировать первичные и вторичные ампервитки, снизить потери повысить КПД и токонесущую способность СПТ, используемых в энергосистемах традиционного и сверхпроводящего исполнения.

2. До настоящего времени не применяемые в теории сверхпроводящих трансформаторов кинетические индуктивные сопротивления, введены в уравнения СПТ и его расчетные электрические схемы замещения стационарных и переходных процессов для полного описания электромагнитных процессов.

3. Инженерная методика расчета стационарных и переходных процессов в СПТ может быть использована для исследования электромагнитных процессов в СП электрооборудовании, на базе которых будут созданы сверхпроводящие электрические и электромагнитные системы.

4. Разработка СПТ с локализированным магнитным полем рассеяния силовых обмоток, выполненных неплотным заполнением витков, позволит увеличить степень использования сверхпроводникового материала и сделает его конкурентоспособным ресурсосберегающим электрооборудованием традиционных и сверхпроводящих энергетических систем.

5. Предложенные, запатентованные схемные решения СПТ с пульсирующим и вращающимся магнитным полем с УПК как с полностью сверхпроводящими силовыми обмотками и отдельной обмоткой возбуждения, так и с обмотками, функционирующими в разных температурных средах (жидкий гелий - 4,2 К, жидкий азот - 77 К, комнатная температура — 300 К) позволят использовать их в качестве эффективных устройств ввода (вывода) энергии от генераторов, работающих при обычной температуре в СП ЛЭП, а также для соединения двух или нескольких СП ЛЭП с разным уровнем напряжений, в том числе СП ЛЭП постоянного тока. 6. Разработанные локализированные многожильные СП провода (ЛМЖСПП) могут быть использованы в силовых обмотках СПТ, внедренных как в обычные, так и сверхпроводящие энергетические системы. Такие ЛМЖСПП увеличивают токонесущую способность силовых обмоток СПТ, снижают уровень потерь в них, уменьшают расход СП материала, увеличивают КПД СПТ энергетических систем.

Внедрение результатов работы

Разработанные СПТ энергетического назначения были использованы в качестве электромагнитных устройств ввода энергии в сверхпроводящие и криорезистивные кабели и СП магнитные системы, а также для соединения СП генераторного токопровода с энергосистемой (ГрузНИИЭГС тема № 35,

1979 г.; ОКБ-1 ЭНИН, договор ГПТУС МЭ СССР, 1984 г. г.Москва; филиал НИИ прикладной физики, договор ГлавНИИпроекта Э-31-83, 8261, 1985 г.; предприятие п/я, А-1858, МО СССР, 1988 г.), спецтемах «Ямбург» (МО СССР, 1991 г.) и «Пигмей» (МО РФ, 1995 г.).

Изготовленные в соответствии с изобретениями: А.С. СССР № 776396 и А.С. СССР № 1228708 сверхпроводящие трансформаторы внедрены в лаборатории криогенной электротехники ЭНИНа им. Г.М.Кржижановского (г.Москва, 1984 и 1987 г.г.). Апробации работы

Основные результаты работы докладывались на IV и VI Республиканских конференциях молодых ученых-энергетиков (г.Баку 1975 и

1980 г.г.), XVIII и XIX научно-технических конференциях молодых ученых и специалистов ЭНИНа им.Г.М.Кржижановского (г.Москва, 1978 и 1979 г.г.), Всесоюзном научно-техническом совещании «Научно-технические и технологические вопросы создания сверхпроводникового электротехнического оборудования (г.Москва, 1984 г.), 1-ой Международной конференции «Фундаментальные проблемы высокотемпературной сверхпроводимости» (ФПС 04) (г.Москва, 2004 г.).

Работы по сверхпроводящим трансформаторам энергетического назначения отмечены благодарностью Президиума Московского Правления НТОЭ и ЭП СССР (1980 г.), Дипломом III степени на Конкурсе Московского Правления НТОЭ и ЭП СССР (1981 г.), Дипломом I степени на Конкурсе молодых ученых Академии Наук СССР (г.Москва, 1981 г.).

Макеты СПТ выставлялись на Международной выставке «Экономия энергетических и материальных ресурсов в строительстве» «Стройэкономия 89» (г.Москва, 1989 г.), Международной выставке-ярмарке научно-технических достижений «НТД-89» (г.Москва, 1989 г.), Павильоне «Экология» ВВЦ РФ (г.Москва, 1993 г.). Макет сверхпроводящего тороидального трансформатора удостоен Медали ВВЦ в 1993 году.

Достоверность результатов работы подтверждена сопоставлением данных теоретических исследований, опубликованных в научно-технической литературе с результатами экспериментальных исследований на физических моделях и при натурных экспериментах во внедренных электроустановках.

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложения.

4.8. Выводы

1. Экспериментальные исследования разработанных СПТ тороидального, стержневого и электромашинного типа с локализированным магнитным полем показали их принципиальную работоспособность во всех режимах работы.

2. Использование конструкций неплотных намоток витков силовых СП обмоток трансформаторов (п - шаг) позволяет локализировать в них магнитные поля рассеяния, увеличить критические токи в СПТ до максимальных значений, улучшить массогабаритные показатели таких трансформаторов, повысить степень использования СП материала.

3. Использование отдельной обмотки возбуждения в СПТ позволяет уменьшить взаимное влияние токонесущих элементов обмоток друг на друга, разделить в пространстве магнитные потоки рассеяния и возбуждения и тем самым улучшить условия работы СП обмотки, повысить стабильность работы СПТ и осуществить процесс передачи энергии при максимальном использовании магнитных характеристик материала магнитопровода.

4. Полученные результаты экспериментальных исследований разработанных СПТ тороидального, стержневого и электромашинного типа с локализированным магнитным полем подтвердили правильность конструкторских решений СПТ выполненных в соответствии с гл. II настоящей работы.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Показано, что при мощностях порядка 1000 MB А и напряжении 110330 кВ технико-экономические показатели СП энергетических систем с СПТ лучше, чем с трансформаторами традиционного исполнения.

2. Анализ научно-технической литературы по СПТ показал, что основным направлением разработок в этой области следует считать создание СПТ с обмотками из ВТСП и магнитопроводом из аморфной электротехнической стали.

3. Впервые разработанные классификации СПТ для энергетических систем с пульсирующим и вращающимся магнитным полем возбуждения, с некомпенсированным и локализированным магнитным полем рассеяния, СПТ, имеющих отдельную обмотку возбуждения, с ферромагнитным магнитопроводом и без него позволяют сориентировать направления разработок таких трансформаторов в зависимости от характера изменения магнитных полей в них, конструктивных исполнений СП обмоток и магнитопроводов.

4. В разработанном СПТ с отдельной обмоткой возбуждения отсутствие тока возбуждения в силовой первичной СП обмотке дает возможность выполнения полностью компенсирующих друг друга первичных и вторичных ампервитков и уменьшения всех магнитных потоков вокруг силовых обмоток, что в свою очередь вызывает уменьшение потерь, увеличение токонесущей способности и мощности СПТ. Показано, что в СПТ в отличие от обычных трансформаторов необходимо дополнительно учитывать кинетические индуктивности обмоток, от которых зависят величины электрических сопротивлений СП обмоток и, соответственно, их токонесущая способность. В теории СПТ кинетические индуктивные сопротивления до настоящего времени не применялись. В уравнения СПТ и его расчетные электрические схемы замещения введены кинетические индуктивные сопротивления для полного описания электромагнитных процессов. Предложены основные схемы СПТ, которые в зависимости от схем соединения обмоток возбуждения, могут быть разделены на СПТ с независимым, параллельным и смешанным возбуждением.

5. При сравнении параметров СПТ с локализированным магнитным полем рассеяния силовых обмоток с параметрами традиционного трансформатора с медными обмотками показано, что площадь сечения СП обмотки по сравнению с площадью сечения медной обмотки уменьшается, уменьшается также объем и масса СП обмотки трансформатора, что делает такой СПТ энерго- и ресурсосберегающим элементом традиционных и сверхпроводящих энергетических систем.

6. Разработана методика определения потерь в СП обмотках СПТ с локализированным магнитным полем рассеяния с неплотно намотанными витками силовых СП обмоток из провода с частичным заполнением его сечения СП жилами. Показано, что потери в СП обмотке трансформатора равны произведению числу жил СП провода на потери в одной СП жиле. Все составляющие потерь пропорциональны общей длине СП провода силовых обмоток. Для уменьшения магнитных потерь в магнитопроводе СПТ и увеличения его к.п.д. в качестве материала магнитопровода рекомендовано использование аморфной электротехнической стали.

7. Предложены варианты выполнения СПТ, представляющие принципиально новые схемные и конструктивные решения, защищенные авторскими свидетельствами и патентами. Эти разработки не только повышают токонесущую способность, мощность и к.п.д. СПТ, но и позволяют использовать отдельные виды трансформаторов в качестве концевых электромагнитных устройств ввода электрической энергии из обычных энергетических систем в СП ЛЭП, а также вывода энергии из них для передачи в нагрузки, работающие при обычной температуре. Предложен СПТ для гальванического разделения между СП системами «генератор-кабель-нагрузка» и совмещающий функции концевого устройства ввода энергии системы «генератор-СП ЛЭП» и ограничителя тока к.з.

8. Разработаны и запатентованы однослойные и многослойные многожильные СП, в которых СП жилы находятся в собственных локализированных магнитных полях, благодаря чему становится возможным доведение критического тока каждой отдельной СП жилы такого провода до максимальной величины, равной критическому току одной уединенной СП жилы, при помощи выбора коэффициента заполнения СП провода. Потери в таких проводах определяются суммарными потерями отдельных СП жил.

9. Разработаны СПТ с вращающимся магнитным полем и УПК, в т.ч. СПТ постоянного тока, который может быть использован в энергосистемах, ЛЭП постоянного тока с разным уровнем напряжения.

10. Экспериментальные исследования разработанных СПТ тороидального, стержневого и электромашинного типа с локализированным магнитным полем рассеяния и отдельной обмоткой возбуждения подтвердили правильность конструктивных решений СПТ и их принципиальную работоспособность во всех режимах испытаний. По сравнению с известными конструкциями СПТ в разработанных СПТ увеличена критическая плотность тока и повышена степень использования СП материала.

1. Э.П. Волков, В.А. Баринов, А.С. Маневич «Проблемы и перспективы развития электроэнергетики России», Энергоатомиздат, М. 2001.

2. Глебов И.А., Черноплёков Н.А., Альтов В.А. «Использование сверхпроводимости магистральное направление развития электроэнергетики XXI века» Российский электроэнергетический конгресс Секция 9. Сверхпроводящие и электротехнические установки М. 1999.

3. И.А. Глебов, Н.А.Черноплеков, В.А.Альтов «Сверхпроводниковые технологии новый этап в развитии электротехники и электроэнергетики», Сверхпроводимость: исследования и разработки, М. 2002, №11.

4. Ш.И.Лутидзе, «Развитие электроэнергетики на основе электрооборудования нового поколения», Приборы и системы, М. 2001, № 4.

5. В.А.Веников, В.Г.Журавлев, Т.А.Филиппова, «Энергетика в современном мире», Знание, М. 1986.

6. С.Д.Лизунов, А.К.Лоханин, «Проблемы современного трансформаторостроения в России», Электричество, 2000, № 8,9.

7. Лутидзе Ш.А., Джафаров Э.А., Блохин А.И. «Сверхпроводящие трансформаторы энергетического назначения», Информэнерго. М. 1980.

8. Лутидзе Ш.А., Маглаперидзе O.K., Джафаров Э.А., Блохин А.И. «Проблемы использования сверхпроводимости в энергетике», Информэнерго. М. 1983.

9. Ш.И.Лутидзе, Э.А.Джафаров, «Сверхпроводящие трансформаторы», Научтехлитиздат, М. 2002.

10. Лутидзе Ш.А., Джафаров Э.А., и др. «Сверхпроводящие электромагнитные вводы», Тезисы докладов ВТНС «Научно-технические и технологические вопросы создания сверхпроводникового электроэнергетического оборудования». М. 1984 т.1.

11. Джафаров Э.А., Лутидзе Ш.И. «Параметры сверхпроводящего трансформатора», Приборы и системы управления. 1999. №8.

12. Монтгомери Д. «Перспективы широкомасштабного применения сверхпроводимости», Сверхпроводимость: исследования и разработки. 1998. №9,10.

13. Yamamoto М., Ishigohka Т.А. "Feasibility study on a Superconducting Power transformer" IEEE Trans, on Magn. 1986, vol. 22, №5.

14. Е.Л.Блинков, Э.А.Джафаров, В.И.Модзолевский, «Трехфазный трансформатор с магнитопроводом из аморфного сплава», Информлисток, МГЦНТИ, № 37-99, М. 1999.

15. Лутидзе Ш.А., Джафаров Э.А. «Потери в сверхпроводящем трансформаторе», Приборы и системы управления. 1999. №10.

16. Джафаров Э.А. «Трансформаторы со сверхпродящими обмотками», Приборы и системы управления. 1999. №6.

17. О.К.Маглаперидзе, Э.А.Джафаров, «Сверхпроводящий преобразователь», а.с. СССР, № 1213941, Б.И., № 7, М. 1986.

18. Ш.И.Лутидзе, А.И.Блохин, Э.А.Джафаров, Г.Б.Ломая, О.К.Маглаперидзе, В.Л.Петри, А.Н.Соболев, «Криотрон», а.с. СССР № 1414249, Б.И. № 28, М.1988.

19. Ш.И.Лутидзе, О.К.Маглаперидзе, Э.А.Джафаров, «Сверхпроводящий преобразователь», а.с. СССР, №1438565, Б.И. № 42, М.1988.

20. Лутидзе Ш.И., Джафаров Э.Х. «Трансформатор постоянного тока», пат РФ № 2207696, Б.И. № 18, М. 2003.

21. Riemersma Н., Barton M.L., Litz D.C., Eckels P.N., Murphy J.H., Roach J.F. "Application of superconducting technology transformers" IEEE Trans, on Power Appar. And Sist 1981, vol. 100 №7 p. 3398.

22. В.П.Федин, «Электроэнергетические задачи криогенных электропередач», Наука и техника, Минск, 1983.25. "ABB Forshungsteam erzient Durcbruch bei supraleitendem" Transformer OZE 1992, 45, №10 c. 460.

23. Hornfeldt S., Bonmann D., Albertsson O., Konig F. "Power transformer with superconducting winding" Pap. IEEE Int. Magn. Conf. (INTERMAG-93) Stockholm Apr. 13-16, 1993, Pt. 2. IEEE Trans. Magn. 1993,29, №6 c.3556-3558.

24. Yamamoto M., Ishidohka Т., Kaiho K., Kimura Y. "Conceptual design of a power transformer with high Tc superconductor" Proc. 12th Int. Cryog. Eng. Conf. Southampton 12-15 July 1988 ICEC Cuildford, 1988 c. 734-738.

25. Иванов С.С. «Сверхпроводимость: от фундаментальной науки к высоким технологиям века» Энергия 1999, №7, с.2-9.

26. Destess J.G., Dadgle J.E., Dirks J.A. "High temperature superconducting transformers evalution" Proc. Amer. Power Conf. vol. 57 Pt. 1, 57th Annu. Meet. Amer. Power Conf. "Technol. For Competit World" Chicago 1995 c. 106-111.

27. В.А.Веников, Э.Н.Зуев, «Криогенные кабельные линии», Электротехнические материалы, электрические конденсаторы, провода и кабели, ВИНИТИ, М.1977, т.9.

28. Г.Е.Поспелов, В.Т.Федин, П.В.Лычев, В.М.Гончаров, «Стоимостной анализ криогенных систем электропередач», Энергетика и транспорт, М. 1983, №1.

29. Г.Е.Поспелов, В.Т.Федин, «Электрические системы и сети. Проектирование», Вышэйшая школа, Минск, 1988.

30. Справочник по проектированию электроэнергетических систем», под ред. С.С.Рокотяна и И.М. Шапиро, Энергия, М.1977.

31. Глебов И.А. «Криогенная техника как основа прогресса в электротехнической промышленности» Холодильная техника 1997, №3, с. 16-18.

32. McFee R. «The feasibility of superconductivity power transforments» Electrical Enginering 1961 vol. 80N 10 p. 754-760.

33. McFee R. «Application of superconductivity to the generation and distribution of the electric power.» Electrical Enginering 1962 vol. 81 N2 p. 122-129.

34. McFee R. «Superconductive Electrical Devices.» пат. Англии кл. HIT (H021) N 982686 заявл. 06.06.61. опубл. 10.02.65.48. «See million-kW superconductor transformer» Electrical Word 1961 vol. N11 p.54.

35. McFee R. «Superconductivity-ciyogenic key to low loss T and D.» Power Enginering 1961 vol. 65 N 10 p.80-82.

36. Казовский Е.Я.,. Карцев В.П., Шахтарин В.П. Сверхпроводящие магнитные системы. Л.: Наука, 1967.

37. Горяинова Н.Ф. «Применение сверхпроводимости и глубокого охлаждения в трансформаторостроении», Обзор Информстандартэлектро. М. 1968.

38. Веников В.А., Зуев Э.Н., Околотин B.C. «Сверхпроводники в энергетике», Энергия. М. 1972.

39. Tsutsumi Yasuyki, Jnui Yoshiaki, Sakamoto Ken «Cryogenic transformer" Тэйоп кочаку. Cryogenics Engineering 1976, vol 11, N3, p. 95-102.

40. Фастовский В.Г., Петровский Ю.В., Ровинский А.С. «Криогенная техника», Энергия М. 1974.

41. Malandain A. «Le transfomateur supraconducteur», RGE 1965, t.74, №10, p. 837-838.

42. Pech T. "Essais d'un transformateur a enroulements supraconducteurs de faible puissance" RGE, 1967, t.76 N 2 p,271-278.

43. Klaudy P.A. "Some experiments relating to the layout of superconducting transformers" Advances in Cryogening Engineering, 1965 vol. 9.

44. Wilson G.W. "Die technische Bedeutung des supraleitfahigkeit" Elektro-Anzeiger Ausgabe der gesamte Industree 1964, Bd, 17,1. N 24 s.368370.

45. Wilson G.W, "Improvements in und relation to Elektro-magnetic Induction Apparatus" пат. Англии кл.: H1T(H021) N 979890 заявл.09.08.62, опубл. 01.06.65.

46. Klaudi Р. " Transformator mit Wicklungen aus supraleitendem Material" пат. Австрии кл. 2Id, 96 N 237733 заявл. 07.07.62, опубл. 11.07.65.

47. Klaudy P. "Grobtransformator" пат. Австрии кл. 21 d 96 (НОIf) №263132 заявл. 29.04.65, опубл. 15.10.68.

48. Hirczy Н. "Kraftlinienverkettung und Streuung bei eisenlosen Transformatoren mit verschachtelten supraleitenden Ringwicklunden" Archiv fur Electrotechnik 1972, №55, s. 1-9.

49. Horcher, Werner. "Transformator" пат. ГДР кл. 21d2, 49 (HOIf, 27/42) №99048 заявл. 07.09.72 опубл. 12.07.73.

50. Klaudy Р.А. "Transformator mit Leitem aus supraleitenden Stolen" пат. Австрии кл.:21 105 (H01) N 252377 заявл.09.08.62, опубл. 01.06.65.

51. Klaudy Р.А. "Transformator mit Leitem aus supraleitenden Stolen" пат. Австрии кл.:21 105 (H01) N 252377 заявл.09.08.62, опубл. 01.06.65.

52. Wilkinson K.J.R. "Superconductive endings in power transformers", Proceerings IEEE 1963 vol.10 N 12 p.2271-2279.

53. Wilkinson K.J.R. "Prospect of employing conductors at low temperature in power cables and in power transformers" Proceedings IEEE 1966 vol.113 N 9 p.1509-1520.

54. Wilkinson K.J.R. "Prospect for the Employement of Superconductors in Alternating Magnetic Fields" IEEE Transaction on Magnetic, 1966 vol.2 N3p.369-374.

55. Wilkinson K.J.R. "Some Engineering Limitation of Superconductors in Power Transformers, Power Cables and Machines" Nature 1968 vol.219 N5161 p. 1317-1319.

56. Brown R. "Superconductivity in Power Cables" Electrical India 1967 N 10 p.36-38.

57. Jones J.E. "Superconducting on supercooled transformers" Electrical Times 1965. vol. 13, N 10 p.463-464.72. "Plastics used for superconducting transformers" Applied Plastics 1965, vol. 8, N8, 68.

58. Borcherds P.H. "Conductor losses in superconducting transformers" Cryogenics 1969, vol. 9, N 5, 331-333.

59. Yorch H.O. "The feasibility of superconducting power transformers" Cryogenics 1969, vol. 9, №5.

60. Thanawala H.L. "Improved a.c. power transforming assembley" Power Engienering 1964, vol. 20, N 2.

61. Thanawala H.L. "Improved a.c. power transforming assembley пат.ф Англии кл.:Н2Н(Н02Ь) N 1119877 заявл. 20.06,67, опубл. 17.07.68.

62. Hagreaves J., Jones J.E. " Improvements relating to superconducting winding arrangements for transformers" Proceedins IEEE, 1967, vol. 55 N3.

63. Hadreaves J., Jones J.E. "Improvements relating to superconductive Winding Arrangements for Transformers" пат. Англии кл. HIT, H1K (HO If) №1123955 заявл. 17.05.67, опубл. 14.08.68.

64. Ш.И.Лутидзе, Э.А.Джафаров, «Сверхпроводящие трансформаторы энергетического назначения», Тезисы докладов 1 Международной конференции «Фундаментальные проблемы высокотемпературной сверхпроводимости», М.2004.

65. Дж. Уильяме. Сверхпроводимость и ее применение в технике, Мир. М. 1973.

66. Джафаров Э.А., Блохин А.И. «Физическая модель электромагнитного устройства ввода энергии в сверхпроводящую ЛЭП», РЖ ВИНИТИ• «Электротехника и энергетика» М. 1979 №3 ЗИ305ДЕП.

67. Лутидзе Щ.А., Джафаров Э.А., и др. «Устройство для передачи и распределения электроэнергии», а.с. СССР №904470 Б.И. №5 М. 1982.

68. Бункити, Фумия, Юдзиро, Седзи «Переходное устройство для сверхпроводящего криогенного кабеля» пат. Японии кл. 100 РО (НО IV, 11/00) №48-26440 заявл. 18.03.69. опубл. 10.08.73.

69. Sabrie J.L. "Cryoelectricity" Alsthom Review 1986, №5, p. 31-50.

70. Kito Y., Okubo H., Hayakawa N., Mita Y., Yamamoto M. "Developments of a 6600/210 v, 100 KB A hybrid-type superconducting transformer " IEEE Trans. Power Deliv. 1991, G, №2, p. 816-823.

71. Iwakuma M., Funaki К., Kanetaka H., Tasaki К., Takeo М., Yamafuji К. "Силовой трансформатор со сверхпроводимостью" Тэйон Кочаку Cryog. Eng. 1988, 23, №6, с.362-368.

72. Shimizu Е., Fujioka Т., Ogiwara Н., Akita S., Ishikawa Т., Tanaka Т. "Developments of 500 КВА А.С. 50 Hz Superconducting coil" Proc. 12th Int. Cryog. Eng. Conf. Southampton 12-15 July 1988 ICEC 12 Guildford 1988 p. 719723.

73. Funaki K., Iwakuma M., Takeo M., Yamafuji К "Preliminary test and quench analises of a 72 KB A superconducting four-winding power transformer " Proc. 12th Int. Cryog. Eng. Conf. Southampton 12-15 July 1988 CEC 12 Guildford 1988 p. 729-733.

74. Iwakuma M., Funaki K., Kanetaka H., Tasaki K., Takeo M., Yamafuji К "Quench analises in a 72 KB A superconducting four-winding power transformer" Cryogenics 1989, 29, №11 p.1055-1062.

75. Muta I., Furikawa Т., Koga H. "Finite element analises of transient phenomena in fourwound type of superconducting power transformer" IEEE Trans, on Magn. 1990, 26, №2 p. 917-920.

76. Ивакуни Нариюки «Исследование трансформаторов со сверхпроводящими обмотками» Кюсю geuiraky кочаку сюхо = Technol. Repts Kynshu Univ. 1991, 64, №1 p. 56-58

77. Г.Г. Свалов, Д.И. Белый. Сверхпроводящие и криорезистивные обмоточные провода, Энергия. М. 1976.

78. Рычагов А.В., Свалов Г.Г., Сытников В.Е., Тарак А.В. «Сверхпроводящие обмоточные провода для магнитных систем различного назначения» Кабельная техника 1992, №1 с. 6-9.

79. ВНИИНМ им. Акад. А.А. Бочвара «Сверхпроводящие материалы различных назначений» Российский электротехнический конгресс Секция 9. Сверхпроводящие и электротехнические установки М. 1999.

80. Лурье А.И., Мильман Л.И., Коробов O.K. «Модель трансформатора с обмоткой из ВТСП материала» Электротехника 1990, №4, с. 61-63.

81. Лурье А.И., Коробов O.K. Мильман Л.И. «Исследование модели трансформатора с короткозамкнутой обмоткой из высокотемпературной сверхпроводящей керамики» Электротехника 1991, №12, с. 43-45.

82. Александров В.В., Елагин В.Н., Коробов O.K., Лейтес Л.В., Лурье А.И. «Исследование модели регулировочного трансформатора с передвижной короткозамкнутой обмоткой из высокотемпературной сверхпроводящей керамики» Электротехника 1993, №3, с. 21-25.

83. Митрохин B.A., Джетымов A.M., Сытников В.Е., Свалов Г.Г., Куралёв В.В., Полякова Н.В., Радченко И.П., Львова Н.Л., Маврина Т.Н. «Провода из ВТСП» Кабельная техника, 1994, №5, с. 14-25.

84. Meyer K. "High temperature superconductivity: the state of thirgs" Mod. Power Sist. 1998, 18, №6, c. 17, 19, 21, 23.

85. Iwakuma M., Konno M. "Разработка трансформатора мощностью 800 КВА с использованием ВТСП-ов" FAPIG: First Atom Group 1997, №146, с. 3236.115. "Alcatel produces 1 km of superconducting wire" Electrical Rev. (Gr. Brit.), 1998, 231, №8, c.14.

86. Ronald C., Johnson C., Benjamin W., McConnel, Sam P. Mehto and Michael S. Walker. "Status of superconducting Power Transformer Development" Proc. Of Amer. Power Conf. vol. 58, Pt. 1, p. 89-94.

87. Sykulski J.K., Beduz C., Stoll R.L., Harris M.R., Goddard K.F., Yang Y. "Prospects for large high-temperature superconducting power transformers: conclusions from a design study" IEE Proc. Elec. Power Appl. 1999, 146, №1 c. 41-52.

88. Sykulski J.K., Goddard K.F., Stoll R.L.,«High-temperature superconducting demonstrator transformer design consideration and first test results», IEEE Trans.Magn., 1999, vol 35, № 5, p. 3559-3561.

89. Sato ken-ichi «The HTS wire technology Present and future» Proc. 47 the Int.Conf. Wire and Cable Philadelphia 1998, p. 353-393

90. Ramanan V.R., Riley G.N., Masur L.J., Dale S.J., «А vision for application of HTS transformers», Proc. 47 the IntConf. Wire and Cable Symp. Philadelphia1998, p. 360-364.

91. Mc Connel B.W. «Transformers a successful application of high temperature superconductors» IEEE Trans. Appl. Supercond.2000, 10, № 1, p. 716-720.

92. Choi Kyeng Dal, Lee Нее J., Cha Guesso, Ryi Kyung W., Kim Woo S., Hahn Song Y., «Test of a high Tc superconducting power transformer», IEEE Trans. Appl. Supercond.2000, 10, № 1, p. 853-856.

93. Л.М.Фишер «Новые достижения в области высокотемпературной сверхпроводимости и ее применение», Электричество 2001, № 9, с. 56-61.

94. Кимура Хиронабу «Разработка сверхпроводящего трансформатора», Denki hyoron = Electr. Rev., 2001, 86, №4, p. 74-77.

95. Sissimatos Е., Harms G., Oswald В. «Optimization of high-temperature superconducting power transformers» IEEE Trans. Applied Supercond., 2001, 11, №1, p. 1936-1939.

96. Darmann F. «Design and loss calculations of a 100 kBA transformer employing multifilamentary Bi-2223 Ag sheathed superconducting tapes» Cryogenics, 2001, 41, №9, p.621-622.

97. Miller S., «High-temp superconductors breed new generation of big electric equipment», IEEE Spectrum, 2002, 39, № 1, p. 20-22.

98. Sissimatos E., Harms G., Oswald B. «Design rules for high-temperature superconducting power transformers» Phisica, 2001, 354, № 1-4, p. 23-26.

99. Hassenzal W., «Superconductivity anenabling technology for 21 st century power systems», IEEE Trans. Appl. Supercond.2001, 11, № 1, p. 1447-1463.

100. Henning U., Schlasser R., Meimert M., «Supraleitende Transformatoren fur electriche Trebfauge» ZIV rail Glas.Ann., 2002,№ 2-3, c. 86-92.

101. Hornfeldt S.P. «HTS in electric power applications: transformers» Phisica, 2000, c. 341-342, ч. 4.

102. Hirochi Yamaguchi, Yukihiko Sato, Teruo Kataoka «Comparison between Superconducting and Conventional Power Transformers Considering Auxiliary Facilities» IEEE Trans. Appl. Supercond.1995, 5, № 2, p. 937-940.

103. Guse R.F. "A worldwide overview of superconducting development efforts for untility application" Proc. Amer. Power. Conf. vol. 58, Pt.l 58 Annu. Meet Power Conf. Chicago 1996 c. 77-83.

104. Г. Брехна. Сверхпроводящие магнитные системы. Мир. М. 1976.

105. Schiiki К., Airhara К., Kudo М. А.с. loss and twisting effects in superconducting composite conductor. Japan.J.Appl.Phys. 1974. v. 13 № 2 p.345.

106. Schiiki K., Effect of matrix resistivity on twisting in superconducting composite conductors. Japan J.Appl.Phys. 1974 v. 13 № 11 p. 1975.

107. Kwasnitza K., Horwath I. Reduction of the a.c. losses of multifilament superconductors by the use of low twist rate J.Appl.Phys. 1976 v.47 №11 p.5038.

108. Eckert D., Enderlein G., Lange F.A. A.c. losses of multifilament superconductor. IEEE Brans, on Magnetics 1975 v.Mag. 11 №2 p.377.

109. И.А. Глебов, Ч. Лаверик, В.Н. Шахтарин. Электрофизические проблемы использования сверхпроводимости. Наука Л. 1980.

110. Лутидзе Ш.А., Джафаров Э.А. Сверхпроводящий провод круглого сечения для переменного тока. а.с. СССР №1421158 Б.И. №32. 1988.

111. Лутидзе Ш.А., Джафаров Э.А. Сверхпроводящий провод для переменных токов, пат. РФ №2168791, Б.И.№ 16, М.2001.

112. Зенкевич В.Б., Сычев В.В. «Магнитные системы на сверхпроводниках» НаукаМ. 1972.

113. Лутидзе Ш.А., Джафаров Э.А., и др. «Трансформатор», а.с. СССР №991864 Б.И. №3 М. 1983.

114. Лутидзе Ш.А., Джафаров Э.А., Блохин А.И. «Сверхпроводящий трансформатор с отдельной обмоткой возбуждения».Труды МИНГП М.1983, вып. 173.

115. Лутидзе Ш.И., Джафаров Э.А., Блохин А.И. «Трансформатор» а.с. СССР №776356 Б.И. №40 М.1980.

116. Лутидзе Ш.И., Джафаров Э.А., Блохин А.И., «Перспективы создания сверхпроводящих трансформаторов на базе существующих сверхпроводниковых материалов для СП ЛЭП», Тезисы докладов VI Республиканской конференции ученых-энергетиков, Баку 1980.

117. Лутидзе Ш.И., Маглаперидзе O.K., Джафаров Э.А. «Устройство для передачи и распределения электроэнергии» а.с. СССР №1077494 Б.И. №8, М. 1984.

118. Ш.И.Лутидзе, Э.А. Джафаров и др. «Сверхпроводящий трансформатор» а.с. СССР №1124778 Б.И. №42, М. 1984.

119. Ш.И.Лутидзе, Э.А. Джафаров и др. «Сверхпроводящий трансформатор» а.с. СССР №1393193 Б.И. №16, М.1988.

120. Ш.И.Лутидзе, Э.А. Джафаров и др. «Сверхпроводящий тороидальный трансформатор» Информ. Листок МГЦНТИиП №8986 М. 1989. 162. Ш.И.Лутидзе, Э.А. Джафаров и др. «Сверхпроводящий тороидальный трансформатор» а.с. СССР №1551154 Б.И. №10, М.1990.

121. E.JI.Блинков, Э.А.Джафаров, А.Н.Соболев и др. «Сверхпроводящий трансформатор», а.с. СССР, № 1653465, Б.И. № 20, 1991.

122. Г.П.Петров, «Электрические машины», ч.1, Госэнергоиздат, М. 1956.

123. П.Л.Калантаров «Схема эквивалентная трехобмоточному трансформатору» Электричество 1948, №3.

124. Ш.И. Лутидзе Параметрические нелокальные модели сверхпроводников. Электричество. 1987. №8.

125. Ш.И. Лутидзе, Э.А. Джафаров «Сверхпроводящая обмотка трансформатора» пат. РФ №2168783, Б.И. № 16, М.2001.

126. Е.Л.Блинков, Э.А.Джафаров, Ш.И.Лутидзе, «Сверхпроводящая обмотка», пат.РФ № 2082242, Б.И. № 17, М.1997.

127. Ш.И. Лутидзе, Э.А. Джафаров и др. «Сверхпроводящий трансформатор» а.с. СССР №1228708 Б.И. №16, М.1986.

128. Ш.И.Лутидзе, Г.В.Михневич, В.А.Тафт, «Введение в динамику синхронных машин и машинно-полупроводниковых систем», Наука, М.1973.

129. А.Н.Соболев «Сверхпроводящая тороидальная электромагнитная система для передачи энергии», Канд.дис. ЭНИН, 1987.

130. Ш.И.Лутидзе, Э.А.Джафаров, Л.С.Флейшман «Вопросы оптимизации сверхпроводящих обмоток», Инженерная физика, М. 2002, № 3.

131. Ш.И.Лутидзе, Э.А.Джафаров, «Основы рационального выполнения сверхпроводящих проводов и сверхпроводящих обмоток», Электро, М.2003, № 1.

132. А.Кобус, Я. Тушинский «Датчики Холла и магниторезисторы», Энергия, М. 1971.

133. L.W.Davies «The Reduction of Misalignement voltage in Hall Messurements», J. Sci. Inst., 35, 1958, № 3.

134. Д.В.Покровский, «Некоторые аспекты применения высокотемпературных сверхпроводников в энергетике», Электро, 2004, № 4.189. «Энергосбережение в Европе: применение энергоэффективных распределительных трансформаторов», Энергосбережение, 2003, № 6.

135. Murphy J.H. "Superconducting transformer" пат. США, кл.: H01F 27/00, НКИ 361/19 №4336561 заявл. 13.03.81 опубл. 22.06.82.

136. Murphy J.H. "Advances application of superconductors" Adv. Ciyg. Eng. Proc. Conf. Colorado Springs 15-17 aug 1983 vol. 29 N.Y., London 1984.